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(新高考)高考物理一轮复习课时加练第2章 微专题10 力的合成与分解 (含解析)
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这是一份(新高考)高考物理一轮复习课时加练第2章 微专题10 力的合成与分解 (含解析)，共5页。
微专题10 力的合成与分解
1．力的合成和分解遵循平行四边形定则(三角形定则).2.力的分解常用方法有按实际效果分解和正交分解，多力合成常先正交分解再求和.3.两大小一定的分力，夹角增大时，合力减小；合力大小一定，夹角增大时，两等大分力增大．
1．(多选)关于两个分力F1、F2及它们的合力F，下列说法正确的是( )
A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B．两力F1、F2一定是同种性质的力
C．两力F1、F2一定是同一个物体受的力
D．两力F1、F2与合力F可以是物体同时受到的三个力
答案 AC
解析 两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的，合力可以等效替代两个分力，故A正确；两力F1、F2可以是同种性质的力，也可以不是同种性质的力，故B错误；两力F1、F2一定是同一个物体受的力，作用在不同物体上的力是不能合成的，故C正确；合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同，两力F1、F2的合力F可以替代F1、F2产生的共同效果，但是两力F1、F2与合力F不能是物体同时受到的三个力，故D错误．
2．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是3 N，另一个力的大小是8 N，它们合力的大小可能是( )
A．2 N B．6 N C．14 N D．16 N
答案 B
解析 根据力的合成法则可知两力合成时，合力范围为≤F≤，所以5 N≤F≤11 N，故B对，A、C、D错．
3．(多选)一物体静止于水平桌面上，两者之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，因此可判定选项A、B、C正确，选项D错误．
4.如图所示，一物体受到1 N、2 N、3 N、4 N四个力作用而处于平衡，沿3 N力的方向做匀速直线运动，现保持1 N、3 N、4 N三个力的方向和大小不变，而将2 N的力绕O点旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为( )
A．2 N B．2 N C．3 N D．3 N
答案 A
解析 四个力的合力为零，则1 N、3 N、4 N三个力的合力F3合等于2 N，方向与2 N的力反向；将2 N的力绕O点旋转60°，则此时2 N的力与F3合的夹角变为120°，则这两个力的合力大小为2 N，选项A正确．
5.(2023·辽宁葫芦岛市模拟)明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少．”意思是：可以用脚踩弓弦两端，将秤钩钩住弓的中点往上拉，弦满之时，推移秤锤称平，就可知道弓力大小．如图所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为θ，秤钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为F，弓力大小等于( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 设弦的拉力(弓力)为FT，则F＝2FTcos ，可得FT＝，故选A.
6.如图所示，两根立杆相距d，顶端各固定一个力传感器，一条结实的细绳两端分别系在两力传感器的挂钩上，在绳上挂一重力为G的钩码，钩码挂钩与绳之间的摩擦力可忽略不计．若改变绳子的长度l，力传感器的示数F也随着绳长的改变而改变．在所挂钩码重力不变的情况下，力传感器示数F与绳长l之间的关系正确的是( )
A．F与l无关
B．F与l成反比
C．F与l2成反比
D．若l＝2d，则F＝G
答案 D
解析 对钩码受力分析如图甲所示，绳子拉力与钩码重力G的关系是Fcos θ＝G，由图乙得sin θ＝＝，得cos θ＝＝，所以F＝＝，若l＝2d，得F＝G，D正确．
7.(2023·上海市模拟)弹跳过程中屈膝是其中一个关键动作．如图所示，人下蹲，膝盖关节弯曲角度为θ，设此时大小腿肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面向上的弹力约为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 根据力的合成和分解可知，对膝关节合力为F＝2F1cos ，小腿骨对膝关节的作用力F1＝，则膝关节对小腿骨竖直方向的作用力为F2＝F1sin ，因为脚掌对地面的竖直方向的作用力约为F2，根据牛顿第三定律可知，脚掌所受地面向上的弹力约为F2′＝F2＝，故选D.
8.(2023·河南驻马店市高三检测)一艘帆船正逆风行驶，其逆风行驶的受力分析如图所示，风力的大小为F、方向与光滑平整的帆面的夹角为θ，航向与帆面的夹角也为θ，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，则风力在航向方向的分力大小为( )
A．Fsin2θ B．Fsin θcos θ
C．Ftan θ D.
答案 A
解析 把风力F分别沿着帆面和垂直帆面的方向分解，在垂直帆面方向的分力大小FN＝Fsin θ，再把该分力FN分别沿着航向和垂直航向的方向分解，有F0＝FNsin θ，解得F0＝Fsin2θ，B、C、D错误，A正确．
9.如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．现保持F的大小不变，将F的方向变为与水平方向成30°角斜向右上方，恰好也能让物块做匀速直线运动．则物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A. B. C．2－ D.
答案 C
解析 对物块受力分析，F水平时有μmg＝F，现保持F的大小不变，将F的方向变为与水平方向成30°角斜向右上方时有，Fcos 30°＝μ(mg－Fsin 30°)，联立解得μ＝2－，故C正确，A、B、D错误．
10．(多选)已知力F，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. B. C. D.F
答案 AC
解析 根据题意，作出矢量三角形，如图，通过几何关系得，F1′＝F或F1＝F，故A、C正确，B、D错误．
11.如图所示，一个重力为5 N的物体，用细线悬挂在O点，现在用力F拉物体，使悬线偏离竖直方向30°并处于静止状态，此时所用拉力F的最小值为( )
A．8.65 N B．5.0 N
C．4.3 N D．2.5 N
答案 D
解析 以物体为研究对象，根据作图法可知，当拉力F与细线垂直时最小，如图所示：
根据平衡条件得F的最小值为Fmin＝Gsin 30°＝5×0.5 N＝2.5 N，故选项D正确，A、B、C错误．
微专题10 力的合成与分解
1．力的合成和分解遵循平行四边形定则(三角形定则).2.力的分解常用方法有按实际效果分解和正交分解，多力合成常先正交分解再求和.3.两大小一定的分力，夹角增大时，合力减小；合力大小一定，夹角增大时，两等大分力增大．
1．(多选)关于两个分力F1、F2及它们的合力F，下列说法正确的是( )
A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B．两力F1、F2一定是同种性质的力
C．两力F1、F2一定是同一个物体受的力
D．两力F1、F2与合力F可以是物体同时受到的三个力
答案 AC
解析 两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的，合力可以等效替代两个分力，故A正确；两力F1、F2可以是同种性质的力，也可以不是同种性质的力，故B错误；两力F1、F2一定是同一个物体受的力，作用在不同物体上的力是不能合成的，故C正确；合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同，两力F1、F2的合力F可以替代F1、F2产生的共同效果，但是两力F1、F2与合力F不能是物体同时受到的三个力，故D错误．
2．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是3 N，另一个力的大小是8 N，它们合力的大小可能是( )
A．2 N B．6 N C．14 N D．16 N
答案 B
解析 根据力的合成法则可知两力合成时，合力范围为≤F≤，所以5 N≤F≤11 N，故B对，A、C、D错．
3．(多选)一物体静止于水平桌面上，两者之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，因此可判定选项A、B、C正确，选项D错误．
4.如图所示，一物体受到1 N、2 N、3 N、4 N四个力作用而处于平衡，沿3 N力的方向做匀速直线运动，现保持1 N、3 N、4 N三个力的方向和大小不变，而将2 N的力绕O点旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为( )
A．2 N B．2 N C．3 N D．3 N
答案 A
解析 四个力的合力为零，则1 N、3 N、4 N三个力的合力F3合等于2 N，方向与2 N的力反向；将2 N的力绕O点旋转60°，则此时2 N的力与F3合的夹角变为120°，则这两个力的合力大小为2 N，选项A正确．
5.(2023·辽宁葫芦岛市模拟)明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少．”意思是：可以用脚踩弓弦两端，将秤钩钩住弓的中点往上拉，弦满之时，推移秤锤称平，就可知道弓力大小．如图所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为θ，秤钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为F，弓力大小等于( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 设弦的拉力(弓力)为FT，则F＝2FTcos ，可得FT＝，故选A.
6.如图所示，两根立杆相距d，顶端各固定一个力传感器，一条结实的细绳两端分别系在两力传感器的挂钩上，在绳上挂一重力为G的钩码，钩码挂钩与绳之间的摩擦力可忽略不计．若改变绳子的长度l，力传感器的示数F也随着绳长的改变而改变．在所挂钩码重力不变的情况下，力传感器示数F与绳长l之间的关系正确的是( )
A．F与l无关
B．F与l成反比
C．F与l2成反比
D．若l＝2d，则F＝G
答案 D
解析 对钩码受力分析如图甲所示，绳子拉力与钩码重力G的关系是Fcos θ＝G，由图乙得sin θ＝＝，得cos θ＝＝，所以F＝＝，若l＝2d，得F＝G，D正确．
7.(2023·上海市模拟)弹跳过程中屈膝是其中一个关键动作．如图所示，人下蹲，膝盖关节弯曲角度为θ，设此时大小腿肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面向上的弹力约为( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 根据力的合成和分解可知，对膝关节合力为F＝2F1cos ，小腿骨对膝关节的作用力F1＝，则膝关节对小腿骨竖直方向的作用力为F2＝F1sin ，因为脚掌对地面的竖直方向的作用力约为F2，根据牛顿第三定律可知，脚掌所受地面向上的弹力约为F2′＝F2＝，故选D.
8.(2023·河南驻马店市高三检测)一艘帆船正逆风行驶，其逆风行驶的受力分析如图所示，风力的大小为F、方向与光滑平整的帆面的夹角为θ，航向与帆面的夹角也为θ，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，则风力在航向方向的分力大小为( )
A．Fsin2θ B．Fsin θcos θ
C．Ftan θ D.
答案 A
解析 把风力F分别沿着帆面和垂直帆面的方向分解，在垂直帆面方向的分力大小FN＝Fsin θ，再把该分力FN分别沿着航向和垂直航向的方向分解，有F0＝FNsin θ，解得F0＝Fsin2θ，B、C、D错误，A正确．
9.如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．现保持F的大小不变，将F的方向变为与水平方向成30°角斜向右上方，恰好也能让物块做匀速直线运动．则物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A. B. C．2－ D.
答案 C
解析 对物块受力分析，F水平时有μmg＝F，现保持F的大小不变，将F的方向变为与水平方向成30°角斜向右上方时有，Fcos 30°＝μ(mg－Fsin 30°)，联立解得μ＝2－，故C正确，A、B、D错误．
10．(多选)已知力F，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. B. C. D.F
答案 AC
解析 根据题意，作出矢量三角形，如图，通过几何关系得，F1′＝F或F1＝F，故A、C正确，B、D错误．
11.如图所示，一个重力为5 N的物体，用细线悬挂在O点，现在用力F拉物体，使悬线偏离竖直方向30°并处于静止状态，此时所用拉力F的最小值为( )
A．8.65 N B．5.0 N
C．4.3 N D．2.5 N
答案 D
解析 以物体为研究对象，根据作图法可知，当拉力F与细线垂直时最小，如图所示：
根据平衡条件得F的最小值为Fmin＝Gsin 30°＝5×0.5 N＝2.5 N，故选项D正确，A、B、C错误．
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