高考物理复习 课时过关题05 力的合成与分解（含答案解析）

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2020(人教版)高考物理复习 课时过关题05 力的合成与分解1.如图所示，作用于坐标原点O的三个力平衡，已知三个力均位于xOy平面内，其中力F1的大小不变，方向沿y轴负方向；力F2的大小未知，方向与x轴正方向的夹角为θ.则下列关于力F3的判断正确的是(　　)A．力F3只能在第二象限B．力F3与F2的夹角越小，则F2与F3的合力越小C．力F3的最小值为F1cosθD．力F3可能在第三象限的任意区域 2.如图所示，光滑竖直墙壁上有一颗钉子，分两次用长短不同的轻绳将同一个足球挂在该钉子上，足球分别静止在A、B两点，绳子拉力分别为TA和TB，墙对足球的支持力分别为NA和NB，则(　　)A．TA<TB，NA<NB        B．TA>TB，NA<NB       C．TA<TB，NA>NB       D．TA>TB，NA>NB 3.如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住．现用一个恒力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是(　　)A．斜面和挡板对球的弹力的合力等于maB．斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值C．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零D．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零 4.在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接，B点下方用轻绳悬挂小物块，下列关于杆受力的说法正确的是(　　)A．甲中的AB杆、BC杆均可替换为轻绳B．乙中的AB杆表现为拉力，BC杆表现为支持力C．丙中的AB杆、BC杆均可替换为轻绳D．丁中的AB杆、BC杆均表现为支持力 5.如图所示，一件重力为G的衣服悬挂在等腰衣架上，已知衣架顶角θ=120°，底边水平，不计摩擦．则衣架一侧对衣服的作用力大小为(　　)A.G        B.G        C.         D．G 6.一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是(　　)A．0         B．2F1         C．F3          D．2F2 7.如图所示，两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、B(均可视为质点)悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方，则F1与F2的大小关系是(　　)A．F1=4F2         B．F1=3F2        C．2F1=3F2        D．2F1=5F2 8.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接，并悬挂在空中．在稳定水平风力作用下发生倾斜，轻绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示．设每只灯笼的质量均为m，重力加速度大小为g，则自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小为(　　)A．2mg         B.        C.         D．8mg       9.如图所示，光滑固定斜面的倾角为30°，轻绳一端通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m，不计滑轮的重力，挂上物块B后，当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止，则物块B的质量为(　　)A.m        B.m        C．m         D．2m 10.如图所示，一个“Y”字形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软牛皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去．若橡皮条劲度系数为k，发射弹丸时，每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内)，则弹丸被发射瞬间所受的最大弹力为(设橡皮条的弹力满足胡克定律)(　　)A．kL          B．2kL         C.kL          D.kL11. (多选)如图所示,作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零。F1沿-y方向,大小已知。F2与+x方向夹角为θ(θ<90°),大小未知。下列说法正确的是(　　)A.F3可能指向第二象限B.F3一定指向第三象限C.F3与F2的夹角越小,则F3与F2的合力越小D.F3的最小可能值为F1cos θ 12. (多选)如图所示，小球a的质量为小球b质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态．轻弹簧A与竖直方向夹角为60°，轻弹簧A、B伸长量刚好相同，则下列说法正确的是(　　)A．轻弹簧A、B的劲度系数之比为3∶1B．轻弹簧A、B的劲度系数之比为2∶1C．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2∶1D．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为∶2 13.随着我国新农村建设不断深入，越来越多的农民住进了楼房，大家在喜迁新居的时候遇到了搬运大件家具的困难．如图为一农户正在用自己设计的方案搬运家具到二楼，他用一悬挂于房檐A点的小电机通过轻绳1拉动家具缓慢上升，为避免家具与墙壁碰撞，需要一人站在地面上用轻绳2向外侧拖拽，绳1与绳2始终在同一竖直面内，某时刻绳1与竖直方向夹角30°，绳2与竖直方向夹角60°，已知家具质量为50 kg，人的质量为80 kg(g取10 m/s2)．此时：(1)绳1与绳2的拉力大小．(2)该人受到地面的支持力和摩擦力大小．             14.如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态．轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块A和B的质量分别为mA=5 kg，mB=1.5 kg，弹簧的劲度系数k=500 N/m，(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2)，求：(1)弹簧的伸长量x.(2)物块A受到的摩擦力．                
答案解析1.答案为：C；解析：三个力平衡，已知F1的大小和方向、力F2的方向，则第三个力F3可能的方向位于F1、F2两个力的反向延长线之间，但不能沿F1、F2的反方向，如图所示，所以A、D错误；F3与F2的合力与F1等大反向，所以不管F3与F2夹角如何变化，其合力不变，B错误；当F3与F2方向垂直时，F3的值最小，F3min=F1cosθ，C正确．  2.答案为：D；解析：[对足球进行受力分析，如图所示，则由三力平衡可得：Tcos θ=G，Tsin θ=N，绳的拉力T=，墙壁对足球的弹力N=Gtan θ，可知θ越大，T、N均越大，则有TA>TB，NA>NB，故D正确．]  3.答案为：B解析：以小球为研究对象，分析受力情况如图所示，重力mg、竖直挡板对球的弹力F2和斜面的弹力F1.根据牛顿第二定律得竖直方向F1cosθ=mg　①，水平方向F2－F1sinθ=ma　②，由①看出，斜面的弹力F1大小不变，与加速度无关，不可能为零，由②看出，若加速度足够小时，F2=F1sinθ=mgtanθ≠0；根据牛顿第二定律可知，重力、斜面和挡板对球的弹力三个力的合力等于ma，故选B.  4.答案为：C；解析：由题图看出，甲、丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻绳代替时效果不变，仍能使装置平衡，同理可知，题图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的只有丙，故A错误，C正确；乙中B点受向下的拉力，则BC杆表现为支持力，由平衡关系可知AB杆也表现为支持力，故B错误；对丁中B点分析可知，B点受向下的拉力，AB杆表现为拉力，BC杆表现为支持力，故D错误．     5.答案为：A；解析：由题意知，衣架两侧对衣服作用力的夹角为60°，由力的平衡条件知，2Fcos30°=G，解得F=G，选项A正确．  6.答案为：D；解析：[根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，合力等于2倍的F2，故D正确，A、B、C错误．]  7.答案为：D；解析：A受到水平向右的力F1，B受到水平向左的力F2，以整体为研究对象，受力分析如图所示，设O、A间细线与竖直方向的夹角为α，则由x的分解和平衡条件得Fsinα＋F2=F1，Fcosα=2mg＋mg，故tanα=，以B为研究对象，受力分析，设A、B间细线与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得：tanβ=，由几何关系有：α=β，得2F1=5F2，故D正确．  8.答案为：C；解析：以第一只灯笼下方的四只灯笼整体为研究对象，受力分析，根据力的合成与分解得，自上往下第一只灯笼对第二只灯笼的拉力大小T==，只有选项C正确．  9.答案为：A；解析：先以A为研究对象，由A物块受力及平衡条件可得，绳中张力FT=mgsin30°.再以动滑轮为研究对象，分析其受力并由平衡条件有mBg=FT，解得mB=m，A正确．  10.答案为：D；解析：[每根橡皮条的弹力为F=k(2L－L)，由几何关系得cos θ==，故弹丸受到的最大弹力为Fmax=2Fcos θ=kL，D正确．] 11.答案为：AD；解析：因F1、F2、F3的合力为零,故F3应与F2、F1的合力等大反向,故F3可能在第二象限,也可能在第三象限,A正确,B错误;F3、F2的合力与F1等大反向,而F1大小、方向均已知,故F3与F2的合力与其夹角大小无关,C错误;当F3与F2垂直时,F3最小,其最小值为F1cosθ,D正确。  12.答案为：AD；解析：[设轻弹簧A、B伸长量都为x，小球a的质量为m，则小球b的质量为2m.对小球b，由平衡条件，弹簧B中弹力为kBx=2mg；对小球a，由平衡条件，在竖直方向kBx＋mg=kAxcos 60°，联立解得：kA=3kB，选项A正确，B错误；在水平方向F=kAxsin 60°，选项C错误，D正确．] 13.解：(1)对家具受力分析，如图甲，由平衡条件得：FT1sin 30°=FT2sin 60°，FT1cos 30°=FT2cos 60°＋mg，解得：FT1=500 N，FT2=500 N(2)对人受力分析，如图乙，由平衡条件得：Ff=FT2′sin 60°，FN＋FT2′cos 60°=Mg，FT2′=FT2解得：Ff=250 N，FN=550 N.  14.解：(1)对结点O受力分析如图所示：根据平衡条件，有：FTcos θ－mBg=0，FTsin θ－F=0，且：F=kx，解得：x=4 cm；(2)设物块A所受摩擦力沿斜面向下，对物块A受力分析如图所示：根据平衡条件，有：FT－Ff－mAgsin α=0，解得：Ff=－5 N，即物体A所受摩擦力大小为5 N，方向沿斜面向上．