高考物理一轮复习第2章相互作用课时作业5 (含解析)

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课时作业5　力的合成与分解时间：45分钟1．如图所示，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球．若按力的实际作用效果来分解，小球受到的重力G的两个分力方向分别是图中的(　C　)A．1和4B．2和4C．3和4D．3和2解析：小球重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按此两个方向分解，分别是3和4，故C正确，ABD错误．故选C.2．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格的边长表示1 N大小的力)，设该物体所受的合外力大小正确的是(　D　)A．图甲中物体所受的合外力大小等于4 NB．图乙中物体所受的合外力大小等于2 NC．图丙中物体所受的合外力等于0D．图丁中物体所受的合外力等于0解析：图甲中，先将F1与F3合成，然后再由勾股定理求得合力大小等于5 N，选项A错误；图乙中，先将F1与F3正交分解，再合成，求得合力大小等于5 N，选项B错误；图丙中，可将F3正交分解，求得合力大小等于6 N，选项C错误；根据三角形定则，图丁中合力等于0，选项D正确．3．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们的合力F的大小，下列说法中正确的是(　C　)A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一个大C．若F1F2F3＝368，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零D．若F1F2F3＝362，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零解析：合力不一定大于分力，B错误；三个共点力的合力的最小值能否为零，取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合力的最小值不一定为零，A错误；当三个力的大小分别为3a、6a、8a，其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，故C正确；当三个力的大小分别为3a、6a、2a时，不满足上述情况，故D错误．4．如图所示，在绳下端挂一物体，用力F拉物体使悬线偏离竖直方向α的夹角，且保持其平衡．保持α角不变，当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角β应是(　C　)A．0  B.C．α  D．2α解析：物体处于平衡状态，合力为零，重力和拉力的合力与细绳的张力FT等大反向，如图所示，可以知道当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角β应等于α，C正确．5．小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动，于是他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法正确的是(　C　)A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D．这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力解析：开始小明是推不动衣橱的，说明小明的推力小于最大静摩擦力．站在人字形架上时，小明的重力产生两个效果，分别向左、右两侧推衣橱和墙壁，如图所示，小明的重力可以分解成沿A、B两个方向的力，由于底角较小，所以A、B方向的力会很大，A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力会远大于小明的重力，可能大于最大静摩擦力，故选项C正确．6．(多选)如图所示是某同学为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后两端各挂着一个相同质量的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎，整个装置在同一竖直平面内．如果要增大颈椎所受的拉力，可采取的方法是(　BC　)A．只增加绳的长度   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：对力进行合成，可知颈椎所受的拉力F＝2mgcosθ，增加mg或减小θ，都可以增大F，选项B、C正确． 7．如图所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物体系于O点，设轻绳AO、BO互相垂直，α>β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是(　B　)A．FA一定大于GB．FA一定大于FBC．FA一定小于FBD．FA与FB大小之和一定等于G解析：分析O点受力如图所示，由平衡条件可知，FA与FB的合力与G等大反向，因FA⊥FB，故FA、FB均小于G；因α>β，故FA>FB，B正确，A、C错误；由三角形两边之和大于第三边可知，|FA|＋|FB|>G，D错误．8．一同学用如图所示方式体验力的作用效果．用轻绳拉住水平放置的一根铅笔的O端，轻绳的另一端套在食指上的B点，铅笔的O端用另一根轻绳吊一重物，铅笔的笔尖支在手掌上的A点，手掌和手指在同一个竖直平面内，铅笔始终水平．若将绳在食指上的端点稍稍下移，下列说法正确的是(　D　)A．B点感受到的拉力变小  B．A点感受到的压力不变C．B点感受到的拉力不变  D．A点感受到的压力变大解析：重物对点O的拉力产生两个效果，即沿着OA方向压和沿着BO方向拉，如图所示，根据平行四边形定则，有FOBcosα＝mg，FOBsinα＝FOA.若将绳在食指上的端点稍稍下移，则角度α变大，cosα变小，sinα变大，故FOB、FOA变大，选项D正确．9．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(　B　)A．100 N　　 B．100 NC．50 N   D．200 N解析：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F′2＝F2，得FN＝F′2·cos30°＝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． 10．水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平地面的夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则(　A　)A．F先减小后增大　　 B．F一直增大C．F一直减小   D．F先增大后减小解析：由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，沿水平方向和竖直方向建立坐标系，则由平衡条件得，在竖直方向有mg＝FN＋Fsinθ，在水平方向有f＝μFN＝Fcosθ，联立解得F＝，令tanα＝，则F＝，当θ＋α＝90°时，F有最小值，所以F先减小后增大，A正确，B、C、D错误．11．如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　B　)A.－1  B．2－C.－  D．1－解析：设动摩擦因数为μ，物块质量为m，当用力F1拉物块时：水平方向上二力平衡：F1cos60°＝μFN1①竖直方向上合力为零：FN1＋F1sin60°＝mg②当用力F2推物块时水平方向上有：F2cos30°＝μFN2③竖直方向上有：FN2＝mg＋F2sin30°④联立①②③④式得：μ＝2－　故选项B正确．12．如图所示，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物．在绳上距a端的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为(　C　)A.   B．2C.   D.解析：解法1：力的效果分解法钩码的拉力F等于钩码重力m2g，将F沿ac和bc方向分解，两个分力分别为Fa、Fb，如图甲所示，其中Fb＝m1g，由几何关系可得cosθ＝＝，又由几何关系得cosθ＝，联立解得＝，故只有选项C正确．解法2：正交分解法绳圈受到Fa、Fb、F三个力作用，如图乙所示，将Fb沿水平方向和竖直方向正交分解，由竖直方向受力平衡得m1gcosθ＝m2g；由几何关系得cosθ＝，联立解得＝，故只有选项C正确．13．如图所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？解析：把竖直向下的力F沿两杆OA、OB方向分解，如图甲所示，可求出杆作用于滑块斜向下的力为F1＝F2＝斜向下的压力F1按产生的效果分解为竖直向下压滑块的力F″1和沿水平方向推滑块的力F′1，如图乙所示，考虑到滑块不受摩擦力，故细线上的张力等于F1在水平方向上的分力F′1，即T＝F′1＝F1sin　解得T＝tan.答案：tan