高考人教版物理一轮复习训练 第2章 第2节 力的合成与分解　受力分析

高考人教版物理一轮复习训练 第2章 第2节 力的合成与分解　受力分析

课时作业5 力的合成与分解 受力分析 一、不定项选择题 ‎1．如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是( )‎ ‎2．(2012·浙江杭州一模)在研究共点力合成实验中，得到如图所示的合力与两力夹角θ的关系曲线，关于合力F的范围及两个分力的大小，下列说法中正确的是( )‎ A．2 N≤F≤14 N B．2 N≤F≤10 N C．两力大小分别为2 N、8 N D．两力大小分别为6 N、8 N ‎3．(2012·湖北孝感一中模拟)如图所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F1，沿－y方向，大小未知的力F2与＋x方向夹角为θ，下列说法正确的是( )‎ A．力F3只能在第二象限 B．力F3只能在第三象限 C．力F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越小 D．F3的最小值为F1cos θ ‎4．如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是( )‎ A．物体可能只受两个力作用 B．物体可能受三个力作用 C．物体可能不受摩擦力作用 D．物体一定受四个力 ‎5．(2012·山东淄博一中模拟)如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为( )‎ A. B. C. D. ‎6．如图所示，小球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，绳上的拉力将( )‎ A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 ‎7．(2012·浙江杭州一中模拟)如图所示，质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上，小物块与半球体间的动摩擦因数为μ，小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是( )‎ A．小物块所受摩擦力大小为μmgsin θ B．小物块对半球体的压力大小为mgcos θ C．小物块所受摩擦力大小为mgsin θ D．小物块所受摩擦力大小为mgcos θ ‎8．(2012·湖南长沙一中模拟)如图所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图。使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上。撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长。粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小。该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，墙壁对涂料滚的支持力为F2，下列说法正确的是( )‎ A．F1、F2均减小 B．F1、F2均增大 C．F1减小，F2增大 D．F1增大，F2减小 二、非选择题 ‎9．(2012·新课标全国理综)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g。某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。‎ ‎(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。‎ ‎(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tan θ0。‎ 参考答案 ‎1．C 解析：由矢量合成法则可知A图的合力为‎2F3，B图的合力为0，C图的合力为‎2F2，D图的合力为‎2F3，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图。‎ ‎2．AD 解析：由图象得：θ＝π时，两分力F1、F2垂直，合力为10 N，即＝10 N，θ＝π时，两分力方向相反，即两分力相减，|F1－F2|＝2 N，联立解得：F1＝8 N，F2＝6 N，合力的范围F1－F2≤F≤F1＋F2，即2 N≤F≤14 N。故A、D对，B、C错。‎ ‎3．D 解析：由题图可知力F3可以在第三象限，也可以在第二象限，故A、B错误；F3与F2的合力与F1等大、反向，故C错误；根据图解法可求出F3的最小值为F1cos θ，故D正确。‎ ‎4．D 解析：物体做匀速直线运动，则受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，则物体一定要受到滑动摩擦力的作用。再根据摩擦力产生的条件知，一定会产生弹力。因此物体一定会受到四个力的作用。‎ ‎5．C 解析：由题意可以判断出，当倾角α＝30°时，物体受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1＝mgsin 30°，当α＝45°时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmgcos 45°，由Ff1＝Ff2得μ＝。‎ ‎6．D 解析：由图解法可知，当细绳与斜面平行时拉力最小，所以细绳由A点逐渐移到D点的过程中，拉力先减小后增大，选D项。‎ ‎7．D 解析：分析小物块受力如图所示，因小物块静止在半球体上，所以有FN=mgsin θ，Ff=mgcos θ，故D正确，B、C错误；因小物块受静摩擦力作用，其大小不能用Ff=μFN=μmgsin θ来计算，故A错误。‎ ‎8．A 解析：在缓缓上推过程中涂料滚受力如图所示。由平衡条件可得：F1sin θ－F2＝0，F1cos θ－G＝0，解得F1＝，F2＝Gtan θ，由于θ减小，所以F1减小，F2减小，故正确选项为A。‎ ‎9．答案：(1)·mg ‎(2)tan θ0＝λ 解析：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有 Fcos θ＋mg＝FN ①‎ Fsin θ＝Ff②‎ 式中FN和Ff分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有 Ff＝μN③‎ 联立①②③式得 F＝·mg。 ④‎ ‎(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有 Fsin θ≤λFN⑤‎ 这时，①式仍满足。联立①⑤式得 sin θ－λcos θ≤λ ⑥‎ 现考察使上式成立的θ角的取值范围。注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时为零，有 sin θ－λcos θ≤0⑦‎ 使上式成立的θ角满足θ≤θ0，这里θ0是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为 tan θ0＝λ⑧‎