（山東專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 第2節(jié) 力的合成與分解 受力分析練習(xí)（含解析）新人教版

第2節(jié)力的合成與分解受力分析1.某物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力作用,在如圖所示的四種情況中(坐標(biāo)紙中每格的邊長(zhǎng)表示1 N大小的力),該物體所受的合外力大小正確的是(D)A.圖(甲)中物體所受的合外力大小等于4 NB.圖(乙)中物體所受的合外力大小等于2 NC.圖(丙)中物體所受的合外力等于0D.圖(丁)中物體所受的合外力等于0解析:圖(甲)中,先將F1與F3合成,然后再由勾股定理求得合力大小等于5 N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圖(乙)中,先將F1與F3正交分解,再合成,求得合力大小等于5 N,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圖(丙)中,可將F3正交分解,求得合力大小等于6 N,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)三角形定則,圖(丁)中合力等于0,選項(xiàng)D正確.2.如圖所示,被輕繩系住靜止在光滑斜面上的小球.若按力的實(shí)際作用效果來分解小球受到的重力G,則G的兩個(gè)分力的方向分別是圖中的(B)A.1和4B.3和4C.2和4D.3和2解析:小球的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果,一是使繩子拉伸,二是使斜面受壓,故應(yīng)按這兩個(gè)方向分解,分別是3和4,故B正確,A,C,D錯(cuò)誤.3.如圖(甲)所示,斜拉橋的塔柱兩側(cè)有許多鋼索,它們的一端都系在塔柱上.對(duì)于每一對(duì)鋼索,它們的上端可以看成系在一起,即兩根鋼索對(duì)塔柱的拉力F1,F2作用在同一點(diǎn),它們合起來對(duì)塔柱的作用效果應(yīng)該讓塔柱好像受到一個(gè)豎直向下的力F一樣,如圖(乙)所示.這樣,塔柱便能穩(wěn)固地矗立在橋墩上,不會(huì)因鋼索的牽拉而發(fā)生傾斜,甚至倒下.如果斜拉橋塔柱兩側(cè)的鋼索不能呈對(duì)稱分布,如圖(丙)所示,要保持塔柱所受的合力豎直向下,那么鋼索AC,AB的拉力FAC,FAB應(yīng)滿足(B)A.FACFAB=11B.FACFAB=sin sin C.FACFAB=cos cos D.FACFAB=sin sin 解析:將AB,AC上的力分解,在水平方向上的合力應(yīng)為零,有FACsin -FABsin =0,則FACFAB=sin sin ,選項(xiàng)B正確.4.如圖,一個(gè)家用臺(tái)燈靜止放在桌面上,下列描述中正確的是(D)A.臺(tái)燈對(duì)桌子的作用力和桌子對(duì)臺(tái)燈的作用力是一對(duì)平衡力B.臺(tái)燈受到向左的摩擦力C.旋轉(zhuǎn)點(diǎn)O對(duì)燈頭的作用力沿AB方向D.臺(tái)燈底座所受合外力為零解析:根據(jù)相互作用力的特點(diǎn),臺(tái)燈對(duì)桌子的作用力和桌子對(duì)臺(tái)燈的作用力是一對(duì)相互作用力,故A錯(cuò)誤;臺(tái)燈靜止在水平桌面上,對(duì)臺(tái)燈進(jìn)行受力分析,臺(tái)燈受重力、桌面的支持力,若有摩擦力,則不可能處于平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;對(duì)燈頭進(jìn)行受力分析,燈頭受重力與支持力,那么旋轉(zhuǎn)點(diǎn)O對(duì)燈頭的作用力沿豎直方向,故C錯(cuò)誤;由于臺(tái)燈底座處于靜止?fàn)顟B(tài),則所受合力一定為零,D正確.5.(2019·廣東深圳寶安調(diào)研)(多選)在舉重比賽中,運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴時(shí)必須使杠鈴平衡一定時(shí)間,才能被裁判視為挺(或抓)舉成功.如圖所示,運(yùn)動(dòng)員在保持杠鈴平衡時(shí),關(guān)于兩手握桿的下列說法正確的是(AD)A.兩手間的距離越大,運(yùn)動(dòng)員手臂用力越大,可能導(dǎo)致舉重失敗B.兩手間的距離越大,運(yùn)動(dòng)員手臂用力越小,舉重越容易成功C.兩手間的距離越小,運(yùn)動(dòng)員手臂用力越小,舉重越容易成功D.兩手間的距離過小,杠鈴不易保持平衡,可能導(dǎo)致舉重失敗解析:兩手間的距離越大,運(yùn)動(dòng)員手臂用力越大,可能導(dǎo)致舉重失敗,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤.在兩手間的距離大于肩寬時(shí),其距離越小,運(yùn)動(dòng)員手臂用力越小,但兩手間距離小于肩寬時(shí),其距離越小,運(yùn)動(dòng)員手臂用力越大,且兩手間的距離過小,杠鈴不易保持平衡,可能導(dǎo)致舉重失敗,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.6.如圖所示,兩梯形木塊A,B疊放在水平地面上,A,B之間的接觸面傾斜.A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上,關(guān)于兩木塊的受力,下列說法正確的是(B)A.A,B之間一定存在摩擦力作用B.木塊A可能受三個(gè)力作用C.木塊A一定受四個(gè)力作用D.木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右解析:由于A,B間接觸面情況未知,若A,B接觸面光滑,則A,B間可以沒有摩擦力,A錯(cuò)誤;對(duì)A受力分析可知,A一定受墻面向右的彈力、重力和B的支持力,因?yàn)锳,B間可能沒有摩擦力,所以A可能只受三個(gè)力,B正確,C錯(cuò)誤;木塊B受重力、推力、A對(duì)B的垂直于接觸面的壓力作用,若壓力向右的分力等于F,則B可能不受摩擦力,D錯(cuò)誤.7.(2019·四川綿陽(yáng)測(cè)試)(多選)兩個(gè)共點(diǎn)力F1,F2大小不同、夾角恒定,它們的合力大小為F,則(AD)A.F1,F2同時(shí)增大一倍,F也增大一倍B.F1,F2同時(shí)增大10 N,F也增大10 NC.F1增大10 N,F2減小10 N,F一定不變D.若F1,F2中的一個(gè)增大,F不一定增大解析:由于合力F=(為F1,F2的夾角),若F1,F2都變?yōu)樵瓉淼?倍,合力也一定變?yōu)樵瓉淼?倍,A正確;對(duì)于B,C兩種情況,力的變化不是按比例增大或減小的,不能判斷合力的變化情況,B,C錯(cuò)誤;如圖所示,若F2增大,可明顯看出合力先減小后增大,所以D正確.8.(多選)已知力F的一個(gè)分力F1跟F成30°角,大小未知,另一個(gè)分力F2的大小為F,方向未知,則F1的大小可能是(AC)A.B.C.D.F解析:如圖所示,因F2=F>Fsin 30°,故F1的大小有兩種可能情況,由F=F,即F1的大小分別為Fcos 30°-F和Fcos 30°+F,即F1的大小分別為F和F,A,C兩項(xiàng)正確.9.(多選)如圖所示是李強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)小實(shí)驗(yàn),他將細(xì)繩的一端系在手指上,細(xì)繩的另一端系在直桿的A端,桿的左端頂在掌心上,組成一個(gè)“三角支架”.在桿的A端懸掛不同的重物,并保持靜止.通過實(shí)驗(yàn)會(huì)感受到(ACD)A.細(xì)繩是被拉伸的,桿是被壓縮的B.桿對(duì)手掌施加的作用力的方向沿桿由C指向AC.細(xì)繩對(duì)手指施加的作用力的方向沿細(xì)繩由B指向AD.所掛重物質(zhì)量越大,細(xì)繩和桿對(duì)手的作用力也越大解析:重物所受重力的作用效果有兩個(gè),一是拉緊細(xì)繩,二是使桿壓緊手掌,所以重力可分解為沿細(xì)繩方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2,如圖所示,由三角函數(shù)得F1=,F2=Gtan ,故選項(xiàng)A,C,D正確.10.(多選)如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1,OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O,O1,O2轉(zhuǎn)動(dòng),在O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止.Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,FN表示木塊與擋板間正壓力的大小.若擋板間的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止,且O1,O2始終等高,則(BC)A.Ff變小B.Ff不變C.FN變大D.FN變小解析:以兩輕質(zhì)硬桿、重物M及兩木塊m整體為研究對(duì)象,受力分析如圖(甲)所示,由平衡條件可知2Ff=(M+2m)g,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;將繩的拉力Mg分解為沿OO1,OO2方向的兩個(gè)分力,如圖(乙)所示,由于O1,O2等高,所以1=2,則F1=F2,當(dāng)擋板間距離增大后,1,2增大,則F1,F2增大,將F1進(jìn)行正交分解如圖(丙)所示,則有FN=F1sin 1,隨1,F1的增大,FN增大,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.11.(2019·河北保定模擬)如圖所示,將三個(gè)完全相同的光滑球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)并處于靜止?fàn)顟B(tài).已知球半徑為R,重為G,線長(zhǎng)均為R.則每條細(xì)線上的張力大小為(B)A.2GB.GC.GD.G解析:由題圖可知,O點(diǎn)與各球心的連線及各球心連線構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為2R的正四面體,如圖(甲)所示(A,B,C為各球球心),O為ABC的中心,如圖(乙)所示,設(shè)OAO=,由幾何關(guān)系知OA=R,由勾股定理得OO=R,對(duì)A處球受力分析有Fsin =G,又sin =,解得F=G,故只有B項(xiàng)正確.12.電梯修理員或牽引專家常常需要監(jiān)測(cè)金屬繩中的張力,但只能在使用的裝置中現(xiàn)場(chǎng)間接測(cè)量,不可能將金屬繩取下后直接測(cè)量.某同學(xué)發(fā)明了一種能間接測(cè)量繩中張力的儀器,工作原理如圖所示,將相距為L(zhǎng)的兩根較光滑支柱A,B固定在金屬繩的同一側(cè),圖中的小圓圈表示支柱的橫截面,支柱A,B都垂直于紙面;在A,B的中點(diǎn)用一可動(dòng)支柱C向上推動(dòng)金屬繩,使繩在垂直于A,B的方向豎直向上發(fā)生一個(gè)偏移量d(dL),這時(shí)儀器顯示金屬繩對(duì)支柱C的作用力為F.如果偏移量d=10 mm,作用力F=400 N,L=250 mm,試計(jì)算金屬繩中張力FT的大小.解析:設(shè)支柱在C點(diǎn)時(shí)受兩邊金屬繩的張力分別為FT1和FT2,BC與BC的夾角為,如圖所示.依對(duì)稱性有FT1=FT2=FT由力的合成有F=2FTsin 根據(jù)幾何關(guān)系有sin =聯(lián)立解得FT=,因dL,故FT=.將d=10 mm,F=400 N,L=250 mm代入解得FT=2.5×103 N,即金屬繩中的張力為2.5×103 N.答案:2.5×103 N13.如圖所示,在光滑的水平桿上,穿著兩個(gè)重均為2 N的球A,B,在兩球之間夾著一彈簧,彈簧的勁度系數(shù)為10 N/m,用兩條等長(zhǎng)的線將球C與A,B相連,此時(shí)彈簧被壓縮10 cm,兩條線的夾角為60°.求:(1)桿對(duì)A球的支持力為多大?(2)C球的重力為多大?解析:(1)對(duì)A球,受力分析如圖所示,則在豎直方向上有FN=G+Fsin 60°,在水平方向上有F彈=kx=Fcos 60°=1 N.聯(lián)立可得FN=(2+) N,F=2 N.(2)對(duì)C球受力分析可得2Fcos 30°=GC,解得GC=2 N.答案:(1)(2+) N(2)2 N8