高中物理人教版 (新课标)必修14 力的合成练习

一、选择题（本题共10小题，共70分）

1．(2009·海南单科，1)两个大小分别为F1和F2(F2＜F1)的力作用在同一质点上，它们的合力

的大小F满足                                                          (　　)

A．F1≤F≤F2                       B.≤F≤

C．F1－F2≤F≤F1＋F2            D．F－F≤F2≤F＋F

解析：共点的两个力合成，同向时最大为F1＋F2，反向时最小为F1－F2.

答案：C

2.如图2－2－23.所示，一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行．

已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角．设物资

所受的空气阻力为Ff，悬索对物资的拉力为F，重力加速度为g，

则                                                     (　　)     图2－2－23

A．f＝mgsin θ              B．f＝mgtan θ

C．F＝mgcos θ              D．F＝

解析：救灾物资匀速飞行，受力平衡，它受到向下的重力mg，向右的阻力Ff和沿细绳斜

向上的拉力，可得Ff＝mgtan θ，B项正确．

答案：B

3.如图2－2－24所示是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，

一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与

动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，

整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的办

法是                                                     (　　)   图2－2－24

A．只增加与重物相连细绳的长度

B．只增加重物的重量

C．只将手指向下移动

D．只将手指向上移动

解析：手指所受的拉力等于2mgcos θ，增加重物重量，减小夹角θ，都可以使拉力增大，

选项B、C正确．

答案：BC

4.如图2－2－25所示，物体m静止于倾角为θ的斜面上，现用垂直于

斜面的压力F＝kt(k为比例常量，t为时间)作用在物体上．从t＝0开

始，物体所受摩擦力Ff随时间t的变化关系是下图中的       (　　)    图2－2－25

解析：未加压力F之前，物体处于静止状态，由平衡条件可得：Ff＝Gsin θ，当加上压力

F后，物体仍处于静止状态，因此Ff仍为Gsin θ，故D正确．

答案：D

5．(2011·金华检测)如图2－2－26所示，质量为m的两木块a和b叠放

在水平面上，a受到斜向上与水平方向成θ角的力的作用，b受到斜

向下与水平方向成θ角的力的作用，两力大小均为F，两木块均保持

静止状态，则                                          (　　)   图2－2－26

A．a、b之间一定存在静摩擦力

B．b与地面之间一定存在静摩擦力

C．b对a的支持力一定小于mg

D．地面对b的支持力一定小于2mg

答案：AC

6．如图2－2－27(甲)所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面

和物块始终处于静止状态，当F按图2－2－27(乙)所示规律变化时，关于物块与斜面间

摩擦力的大小变化的说法中正确的是                                      (　　)

图2－2－27

A．一定增大                     B．可能一直减小

C．可能先减小后增大             D．可能一直增大

答案：CD

7.在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁

的地域风情和人文特色．如图2－2－28所示，在竖直放置的穹形

光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G.现

将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向

C点靠近(C点与A点等高)．则绳中拉力大小变化的情况是  (　　)

A．先变小后变大                B．先变小后不变

C．先变大后不变                D．先变大后变小                 图2－2－28

解析：由于轻绳中各处的张力相等，若两悬挂点之间的水平距离为

d，绳长为l，如图所示，则sin α＝，cos α＝.由平衡条件可

得，2Fcos α＝G，所以绳中的拉力F＝，故随着两悬挂点水

平距离d的增大，拉力增大；当两悬挂点水平距离d不变后，拉力

也不变，所以C正确．

答案：C

8.如图2－2－29所示，一倾角为α的斜面体置于固定在光滑水平地面

上的物体A、B之间，斜面体恰好与物体A、B接触．一质量为m的

物体C恰能沿斜面匀速下滑，此时斜面体与A、B均无作用力．

若用平行于斜面的力F沿斜面向下推物体C，使其加速下滑，则下    图2－2－29

列关于斜面体与物体A、B间的作用力的说法正确的是     (　　)

A．对物体A、B均无作用力

B．对物体A有向左的压力，大小为Fcos α

C．对物体B有向右的压力，大小为mgcos αsin α

D．对物体A有向左的压力，大小为mgcos αsin α

解析：本题考查受力分析、力的平衡问题．物体C恰能沿斜面匀速下滑，则C与斜面间

的滑动摩擦力Ff＝mgsin α，用力F推物体C使其加速运动，C与斜面间的滑动摩擦力不

变；以斜面为研究对象，C对斜面的压力在水平方向向右的分力为F1＝mgcos αsin α，

C对斜面的摩擦力在水平方向向左的分力为F2＝mgsin αcos α，则F1＝F2，说明斜面与地

面间无摩擦力，斜面相对地面没有运动趋势，斜面对物体A、B均无作用力．本题难度易．

答案：A

9.如图2－2－30所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O是

球心，碗的内表面光滑．一根轻质杆的两端固定有两个小球，质量分

别是m1、m2.当它们静止时，m1、m2与球心的连线跟水平面分别成      图2－2－30

60°、30°角，则碗对两小球m1、m2的弹力大小之比是        (　　)

A．1∶2     B.∶1    C．1∶     D.∶2

解析：对m1受力分析如图所示，

由平衡条件可知：

＝①

同理对m2受力分析可知：

＝②

由①②得：＝＝∶1，所以选项B正确．

答案：B

10.倾角为θ＝37°的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的

物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5.现给A施以一

水平力F，如图2－2－31所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力

相等(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，如果物体A能在斜面上静止，     图2－2－31

水平推力F与G的比值可能是                                          (　　)

A．3        B．2        C．1        D．0.5

解析：设物体刚好不下滑时F＝F1，则：F1·cos θ＋μN＝G·sin θ，N＝F1·sin θ＋G·cos θ.

得：＝＝＝；设物体刚好不上滑时F＝F2，则：F2·cos θ＝μN

＋G·sinθ，N＝F2·sin θ＋G·cos θ，得：＝＝＝2，即≤≤2.

答案：BCD

二、非选择题（第11题14分，第12题16分）

11.如图2－2－32所示，楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角θ＝37°，一

装璜工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板．工人所持木杆对刷子的作用

力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，

刷子可视为质点，且沿天花板向上匀速运动，取sin 37°＝0.6，试求刷   图2－2－32

子与天花板间的动摩擦因数．

解析：刷子受四个力作用，如图

由平衡条件，得：Fsin θ＝mgsin θ＋f，Fcos θ＝mgcos θ＋N

且f＝μN，由三式得μ＝tan θ＝0.75.

答案：0.75

12.在医院里常用如图2－2－33所示装置对小腿受伤的病人进行牵

引治疗，其中a为动滑轮，其他滑轮为定滑轮．不计滑轮的摩

擦和绳子的质量，绳子下端所挂重物的质量是5 kg，问：

(1)病人的脚所受水平方向的牵引力是多大？                        图2－2－33

(2)病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力一共是多大？(g取10 N/kg)

解析：因绳子中间各处与其他物体没有结点，所以绳子中间各处的张

力(拉力)都等于所悬挂的重物的重力，即FT＝mg＝50 N，将ab段的

绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解，如图所示：F水平＝FTcos 30°＝43.3 N

F竖直＝FTsin 30°＝25 N

(1)由图知，病人的脚所受水平方向的牵引力：F牵＝T＋F水平＝50 N＋43.3 N＝93.3 N.

(2)由图知,病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力：F′牵＝T＋F竖直＝50 N＋25 N＝75 N.

答案：(1)93.3 N　(2)75 N