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2014年《步步高》高三物理一轮复习试题 第二章 第2讲 力的合成和分解 受力分析


第2讲

力的合成和分解

受力分析

时间:60 分钟

一、单项选择题 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 ( ).

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. 答案 C

2.F1、F2 是力 F 的两个分力.若 F=10 N,则下列不可能是 F 的两个分力的是 ( A.F1=10 N,F2=10 N B.F1=20 N,F2=20 N C.F1=2 N,F2=6 N D.F1=20 N,F2=30 N 解析 本题考查合力和分力之间的关系,合力 F 和两个分力 F1、F2 之间的关系 ).

为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,则应选 C. 答案 C

3.如图 2-2-13 所示,重力为 G 的物体静止在倾角为 α 的斜面上,将重力 G 分 解为垂直斜面向下的力 F1 和平行斜面向下的力 F2,那么 ( ). 图 2-2-13

A.F1 就是物体对斜面的压力 B.物体对斜面的压力方向与 F1 方向相同,大小为 G cos α C.F2 就是物体受到的静摩擦力

D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1 和 F2 共五个力的作 用 解析 重力 G 是物体受的力,其两个分力 F1 和 F2 作用在物体上,故 A 错误;

F2 与物体受到的静摩擦力等大反向,但并不是物体受到的静摩擦力,C 错误; F1、F2 不能与物体的重力 G 同时作为物体受到的力,D 错误;物体对斜面的压 力的大小等于重力 G 的分力 F1=Gcos α,方向与 F1 方向相同,B 正确. 答案 B ( ).

4.某同学在单杠上做引体向上,在下列选项中双臂用力最小的是

解析

人做引体向上时,双臂的合力大小一定等于人体的重力,根据平行四边

形定则,两分力夹角越小,双臂用力就越小,故 D 项最大,B 项最小. 答案 B

5.如图 2-2-14 所示,质量为 mB=24 kg 的木板 B 放在水平地面上,质量为 mA=22 kg 的木箱 A 放 在木板 B 上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴 在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为 θ=37°.已 知木箱 A 与木板 B 之间的动摩擦因数 μ1=0.5.现用水 平向右、大小为 200 N 的力 F 将木板 B 从木箱 A 下 面匀速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度 g 取 10 m/s2),则木板 B 与地面之间的动摩擦因数 μ2 的大小为 ( ). 图 2-2-14

A.0.3 解析

B.0.4

C.0.5

D.0.6

对 A 受力分析如图甲所示,由题意得 ① ② ③

FTcos θ=Ff1 FN1+FTsin θ=mAg Ff1=μ1FN1 由①②③得:FT=100 N

对 A、B 整体受力分析如图乙所示,由题意得 FTcos θ+Ff2=F FN2+FTsin θ=(mA+mB)g Ff2=μ2FN2 由④⑤⑥得:μ2=0.3,故 A 答案正确. 答案 A ④ ⑤ ⑥

6.如图 2-2-15 甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获 得亚军.创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩.那么射箭时, 若刚释放的瞬间弓弦的拉力为 100 N,对箭产生的作用力为 120 N,其弓弦的 拉力如图乙中 F1 和 F2 所示,对箭产生的作用力如图中 F 所示.弓弦的夹角应 为(cos 53°=0.6) ( ).

图 2-2-15

A.53° 解析

B.127°

C.143°

D.106°

弓弦拉力合成如图所示,

由几何知识得 F合 α 2 60 3 cos 2 = F =100=5=0.6 1 所以 2 =53° 可得 α=106°.故 D 正确. 答案 D

α

7.如图 2-2-16 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.物体一定受四个力作用 解析 本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力,摩擦力产生的条件等知 ( ). 图 2-2-16

识点.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 定有弹力.因此物体一定会受到四个力的作用. 答案 D

二、多项选择题 8.如图 2-2-17 所示,物体在水平外力作用下处于静止状 态, 当外力 F 由图示位置逆时针转到竖直位置的过程中, 物体仍保持静止,则在此过程中静摩擦力可能为( A.0 解析 B.F F C. 2 ). D.2F 图 2-2-17

由于物体不动,当 F 逆时针转动时,静摩擦力与 F 的水平分力平衡,当

F 水平时,Ff=F,当 F 竖直时,Ff=0,所以静摩擦力的变化范围是 0≤Ff≤F, 故正确选项为 A、B、C. 答案 ABC

9.(单选)三个共点力大小分别是 F1、F2、F3,关于它们合力 F 的大小,下列说法 中正确的是 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 三个大小分别是 F1、F2、F3 的共点力合成后的最大值一定等于 F1+F2 ( ).

+F3,但最小值不一定等于零,只有当某一个力的大小在另外两个力的和与差 之间时,这三个力的合力才可能为零,A、B、D 错误,C 正确. 答案 C

10.(多选)如图 2-2-18 所示,一轻绳的两端分别固定 在不等高的 A、 两点, B 现用另一轻绳将一物体系于 O 点,设轻绳 AO、BO 相互垂直,α >β ,且两绳中的 拉力分别为 FA、FB,物体受到的重力为 G,下列表述 正确的是 A.FA 一定大于 G B.FA 一定大于 FB C.FA 一定小于 FB D.FA 与 FB 大小之和一定大于 G 解析 物体受力分析如图所示, 由三力平衡的知识可知, A、 F 图 2-2-18 ( ).

FB 的合力大小等于 G,方向竖直向上,FA=Gsin α,FB= Gsin β.故 FA 一定小于 G,A 选项错误;因为 α>β,故 FA 一定大于 FB,B 选项正确、C 选项错误;FA 与 FB 大小之和 大于 G,D 选项正确. 答案 BD

11.(单选)如图 2-2-19 所示, A、 两物体的质量分别为 mA、 B, mA>mB, B m 且 整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切 摩擦均不计, 如果绳一端由 Q 点缓慢地向左 图 2-2-19

移到 P 点,整个系统重新平衡后,物体 A 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹 角 θ 变化情况是 A.物体 A 的高度升高,θ 角变大 B.物体 A 的高度降低,θ 角变小 C.物体 A 的高度升高,θ 角不变 D.物体 A 的高度不变,θ 角变小 解析 最终平衡时, 绳的拉力 F 大小仍为 mAg, 由二力平衡可得 2Fsin θ=mBg, ( ).

故 θ 角不变,但因悬点由 Q 到 P,左侧部分绳子变长,故 A 应升高,所以 C 正 确. 答案 C

12. (多选)(2013· 连云港试题)风洞实验主要用于运动物体 (例如飞机、汽车等)与空气之间作用力的分析和研 究.在风洞实验室中,将 A、B 两个小球分别用细绳 L1、L2 悬于天花板顶部.两球质量相等,受到的水平 风力相同,两小球处于静止状态时的位置如图 2-2 -20 所示,以下说法中正确的是 A.两细绳与竖直方向的夹角相同 B.L2 与竖直方向的夹角大于 L1 与竖直方向的夹角 C.A 球受到的合力大于 B 球受到的合力 D.L1 的拉力大小等于 L2 的拉力 解析 小球的受力情况如图所示,由平衡条件可知两小球处 F风 于静止状态,所以合力为 0,可见 C 错误.因为 tan θ=mg, 两球质量相等,受到的水平风力相同,所以 θ 相同,可见 A 正确、B 错误;绳子拉力 F=
2 F风+(mg)2,所以 L1 的拉

图 2-2-20 ( ).

力大小等于 L2 的拉力,可见 D 正确. 答案 AD

13.(单选)据《城市快报》报道,北宁动物园门 前,李师傅用牙齿死死咬住长绳的一端,将 停放着的一辆小卡车缓慢拉动,如图 2-2- 21 所示. 小华同学看完表演后做了如下思考, 其中正确的是 ( ). 图 2-2-21

A. 李师傅选择斜向上拉可以减少车对地面的 正压力,从而减少车与地面间的摩擦力

B.李师傅选择斜向上拉可以减少人对地面的正压力,从而减少人与地面间的 摩擦力 C.车被拉动的过程中,绳对车的拉力大于车对绳的拉力 D.若将绳系在车顶斜向下拉,要拉动汽车将更容易 解析 小卡车缓慢移动可认为 F 合=0.

(1)若斜向上拉如图甲所示 Fcos θ-Ff=0;FN+Fsin θ-mg=0,Ff=μFN,

μmg 解得 F= ;(2)若斜向下拉,如图乙所示 F′cos θ-Ff=0;FN- cos θ+μsin θ
F′sin θ-mg=0,Ff=μFN,解得 F′=

μmg .经比较可知 F<F′,即斜 cos θ-μsin θ

向上拉省力,故选项 A 对,B、D 错;车被拉动的过程中,绳对车的拉力与车 对绳的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等方向相反,C 错.

答案

A

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