浙江省2021版高考物理一轮复习第二章相互作用第2节受力分析力的合成与分解达标检测含解析

浙江省2021版高考物理一轮复习第二章相互作用第2节受力分析力的合成与分解达标检测含解析

第2节 受力分析 力的合成与分解 ‎1．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们的合力F的大小，下列说法正确的是(　　)‎ A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3‎ B．F至少比F1、F2、F3中的某一个大 C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零 D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零 解析：选C.合力不一定大于分力，B项错误；三个共点力的合力的最小值能否为零，取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合力的最小值不一定为零，A项错误；当三力的大小分别为3F0、6F0、8F0时，其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，C项正确；当三个力的大小分别为3F0、6F0、2F0时，不满足上述情况，D项错误．‎ ‎2．(2020·金华质检)如图所示，高空走钢丝的表演中，若表演者走到钢丝中点时，使原来水平的钢丝下垂与水平面成θ角，此时钢丝上的弹力应是表演者和平衡杆重力的(　　)‎ A. B. C. D. 解析：选C.G＝2Fsin θ，＝.‎ ‎3．(2017·4月浙江选考)重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下．以下说法正确的是(　　)‎ A．在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变 B．自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小 C．自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小 D．石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力 解析：选C.在石块下滑前，自卸车与石块整体的重心位置上升，下滑后又下降，故A错误；动摩擦因数是材料间的固有属性，只与材料有关，和倾角无关，故B错误；车厢与石块间的正压力与石块所受重力在垂直斜面方向的分力大小相等，所以当车厢倾角变大时正压力减小，故C正确；石块在开始下滑时，受到摩擦力等于重力沿着斜面向下的分力，故D错误．‎ ‎4．(2020·浙江新高考名校创新卷)减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全．当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且按效果分解合理的是(　　)‎ 7‎ 解析：选B.减速带对车轮的弹力有两个作用效果，一个是与运动方向相反的阻力作用，另一个则是向上的作用效果，如题图B所示，B正确．‎ ‎ [课后达标]‎ 选择题 ‎1.冰壶是冬奥会的正式比赛项目．运动员将冰壶推出后，冰壶在滑行途中水平方向受到的力有(　　)‎ A．推力 B．重力、推力 C．空气阻力、冰面阻力 D．推力、空气阻力、冰面阻力 解析：选C.冰壶被推出后不再受推力，竖直方向重力与支持力平衡，水平方向受到空气阻力与冰面的阻力，没有推力，故C正确，A、B、D错误．‎ ‎2.(2020·超级全能生)吊坠是日常生活中极为常见的饰品，深受人们喜爱，现将一“心形”金属吊坠穿在一根细线上，吊坠可沿细线自由滑动．在佩戴过程中，某人手持细线两端，让吊坠静止在空中，如图所示，现保持其中一只手不动，另一只手捏住细线缓慢竖直下移，不计吊坠与细线间的摩擦，则在此过程中，细线中张力大小变化情况为(　　)‎ A．保持不变　　　　　　　 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．无法确定 答案：A ‎3．(2020·浙江省五校联考)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小盒b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．连接a的一段细绳竖直．a 连接在竖直固定在地面的弹簧上，现在b盒内缓慢放入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态，下列说法正确的是(　　)‎ 7‎ A．b对c的摩擦力可能先减小后增大 B．地面对c的支持力可能不变 C．c对地面的摩擦力方向始终向左 D．弹簧的弹力可能增大 解析：选A.a、b、c始终处于静止状态，可知绳子的拉力不变，分析b物体，可知受到重力、支持力、绳子拉力和静摩擦力．若此时，静摩擦力沿斜面向下，则随着重力增加，静摩擦力先减小后增大．A正确．‎ ‎4．(2020·嘉兴检测)有一直角V形槽固定在水平面上，其截面如图所示，BC面与水平面间夹角为60°，有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内，木块与BC面间的动摩擦因数为μ，与AB面间无摩擦．现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动，则木块所受的摩擦力为(　　)‎ A.μmg B.μmg C.μmg D．μmg 解析：选A.由受力分析可知BC面对木块的支持力大小为FBC＝mgsin 30°，木块运动后木块受到的摩擦力为Ff＝μFBC＝μmgsin 30°＝μmg，所以A正确．‎ ‎5.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F的最小值为(　　)‎ A.mg B．mg C.mg D.mg 答案：B ‎6．(2020·嘉兴一中检测)如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，系统处于静止状态．则(　　)‎ A．A对地面的压力等于(M＋m)g B．A对地面的摩擦力方向向左 C．B对A的压力大小为 D．细线对小球的拉力大小为 解析：选A.把A、B看成一个整体，‎ 7‎ 对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力，整体对地面的压力即A对地面的压力等于(M＋m)g，A正确；地面对整体没有摩擦力，即A对地面没有摩擦力，B错误；对B受力分析如图，由图得到cos θ＝ ，cos θ＝＝，联立得FAB＝mg，C错误；tan θ＝＝，tan θ＝，联立得细线对小球的拉力F＝mg，D错误．‎ ‎7．“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具．如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线匀速前进，人受到的空气阻力与速度成正比，下列说法正确的是(　　)‎ A．“电动平衡车”对人的作用力竖直向上 B．“电动平衡车”对人的作用力大于空气阻力 C．不管速度多大，“电动平衡车”对人的作用力不变 D．地面对“电动平衡车”的作用力竖直向上 解析：选B.“电动平衡车”对人的作用力是弹力和摩擦力的合力，方向斜向前，故A错误；“电动平衡车”对人的作用力、人受到的重力、阻力构成矢量三角形，作用力是斜边、阻力是直角边，故“电动平衡车”对人的作用力大于空气阻力，B正确；人受到的空气阻力与速度成正比，阻力变化，重力不变，“地面平衡车”作用力变化，故C错误；地面对“电动平衡车”的作用力是地面给车的弹力和地面给车的摩擦力的合力，方向不是竖直向上，故D错误．‎ ‎8．如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2)，下列说法正确的是(　　)‎ A．斜面对物体的摩擦力大小为零 B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上 C．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上 D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上 解析：选A.物体所受重力沿斜面向下的分力为mgsin 30°＝1.0×9.8×0.5 N＝4.9 N，这与其所受向上的拉力大小相等，因此物体不受摩擦力作用，A选项正确，B 7‎ 选项错误；物体所受重力垂直斜面向下的分力为mgcos 30°＝1.0×9.8×N＝4.9 N，这与斜面对物体的支持力大小相等、方向相反，故C、D选项错误．‎ ‎9．(2020·金华检测)如图，一只重为G的蜗牛沿着一段直葡萄枝缓慢匀速向上爬行．若葡萄枝的倾角为α，则葡萄枝对蜗牛的作用力合力大小为(　　)‎ A．G B．大于G C．Gsin α D．Gcos α 解析：选A.对蜗牛进行受力分析，如图所示．葡萄枝对蜗牛的作用力大小为葡萄枝对蜗牛的支持力和摩擦力的合力．因蜗牛缓慢爬行，说明蜗牛处于平衡状态，即所受合力为零，葡萄枝对蜗牛的支持力和摩擦力的合力与蜗牛的重力大小相等，方向相反．因此，蜗牛受到葡萄枝的作用力大小等于蜗牛的重力，即等于G，故A正确．‎ ‎10．我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动．图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触放在车厢里的水平桌面上，物块与桌面间的动摩擦因数相同．A的质量比B的质量大，车在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是(　　)‎ A．A受到2个力的作用 B．B受到3个力的作用 C．A、B均受到桌面向右的摩擦力 D．B受到A对它向右的弹力 答案：A ‎11.(多选)(2020·台州检测)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同．下列说法正确的有(　　)‎ A．三条绳中的张力都相等 B．杆对地面的压力大于自身重力 C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力 解析：选BC.杆静止在水平地面上，‎ 7‎ 则杆受到重力、三条绳子的拉力和地面对它的支持力．根据平衡条件，则三条绳的拉力的合力竖直向下，故绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零，杆对地面的压力大小等于杆的重力与三条绳的拉力的合力之和，选项B、C正确；由于三条绳长度不同，即三条绳与竖直方向的夹角不同，所以三条绳上的张力不相等，选项A错误；绳子拉力的合力与杆的重力方向相同，因此两者不是一对平衡力，选项D错误．‎ ‎12.(2020·舟山调研)假期里，一位同学在厨房里帮助妈妈做菜，对菜刀产生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示，他先后作出过几个猜想，其中合理的是(　　)‎ A．刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关 B．在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关 C．在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大 D．在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大 解析：选D.把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图所示．当在刀背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知，这两个分力大小相等(F1＝F2)，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图所示，在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中阴影部分)．根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式＝＝，得F1＝F2＝.由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin θ的值越小，F1和F2的值越大，故D正确．‎ ‎13．如图所示的四脚支架经常使用在架设高压线路、通信的基站塔台等领域．现有一质量为m的四脚支架置于水平地面上，其四根铁质支架等长，与竖直方向均成θ角，重力加速度为g，则每根支架对地面的作用力大小为(　　)‎ A. B. C.mgtan θ D.mg 解析：选B.设每根支架对地面的作用力为F，则F可分解为对地面的压力FN和摩擦力f，‎ 7‎ 有FN＝Fcos θ，f＝Fsin θ，对四脚支架整体分析，可知4FN＝mg，故F＝，选项B正确．‎ ‎14.(2020·嘉兴质检)如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为FN1，球对木板的压力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中(　　)‎ A．FN1始终减小，FN2始终增大 B．FN1始终减小，FN2始终减小 C．FN1先增大后减小，FN2始终减小 D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大 解析：选B.对小球进行受力分析，如图所示，根据物体的平衡条件，可将三个力构建成矢量三角形．重力不变，随着木板缓慢转到水平位置，球对木板的压力大小FN2逐渐减小，墙面对球的压力大小FN1逐渐减小，故B正确．‎ ‎15．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球．当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝90°，质量为m2的小球位于水平地面上，设此时质量为m2的小球对地面压力大小为FN，细线的拉力大小为FT，则(　　)‎ A．FN＝(m2－m1)g B．FN＝m2g C．FT＝m1g D．FT＝(m2－m1)g 解析：选B.分析小球m1的受力情况，由物体的平衡条件可得，绳的拉力FT＝0，故C、D均错误；分析m2受力，由平衡条件可得：FN＝m2g，故A错误，B正确．‎ 7‎