2021版高考物理一轮复习课时规范练5力的合成与分解含解析

2021版高考物理一轮复习课时规范练5力的合成与分解含解析

课时规范练5　力的合成与分解 ‎1.‎ ‎(力的合成)(2019·宁夏青铜峡高级中学月考)如图所示,舰载机保持牵引力F大小不变,在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止,此时阻拦索夹角θ=120°,空气阻力和甲板阻力不计,则阻拦索承受的张力大小为(　　)‎ A.2F　　　　　　　　　　B.F ‎ C.‎3‎‎2‎F D.‎F‎2‎ ‎2.(轻杆、轻绳模型)(2019·山东聊城六校联考)如图所示的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆,能保持平衡的是(　　)‎ A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁 C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁 D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁 ‎3.‎ 9‎ ‎(多选)(力的分解)(2019·宁夏育才中学月考)如图所示,将力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小和F2与F之间的夹角α,且α为锐角,则(　　)‎ A.当F1>Fsin α时,一定有两解 B.当F1=2Fsin α时,有唯一解 C.当F1F2,h1F2,h1>h2 D.F1=F2,h1>h2‎ ‎8.‎ 9‎ ‎(“死结”和“活结”模型)如图所示,在固定好的水平和竖直的框架上,A、B两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态。若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点,则下列判断正确的是(　　)‎ A.只将绳的左端移向A'点,拉力变小 B.只将绳的左端移向A'点,拉力不变 C.只将绳的右端移向B'点,拉力变小 D.只将绳的右端移向B'点,拉力不变 素养综合练 ‎9.(2019·浙江高三选考科目考试)小明在观察如图所示的沙子堆积时,发现沙子会自然堆积成圆锥体,且在不断堆积过程中,材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小明测出这堆沙子的底部周长为31.4 m,利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为0.5,估算出这堆沙子的体积最接近(　　)‎ A.60 m2 B.200 m2 ‎ C.250 m2 D.500 m2‎ ‎10.(多选)(2019·重庆巴蜀中学月考)张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后,挂在如图所示的晾衣架上晾晒,A、B为竖直墙壁上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面上。∠AOB=120°,∠DOC=30°,衣服质量为m。则(　　)‎ 9‎ A.CO杆所受的压力大小为‎2‎‎3‎‎3‎mg B.CO杆所受的压力大小为2mg C.AO绳所受的拉力大小为‎3‎mg D.BO绳所受的拉力大小为mg ‎11.(多选)(2019·四川射洪县射洪中学开学考)如图所示,A物体被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B物体放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点;O'是三根线的结点,bO'水平拉着B物体,cO'沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的细线OP上的张力是20‎3‎ N,g取10 m/s2,则下列说法中正确的是(　　)‎ A.弹簧的弹力为10 N B.A物体的质量为2 kg C.桌面对B物体的摩擦力为10‎3‎ N D.OP与竖直方向的夹角为60°‎ ‎12.(2019·河北保定模拟)如图所示,将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态。已知球半径为R,重力为G,线长均为R。则每条细线上的张力大小为(　　)‎ A.2G B.‎6‎‎2‎G ‎ 9‎ C.‎3‎‎2‎G D.‎5‎‎2‎G ‎13.(多选)(2019·广东广州模拟)如图,粗糙水平面上a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接,正好组成一个等腰梯形,系统静止。a和b之间、a和c之间以及b和d之间的弹簧长度相同且等于c、d之间弹簧长度的一半,a、b之间弹簧弹力大小为c、d之间弹簧弹力大小的一半。若a受到的摩擦力大小为Ff,则(　　)‎ A.a、b之间的弹簧一定是压缩的 B.b受到的摩擦力大小为Ff C.c受到的摩擦力大小为‎3‎Ff D.d受到的摩擦力大小为2Ff 参考答案 课时规范练5　力的合成与分解 ‎1.B　如图所示,根据平行四边形定则,每根阻拦索承受的张力大小等于载机牵引力F的大小。‎ ‎2.B　如果杆受拉力作用,可以用与之等长的轻绳代替,如果杆受压力作用,则不可用等长的轻绳代替,题图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用,而甲、乙、丁中的BC杆均受压力作用,故A、C、D错误,B正确。‎ 9‎ ‎3.CD　将一个力分解为两个分力,由三角形定则知分力与合力可构成封闭三角形。当F1h2;对球和铁链进行受力分析,如图甲、乙所示。A点对轻绳的拉力沿着轻绳的方向,A点对铁链的拉力沿着A点处铁链的切线方向,故题图乙中A、B两点对铁链拉力的夹角比较小,由力的合成知识知F2较小,故只有选项C正确。‎ ‎8.‎ 9‎ B　设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α,绳子的长度为L,B点到墙壁的距离为s,根据几何知识和对称性,得 sinα=sL①‎ 以滑轮为研究对象,设绳子拉力大小为F,根据平衡条件得 ‎2Fcosα=mg,得F=mg‎2cosα②‎ 当只将绳的左端移向A'点,s和L均不变,则由①②式得知,F不变,故A错误,B正确;当只将绳的右端移向B'点,s增加,而L不变,则由①式得知,α增大,cosα减小,则由②式得知,F增大,故C、D错误。‎ ‎9.A　沙堆底部周长为31.4m,故圆锥体的底部圆半径为r=‎31.4‎‎2×3.14‎m=5m,对锥面上的一粒沙粒分析,估算时可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则满足μmgcosθ=mgsinθ(θ为锥体的底角)时沙粒刚好静止,故μ=tanθ=hr,解得圆锥体高h=2.5m,故圆锥体的体积约为V=‎1‎‎3‎Sh=‎1‎‎3‎×3.14×52×2.5m3≈65m3,选项A正确。‎ ‎10.BC　设绳AO和绳BO拉力的合力为F,以O点为研究对象,O点受到竖直向下的拉力FT=mg、杆的支持力F2和绳AO与绳BO拉力的合力F,作出力的示意图,如图甲所示。‎ 根据平衡条件得:F=mgtan60°=‎3‎mg;F2=mgsin30°‎=2mg;将F分解,如图乙,设AO所受拉力的大小F1,因为∠AOB=120°,根据几何知识得:F1=F=‎3‎mg,所以绳AO和BO所受到的拉力F1为‎3‎mg,而杆OC所受到的压力大小等于F2为2mg。故选BC。‎ ‎11.‎ 9‎ ABC　设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O'a绳的拉力分别为FT1和FT,则有:2FTcos30°=FT1,得:FT=20N;以结点O'为研究对象,受力如图,根据平衡条件得,弹簧的弹力为F1=FTcos60°=10N,故A正确;重物A的质量mA=Gg‎=‎FTg=2kg,故B正确;绳O'b的拉力F2=FTsin60°=10‎3‎N,B物体受力平衡,所以B的摩擦力等于F2,故C正确;由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等,根据对称性可知,细线OP与竖直方向的夹角为30°,故D错误。‎ ‎12.B　本题中O点与各球心的连线及各球心连线,构成一个边长为2R的正四面体,如图甲所示(A、B、C为各球球心),O'为△ABC的中心,设∠OAO'=θ,由几何关系知O'A=‎2‎‎3‎‎3‎R(如图乙所示),由勾股定理得OO'=OA‎2‎-AO‎'‎‎2‎‎=‎‎8‎‎3‎R,对A处球受力分析有:Fsinθ=G,又sinθ=OO'‎OA,解得F=‎6‎‎2‎G,故B项正确。‎ ‎13.ABC　假设a、b之间的弹簧是伸长的,设原长为l,伸长量为x,则由a、b之间弹力为c、d之间弹力大小的一半可知c、d之间的弹簧伸长量为2x。由于a、b之间的弹簧长度等于c、d之间弹簧长度的一半,则2(l+x)=l+2x,无解,所以a、b之间的弹簧一定是压缩的,A正确;a和b、a和c、b和d之间的弹簧都是压缩的且长度相等,∠cab=∠abd=120°,三者的弹力相等,a受到的摩擦力大小为Ff,与a和b、a和c之间的弹力的合力等大反向,Fab=Fac=Fbd=Ff=Fcd‎2‎,b受到的摩擦力大小与a和b、b和d之间的弹力的合力等大反向,所以b受到的摩擦力大小为Ff,B正确;c受到a和c、c和d之间弹簧的弹力如图,其合力为‎3‎Ff,c受到的摩擦力与a和c、c和d之间弹力的合力等大反向,大小为‎3‎Ff,C正确;根据对称性,d受到的摩擦力与c受到的摩擦力大小相等,为‎3‎Ff,D错误。‎ 9‎ 9‎