【物理】2020届一轮复习人教版 力的合成与分解 课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版 力的合成与分解 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 力的合成与分解 课时作业 ‎1．(2018·天津高考)(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则(　　)‎ A．若F一定，θ大时FN大 B．若F一定，θ小时FN大 C．若θ一定，F大时FN大 D．若θ一定，F小时FN大 答案　BC 解析　木楔受到水平向左的力F，在两侧产生的推力如图所示，由于木楔是等腰三角形，所以FN＝FN1＝FN2，F＝2FNcos(90°－)＝2FNsin，故解得FN＝，所以F一定时，θ越小，FN越大；θ一定时，F越大，FN越大，故A、D错误，B、C正确。‎ ‎2．(2018·南京一模)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画法正确且分解合理的是(　　)‎ 答案　B 解析　减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误；按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向的力，水平方向的分力产生减慢汽车的速度的效果，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误。‎ ‎3.(2018·石家庄模拟)如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L ‎，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为(　　)‎ A．kL B．2kL C.kL D.kL 答案　D 解析　设发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ，则sinθ＝＝，cosθ＝＝。发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F合＝2Fcosθ，F＝kx＝kL，故F合＝2kL·＝kL，D正确。‎ ‎4.(2018·上海模拟)如图所示，作用于坐标原点O的三个力平衡，已知三个力均位于xOy平面内，其中力F1的大小不变，方向沿y轴负方向；力F2的大小未知，方向与x轴正方向的夹角为θ，则下列关于力F3的判断正确的是(　　)‎ A．力F3只能在第二象限 B．力F3与F2的夹角越小，则F2与F3的合力越小 C．力F3的最小值为F1cosθ D．力F3可能在第三象限的任意区域 答案　C 解析　因三力平衡，所以三个力中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线，力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反向延长线上，可能在第二象限，也可能 在第三象限内，A、D错误；由于三力平衡，F2与F3的合力大小始终等于F1的大小，B错误；利用力的合成可知，当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小，等于F1cosθ，由F3＝－F可知，C正确。‎ ‎5.(2016·全国卷Ⅲ)如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为(　　)‎ A. B.m C．m D．2m 答案　C 解析　由于物块通过挂钩悬挂在线上，细线穿过圆环且所有摩擦都不计，可知线上各处张力都等于小球重力mg。如图所示，由对称性可知a、b位于同一水平线上，物块处于圆心O点正上方，则∠1＝∠2，∠3＝∠4，∠1＝∠5。因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向，且轻环重力不计，由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称，即∠5＝∠6，由几何关系得∠1＝∠2＝∠5＝∠6＝30°，∠3＝∠4＝60°。再由物块与挂钩的受力平衡有mgcos60°＋mgcos60°＝Mg，故有M＝m，C正确。‎ 配套课时作业 ‎　　时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～7为单选，8～10为多选)‎ ‎1．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长表示1 N大小的力)，该物体所受的合外力大小正确的是(　　)‎ A．图甲中物体所受的合外力大小等于4 N B．图乙中物体所受的合外力大小等于2 N C．图丙中物体所受的合外力等于0‎ D．图丁中物体所受的合外力等于0‎ 答案　D 解析　图甲中，先将F1与F3合成，然后再由勾股定理求得合力大小等于5 N，A错误；图乙中，先将F1与F3正交分解，再合成，求得合力大小等于5 N，B错误；图丙中，可将F3正交分解，求得合力大小等于6 N，C错误；根据三角形定则知，图丁中合力等于0，D正确。‎ ‎2.如图所示是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象，则这两个分力的大小分别是(　　)‎ A．1 N和4 N B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N 答案　B 解析　设两个分力分别为F1、F2，F1>F2，当两个分力的夹角为180°时，合力为1 N，则F1－F2＝1 N　①，当两个分力的夹角为0°时，合力为5 N，则F1＋F2＝5 N　②。联立①②解得F1＝3 N，F2＝2 N，故A、C、D错误，B正确。‎ ‎3.(2018·河南新乡质检)如图所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A、B两点，滑轮下挂一物体，不计绳和滑轮之间的摩擦。现让B缓慢向右移动，则下列说法正确的是(　　)‎ A．随着B向右缓慢移动，绳子的张力减小 B．随着B向右缓慢移动，绳子的张力不变 C．随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力变小 D．随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力不变 答案　D 解析　绳AB在滑轮处的结点为活结，因此，整段绳AB上的拉力都相等，将B缓慢右移，绳子之间夹角变大，滑轮受绳AB的合力大小不变，等于物体的重力大小，故D正确，C错误；合力一定，夹角越大，分力越大，故绳子的张力变大，A、B错误。‎ ‎4．(2018·广州综合测试)如图是悬绳对称且长度可调的自制降落伞。用该伞挂上重为G的物体进行两次落体实验，悬绳的长度l1F2‎ C．F1＝F2G 答案　B 解析　设悬绳与竖直方向的夹角为α，每根悬绳的拉力大小为F，则有G＝nFcosα，得F＝，可得当α越小时，cosα越大，F越小。由于l1α2，F1>F2，故B正确，A、C、D错误。‎ ‎5．(2018·嘉兴模拟)科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是(　　)‎ A．手机受到的支持力大小为Gcosθ B．手机受到的支持力不可能大于G C．纳米材料对手机的作用力大小为Gsinθ D．纳米材料对手机的作用力竖直向上 答案　D 解析　对手机进行受力分析如图，将重力正交分解，则手机受到的支持力大小为FN＝Gcosθ＋F吸，可能大于G，故A、B错误；除重力G以外，其余三个力均为纳米材料对手机的作用力，因手机静止，故三个力合力方向竖直向上，与重力等大，故C错误，D正确。‎ ‎6.(2018·铜仁模拟)如图所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两球用长为2L 的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两球沿竖直杆向上匀速运动。则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)(　　)‎ A.mg B．mg C.F D．F 答案　C 解析　两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形，对结点进行受力分析，由平衡条件得F＝2F′cos30°，绳的拉力F′＝F，故C正确，D错误；以小球为研究对象，有F′cos30°＝mg，得F′＝mg，故A、B错误。‎ ‎7.某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.5 m，b＝0.05 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为(　　)‎ A．4 B．5 C．10 D．1‎ 答案　B 解析　如图甲所示，力F可分解为沿AC、AB杆方向的F1、F2，则F1＝F2＝，由几何知识得tanθ＝＝10。如图乙所示，再按力的作用效果将F1沿水平向左和竖直向下分解为F3、F4，则F4＝F1sinθ，联立得F4＝5F，即物体D所受压力的大小与力F的比值为5，B正确。‎ ‎8.一件行李重为G，被绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图所示，则(　　)‎ A．F1、F2的合力是G B．F1、F2的合力是F C．行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反、大小相等 D．行李受到重力G、OA绳的拉力F1、OB绳的拉力F2，还有F共四个力作用 答案　BC 解析　图中F1、F2的合力为F，合力与分力是等效替代的关系，所以两个绳子的拉力的合力不是重力，故A错误，B正确；行李对绳OA的拉力与绳OA对行李的拉力F1是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故C正确；F不是物体实际受到的力，行李受重力和两绳的拉力，共受3个力作用，故D错误。‎ ‎9．一物体静止于水平桌面上，与桌面间的最大静摩擦力为5 N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(　　)‎ A．物体所受静摩擦力可能为2 N B．物体所受静摩擦力可能为4 N C．物体可能仍保持静止 D．物体一定被拉动 答案　ABC 解析　两个2 N的力的合力范围为0～4 N，然后与3 N的力合成，则三力的合力范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定A、B、C正确，D错误。‎ ‎10．已知力F，且它的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为F，方向未知，则F1的大小可能是(　　)‎ A.F B.F C.F D.F 答案　AC 解析　根据题意作出矢量三角形如图，因为F>，从图上可以看出，F1有两个解，由直角三角形OAD可知FOA＝＝F。由直角三角形ABD得FBA＝＝F。由图的对称性可知FAC＝FBA＝F，则分力F1＝F－F＝F，F1′＝F＋F＝F，故选A、C。‎ 二、非选择题(本题共2小题，共30分)‎ ‎11．(14分)有些人，比如电梯修理员、牵引专家和赛艇运动员，常需要知道绳或金属线中的张力，可又不可能到那些绳、线的自由端去测量。一个英国公司制造出一种夹在绳子上的仪表，用一个杠杆使绳子的某点有一个微小偏移量，如图所示。仪表很容易测出垂直于绳的恢复力。如果偏移量为12 mm，恢复力为300 N，计算绳中张力。‎ 答案　1562.5 N 解析　如图所示，将力F沿着拉伸的方向分解成FT1和FT2，显然FT1＝FT2＝FT，sinθ＝；‎ 而由于θ角很小，所以sinθ约等于tanθ，而tanθ＝，因此FT＝＝1562.5 N。‎ ‎12．(16分)拱券结构是古代人们解决建筑跨度问题的有效方法，比如罗马的万神庙，我国的赵州桥都是拱券结构的典型代表。拱券结构的特点是利用石块的楔形结构，将重力和压力沿拱向两边分解，最后由拱券两端的基石来承受。现有六块大小、形状相同，质量相等的楔块组成一个半圆形实验拱券，如图乙所示。如果每块楔块的质量m＝3 kg，则：‎ ‎(1)六块楔块组成的拱券对其一边的支撑物的压力是多大？‎ ‎(2)如果在中间两块楔块3、4上加一个方向向下且大小为50 N的压力F，如图乙所示，那么楔块2对楔块3和楔块5对楔块4的弹力F1、F2分别是多大？(g取9.8 m/s2)‎ 答案　(1)88.2 N　(2)均为108.8 N 解析　(1)六块楔块受到的总重力为 G＝6mg＝176.4 N 拱券对其一边支撑物的压力为，即88.2 N。‎ ‎(2)以楔块3、4组成的整体为研究对象，其受力如图所示。‎ 由几何知识可知F1和F2间的夹角为120°，由对称性可知F1＝F2，由互成120°角的二力合成的特点知F1＝F2＝2mg＋F＝108.8 N。‎