高考物理一轮复习高效演练创新题2.2《力的合成与分解》(含答案详解)

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1.一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是( )
A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不确定
B.三力的合力有唯一值3F3,方向与F3同向
C.三力的合力有唯一值2F3,方向与F3同向
D.由题给条件无法求出合力大小
【解析】选B。用作图法先求出F1和F2的合力,其大小为2F3,方向与F3同向,然后再用F1和F2的合力与F3合成,可得出三个力的合力大小为3F3,方向沿F3方向,B正确。
2.如图所示是由某种材料制成的固定在水平地面上半圆柱体的截面图,O点为圆心,半圆柱体表面是光滑的。质量为m的小物块(视为质点)在与竖直方向成θ角的斜向上的拉力F作用下静止在A处,半径OA与竖直方向的夹角也为θ,且A、O、F均在同一竖直截面内,则小物块对半圆柱体表面的压力为( )
A. B.mgcsθ
C.D.
【解析】选D。质量为m的小物块受3个力的作用:重力mg、支持力FN、拉力F,根据几何关系可知FN=F=,根据牛顿第三定律可得FN′=FN=,D正确。
3.(2018·保定模拟)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(在弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )
A.kLB.2kL
C.kLD.kL
【解析】选D。根据胡克定律知,每根橡皮条的弹力F=k(2L-L)=kL。
设此时两根橡皮条的夹角为θ,根据几何关系知,sin=,根据平
行四边形定则知,弹丸被发射过程中所受的最大弹力F弹=2Fcs
=kL,故D正确。
4.如图所示,作用在滑块B上的推力F=100 N,若α=30°,装置重力和摩擦力均不计,则工件上受到的压力为 ( )
A.100 NB.100 N
C.50 ND.200 N
【解析】选B。对B进行受力分析,如图甲所示,
得F2==2F;对上部分进行受力分析,如图乙所示,其中F2′=F2,得FN=
F2′·cs30°=100 N,根据牛顿第三定律,工件受到的压力F′N=FN=100 N,故B正确。
5.(新题预测)如图所示,质量为m的小球用细线拴住放在光滑斜面上,斜面足够长,倾角为α的斜面体置于光滑水平面上,用水平力F推斜面体使斜面体缓慢地向左移动,小球沿斜面缓慢升高。当线拉力最小时,推力F等于( )
A.mgsinαB.mgsinα
C.mgsin2αD.mgsin2α
【解析】选D。以小球为研究对象.小球受到重力mg、斜面的支持力N和细线的拉力T,在小球缓慢上升过程中,
小球受的合力为零,则N与T的合力与重力大小相等、方向相反,根据平行四边形定则作出三个力的合成图如图,则得当T与N垂直,即线与斜面平行时T最小,则得线的拉力最小值为:Tmin=mgsinα,再对小球和斜面体组成的整体研究,根据平衡条件得:F=Tmincsα=(mgsinα)csα=mgsin2α,故A、B、C错误,D正确。
6.(新题预测)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.mgtanθD.mg
【解析】选B。由结构的对称性可知,四根支架的作用力大小相同,与竖直方向的夹角均为θ,根据牛顿第三定律及力的合成与分解知识可得:4Fcsθ=mg,解得:F=,B正确。