2019届高考物理一轮复习课时规范练05《力的合成与分解》(含解析)
展开课时规范练5 力的合成与分解
课时规范练第10页
基础巩固组
1.(合力与分力的关系)(2017·海南海口诊断)如图所示,一水桶上系有三条绳子a、b、c,分别用它们提起相同的水时,下列说法中正确的是( )
A.a绳受力最大 B.b绳受力最大
C.c绳受力最大 D.三条绳子受力一样大
答案C
解析由平行四边形定则,当合力一定时,两个相同大小的分力夹角越大,分力越大,则C中分力最大,绳最容易断,C项正确。
2.(力的合成)(2017·湖北武汉东湖区月考)如图所示,有5个力作用于同一点O,表示这5个力的有向线段恰构成一个正六边形的两邻边和三条对角线,已知F1=10 N,则这5个力的合力大小为( )
A.50 N B.30 N C.20 N D.10 N
答案B
解析利用三角形定则可知,F2和F4的合力等于F1,F5和F3的合力也等于F1,这5个力的合力大小为3F1=30 N。
3.(力的分解)(2017·陕西西安一模)“叠罗汉”是一种高难度的杂技。由六人叠成的三层静态造型如图所示,假设六个人的质量均为m,下面五人弯腰后背部呈水平状态,则底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为(重力加速度为g)( )
A.mg B.mg
C.mg D.mg
答案C
解析由受力分析可知,最上面一层人对第二层人的压力(单只脚)为mg,第二层对底层人的压力(单只脚)为mg+mg=mg,底层中间的人受到的压力为两只脚的压力,即2×mg=mg,所以单脚对地压力为mg+mg=mg,故选项C正确。
4.(“死结”和“活结”模型)(2017·湖北六校联考)如图所示,在固定好的水平和竖直的框架上,A、B两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态。若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点,则下列判断正确的是( )
A.只将绳的左端移向A'点,拉力变小
B.只将绳的左端移向A'点,拉力不变
C.只将绳的右端移向B'点,拉力变小
D.只将绳的右端移向B'点,拉力不变 〚导学号06400102〛
答案
B
解析设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α,绳子的长度为L,B点到墙壁的距离为s,根据几何知识和对称性,得sin α= ①
以滑轮为研究对象,设绳子拉力大小为F,根据平衡条件得2Fcos α=mg,得F= ②
当只将绳的左端移向A'点,s和L均不变,则由①②式得知,F不变,故A错误,B正确;当只将绳的右端移向B'点,s增加,而L不变,则由①式得知,α增大,cos α减小,则由②式得知,F增大,故C、D错误。
5.(自锁现象及其应用)(2018·河北衡水中学二调)如图甲所示,质量为M的直角劈B放在水平面上,在劈的斜面上放一个质量为m的物体A,用一个竖直向下的力F作用于A上,物体A刚好沿斜面匀速下滑。若改用一个斜向下的力F'作用在A时,物体A加速下滑,如图乙所示,则在图乙中关于地面对劈的摩擦力Ff及支持力FN的结论正确的是( )
A.Ff=0,FN>Mg B.Ff=0,FN<Mg
C.Ff向右,FN<Mg D.Ff向左,FN>Mg
答案A
解析设斜面的倾角为θ。对于题图甲,以A为研究对象,分析受力,作出力图如图1。根据平衡条件得(mg+F)sin θ=μ(mg+F)cos θ
得到μ=tan θ
对于题图乙,以B为研究对象,分析受力,作出力图如图2。
设地面对B的方向水平向右,根据平衡条件得
水平方向:Ff=Ff1cos θ-FN1sin θ
又Ff1=μFN1
得到Ff=μFN1cos θ-FN1sin θ=tan θ·FN1cos θ-FN1sin θ=0。
竖直方向:FN>Mg
故选A。
能力提升组
6.(2017·湖南四校联考)如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动,一个圆筒从木棍的上部以初速度v0匀速滑下。若保持两木棍倾角不变,将两棍间的距离减小后固定不动,仍将圆筒放在两木棍上部以初速度v0滑下,下列判断正确的是( )
A.仍匀速滑下 B.匀加速下滑
C.减速下滑 D.以上三种运动均可能
答案B
解析圆筒从木棍的上部匀速滑下过程中,受到重力、两棍的支持力和摩擦力,根据平衡条件得知,两棍支持力的合力和摩擦力不变,将两棍间的距离稍减小后,两棍支持力的合力不变,而两支持力夹角减小,则每根木棍对圆筒的支持力变小,则滑动摩擦力变小,而重力沿斜面向下的分力不变,则圆筒将匀加速滑下,故B正确,A、C、D错误,故选B。
7.(2017·内蒙古准格尔期中)如图所示,内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上,碗口保持水平。A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接,当系统保持静止时,B球对碗壁刚好无压力,图中θ=30°,则A球和C球的质量之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶ D.∶1
答案C
解析B球对碗壁刚好无压力,根据几何知识分析可知,B球所在位置两线的夹角为90°,以B球为研究对象,进行受力分析,水平方向所受合力为零,由此可知FAcos θ=FCsin θ,=tan θ=,C正确。
8.(多选)如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )
A.绳OO'的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 〚导学号06400103〛
答案BD
解析物块b始终保持静止,物块a也始终保持静止,绳子对a的拉力等于a的重力,绳子的夹角α也保持不变,OO'绳的拉力也保持不变,选项A、C错误。选b为研究对象,在y轴方向有FTcos β+Fcos γ+FN=mbg,由于FT不变,F变化,所以FN也变化,选项B正确。FT和F在x轴方向的分力和桌面对b的摩擦力的合力为零,由于F在一定范围内变化,则摩擦力也在一定范围内变化,选项D正确。
9.所受重力G1=8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上。PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在所受重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,如图所示。试求:
(1)绳PB的拉力;
(2)木块与斜面间的摩擦力、弹力。
答案(1)6 N (2)木块与斜面间的摩擦力大小为64.8 N,木块所受斜面的弹力大小为76.4 N,方向垂直斜面向上
解析(1)如图甲所示分析结点P受力,由平衡条件得
FAcos 37°=G1
FAsin 37°=FB
可解得:BP绳的拉力为FB=6 N
(2)再分析G2的受力情况如图乙所示。
由物体的平衡条件可得
Ff=G2sin 37°+FB'cos 37°
FN+FB'sin 37°=G2cos 37°
又有FB'=FB
解得Ff=64.8 N,FN=76.4 N。
〚导学号06400104〛
