高考物理一轮复习课时作业5力的合成与分解含答案

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力的合成与分解[双基巩固练]1．如图，两个共点力F1、F2大小恒定，当两者的夹角θ从120°逐渐减小到60°的过程中，合力(　　)A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大2．(多选)将物体所受重力按力的效果进行分解，图中正确的是(　　)3．(多选)如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速运动，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为(　　)A．μmgB．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg－Fsinθ) D．Fcosθ4．如图所示，楔形凹槽的截面是一个直角三角形ABC，∠CAB＝30°，∠ABC＝90°，∠ACB＝60°，在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，其对凹槽AB边的压力为F1，对BC边的压力为F2，则eq \f(F2,F1)的值为(　　)A.eq \f(1,2)　B.eq \f(\r(3),4)C.eq \f(\r(3),3)D.eq \f(2\r(3),3)5．如图所示，质量为m的杂技演员进行钢索表演，当演员走到钢索中点时，钢索与水平面成θ角，此时钢索最低点拉力大小为(重力加速度为g)(　　)A.eq \f(1,2sinθ)mgB.eq \f(cosθ,2)mgC.eq \f(tanθ,2)mgD.eq \f(1,2)mg6．[2020·河北衡水中学月考]在甲、乙、丙、丁四图中，滑轮本身的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量都是m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中杆P与竖直方向的夹角均为θ，图乙中杆P在竖直方向上，假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为F甲、F乙、F丙、F丁，则以下判断中正确的是(　　)A．F甲＝F乙＝F丙＝F丁B．F丁>F甲＝F乙>F丙C．F甲＝F丙＝F丁>F乙D．F丙>F甲＝F乙>F丁7.如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止，当力F逐渐减小后，下列说法正确的是(　　)A．物体受到的摩擦力保持不变B．物体受到的摩擦力逐渐增大C．物体受到的合力减小D．物体对斜面的压力逐渐减小8．如图所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢竖直下降．关于此过程中绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是(　　)A．不变B．逐渐减小C．逐渐增大D．可能不变，也可能增大9．[2020·河北唐山二调]如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接．已知小球所受重力为G，斜面与水平地面间的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁间的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为(　　)A.G和GB.eq \f(1,2)G和eq \f(\r(3),2)GC.eq \f(\r(3),2)G和eq \f(1,2)GD.eq \r(3)G和2G10．岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图所示．请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力．[综合提升练]11.如图所示，在竖直平面内，固定有半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平．将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置．不计所有摩擦，重力加速度大小为g.下列说法正确的是(　　)A．轨道对轻环的支持力大小为mgB．细线对M点的拉力大小为eq \f(\r(3),2)mgC．细线对轻环的作用力大小为eq \f(3,2)mgD．N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°12．[2017·全国卷Ⅲ，17]一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　　)A．86cmB．92cmC．98cmD．104cm13.[2021·安徽皖江联盟联考]如图所示，A、B是一条竖直线上的两个点，竖直平面内轨道CDE上任意一点到A、B两点的距离之和为定值，轨道上D点与A、B两点之间的连线满足AD＝AB＝BD.质量为m的小环(可视为质点)套在轨道上，小环在细线Ⅰ和Ⅱ的作用下可以与轨道无挤压地、缓慢地沿轨道移动(速度可视为处处为零)．其中Ⅰ始终过A点，Ⅱ的延长线始终过B点．则在小环从C点缓慢移动到E点的过程中，下列说法中正确的是(　　)A．两细线拉力的合力不断增加，而它们的大小之和保持不变B．两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和为1.8mgC．两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和为2.0mgD．两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和在1.5mg与1.8mg之间14.(多选)如图所示，将一根不可伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点，一物体用动滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间夹角为θ1，绳子张力为F1；将绳子B端移至C点，等整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ2，绳子张力为F2；将绳子B端移至D点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ3，绳子张力为F3，不计摩擦，则(　　)A．θ1＝θ2＝θ3B．θ1＝θ2F2>F3D．F1＝F2F甲＝F乙>F丙，故B正确，A、C、D错误．答案：B7．解析：对物体受力分析，受重力、支持力、静摩擦力和力F，如图所示．因为物体始终静止，处于平衡状态，合力一直为零，根据平衡条件，有：①垂直斜面方向：F＋FN＝Gcos θ，Gcos θ不变，所以F逐渐减小的过程中，FN逐渐变大，根据牛顿第三定律，物体对斜面的压力也增加；②平行斜面方向：Ff＝Gsin θ，G和θ保持不变，故Ff保持不变，故A正确．答案：A8．解析：当光滑挂钩下的重物C缓慢下降时，设绳AC和BC与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为F，绳AC和BC在水平方向上的分力均为Fx＝Fsin α，大小相等，方向相反，是一对平衡力．绳AC和BC在竖直方向的分力都为Fy＝Fcos α，两绳的合力与重力是一对平衡力，所以2Fy＝2Fcos α＝mg，即F＝eq \f(m,2cos α)，重物C缓慢下降时，α角逐渐减小，所以两绳的拉力F都不断减小，选项B正确．答案：B9．解析：对小球受力分析，杆对小球的弹力F方向沿杆斜向上与水平方向成30°角，斜面对球的弹力FN方向垂直于斜面斜向上与水平方向成30°角，重力方向竖直向下，如图所示，由几何关系可知三力互成120°角，根据平衡条件知，三力可以构成一首尾相连的等边三角形，则小球对斜面和轻杆的力有FN＝F＝G，根据牛顿第三定律可知，斜面和轻杆受到小球的作用力大小有F′N＝F′＝G，选项A正确．答案：A10．解析：(1)作图法选定合适的标度，如用5.0 mm长的线段表示150 N的力，用O点代表船．依据题意作出力的平行四边形，如图所示．用刻度尺量出表示合力F的对角线长为20.0 mm，可求得合力的大小F＝20.0×eq \f(150,5.0) N＝600 N用量角器量出F与F1的夹角为60°.故这两个力的合力大小为600 N，方向与F1成60°.(2)计算法如图所示，平行四边形的对角线AB、OD交于C点，由于OA＝OB，所以平行四边形OADB是菱形，OD与AB互相垂直平分，OD是∠AOB的角平分线，则∠AOD＝60°，OD＝2OC＝2OAcos 60°因此，合力的大小F＝2F1cos 60°＝600 N方向与F1成60°.答案：见解析11．解析：轻环两边绳子的拉力大小相等，均为FT＝mg，轻环两侧绳子的拉力与轻环对圆弧轨道的压力的夹角相等，设为θ，由eq \x\to(OA)＝eq \x\to(OM)知∠OMA＝∠MAO＝θ，则3θ＝90°，θ＝30°，轻环受力平衡，则轨道对轻环的支持力大小FN＝2mgcos 30°＝eq \r(3)mg，选项A错误；细线对M点的拉力大小为mg，选项B错误；细线对轻环的作用力大小为FN′＝FN＝eq \r(3)mg，选项C错误；由几何关系可知，N点和轻环的连线与竖直方向的夹角为30°，选项D正确．答案：D12．解析：轻质弹性绳的两端分别固定在相距80 cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝k(l－l0)＝0.2k，由共点力的平衡条件和几何知识得F＝eq \f(mg,2sin α)＝eq \f(5mg,6)；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度为l′，由胡克定律得F′＝k(l′－l0)，由共点力的平衡条件F′＝eq \f(mg,2)，联立上面各式解得l′＝92 cm，选项B正确．答案：B13．解析：本题考查力的合成和相似三角形法．小环在细线Ⅰ和Ⅱ的作用下可以与轨道无挤压地、缓慢地沿轨道移动，则两根细线拉力的合力与小环的重力等大、反向，力三角形PMQ与三角形MBA相似，所以两根细线拉力的大小之和与MA、MB的长度之和成正比，又由于MA、MB的长度之和不变，所以两根细线拉力的大小之和不变，当小环移动到D点时，三角形DAB为等边三角形，此时两细线的拉力大小等于小环的重力大小，故两根细线拉力的大小之和为2.0mg，选项C正确，A、B、D错误．答案：C14．解析：设绳子结点为O，对其受力分析，如图当绳子右端从B移动到C点时，根据几何关系，有AOsineq \f(θ1,2)＋OBsineq \f(θ1,2)＝AC，同理有AO′sineq \f(θ2,2)＋O′Bsineq \f(θ2,2)＝AC，绳子长度不变，有AO＋OB＝AO′＋O′B，故θ1＝θ2.绳子的结点受重力和两个绳子的拉力，由于绳子夹角不变，根据三力平衡可知，绳子拉力不变，即F1＝F2；绳子右端从B移动到D点时，绳子间夹角显然变大，绳子的结点受重力和两个绳子的拉力，再次根据共点力平衡条件可得F1