高中物理学考复习优化练习4牛顿第三定律、力的合成与分解含答案

这是一份高中物理学考复习优化练习4牛顿第三定律、力的合成与分解含答案，共8页。试卷主要包含了明朝谢肇淛《五杂组》中记载等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示,体操运动员静立在平衡木上,下列说法正确的是( )
A.只有在运动员的重心处才受到重力的作用
B.运动员受到的支持力是运动员的脚底发生形变而产生的
C.运动员对平衡木的压力与平衡木对运动员的支持力是一对平衡力
D.运动员对平衡木的压力与平衡木对运动员的支持力是一对作用力与反作用力
2.人在沼泽地上赤脚行走时容易下陷,但是如果人穿着滑雪板在上面走却不容易下陷,对此下列说法正确的是( )
A.赤脚时,人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力
B.赤脚时,人对沼泽面的压力大于沼泽面对人的支持力
C.穿着滑雪板时,人对沼泽面的压力等于沼泽面对人的支持力
D.穿着滑雪板时,人对沼泽面的压力小于沼泽面对人的支持力
3.中国火星探测器天问一号搭乘着长征五号重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射升空。火箭点火升空,燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出,火箭获得推力而升空,则( )
A.火箭获得的推力来自外界空气
B.火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力
C.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
D.燃气被喷出瞬间,火箭对燃气的作用力就是火箭获得的推力
4.F1、F2是力F的两个分力,若F=10 N,则下列不可能是F的两个分力的是( )
A.F1=10 N,F2=10 N
B.F1=20 N,F2=20 N
C.F1=2 N,F2=6 N
D.F1=20 N,F2=30 N
5.如图所示,一物块静止在倾角为θ的固定斜面上,物块所受的重力为G。沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G,这两个方向上的分力分别为F1和F2。则分力F1、F2的大小分别为( )
A.G·sin θ、G·cs θ
B.G·cs θ、G·sin θ
C.Gsinθ、Gcsθ
D.Gcsθ、Gsinθ
6.如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角均为α,重力加速度为g。不计石块接触面间的摩擦,则该石块其中一个侧面受到的弹力大小为( )
A.mg2csαB.mg2sinα
C.mg2tanαD.mgtanα2
7.明朝谢肇淛《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则下面说法正确的是( )
①若F一定,θ大时FN大
②若F一定,θ小时FN大
③若θ一定,F大时FN大
④若θ一定,F小时FN大
A.①③B.①④
C.②③D.②④
8.一位体操运动员在水平地面上做倒立动作,下列哪个图中沿每个手臂受到的力最大( )
9.如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,雪橇受到的( )
A.支持力等于mg
B.滑动摩擦力等于μmg
C.滑动摩擦力小于μmg
D.滑动摩擦力的方向与F方向相反
10.(2022浙江宁波高一期中)将力F分解为两个力,若已知其中一个分力F1的方向与F的夹角为θ(如图所示),则下列说法错误的是( )
A.只要知道另一个分力的方向就可得到确定的另一个分力
B.只要知道F1的大小,就可得到确定的两个分力
C.如果知道另一个分力的大小,一定可以确定分力F1
D.另一个分力的大小可能存在最小值,但不存在最大值
11.如图所示,A、B两物体通过轻绳跨在光滑的定滑轮上,B与地面接触。其中物体A重力为20 N,物体B重力为40 N,则( )
A.绳对A的拉力大小为30 N
B.B对地面的压力大小为40 N
C.B拉绳的力与绳拉B的力是作用力与反作用力
D.A的重力的反作用力是绳对A的拉力
能力提高
12.如图所示,物体静止在光滑水平面上,力F作用于物体上的O点,现要使物体受到由O指向O'方向的合力F(F与OO'都在同一平面内,与OO'间夹角为θ)。那么,必须同时再加一个力,这个力的最小值是( )
A.Fcs θB.Fsin θ
C.Ftan θD.Fct θ
13.如图所示为汽车的机械式手刹(驻车器)系统的结构示意图,系统结构对称。当向上拉动手刹拉杆时,手刹拉索(不可伸缩)就会拉紧,拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器,从而实现驻车的目的。则以下说法正确的是( )
A.当OD、OC两拉索夹角为60°时,三根拉索的拉力大小相等
B.拉动手刹拉杆时,拉索AO上拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大
C.若在AO上施加一恒力,OD、OC两拉索夹角越小,拉索OD、OC拉力越大
D.若保持OD、OC两拉索拉力不变,OD、OC两拉索越短,拉动拉索AO越省力
14.如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态。(已知sin 37°=35,cs 37°=45,g取10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若物体乙的质量m2=4 kg,物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?
优化集训4 牛顿第三定律、力的合成与分解
1.D 解析 运动员的所有部位都将受到重力作用,并非只有在运动员的重心处才受到重力的作用,选项A错误;运动员受到的支持力是平衡木发生形变而产生的,选项B错误;运动员对平衡木的压力与平衡木对运动员的支持力是一对作用力与反作用力,选项C错误,D正确。
2.C 解析 不管人是赤脚还是穿着滑雪板,人对沼泽面的压力和沼泽面对人的支持力是一对作用力与反作用力,始终等大反向,故A、B、D错误,C正确。
3.B 解析 燃气被喷出瞬间,燃气对火箭的反作用力,施力物体是喷出的燃气,受力物体是火箭,使火箭获得的推力,故A错误;火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是两个物体之间的相互作用,是一对作用力与反作用力,故B正确;火箭喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力都作用在火箭上,不是一对作用力与反作用力,故C错误;燃气被喷出瞬间,火箭对燃气的作用力受力物体是喷出的燃气,不是火箭,故D错误。
4.C 解析 根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,10 N和10 N的合力范围为[0 N,20 N],可能为10 N,故A正确;根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,20 N和20 N的合力范围为[0 N,40 N],可能为10 N,故B正确;根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,2 N和6 N的合力范围为[4 N,8 N],不可能为10 N,故C错误;根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,20 N和30 N的合力范围为[10 N,50 N],可能为10 N,故D正确;本题选不可能的,故选C。
5.A 解析 根据数学知识可知
F1=Gsin θ,F2=Gcs θ,故选A。
6.B 解析 对石块受力分析,如图所示。
根据共点力平衡条件,将弹力F1、F2合成,结合几何关系,有F1=F2=F,则有mg=2×Fcs(90°-α),所以解得F=mg2sinα,故B正确。
7.C 解析 根据力的分解特点,分解的两个力夹角越大,同一个力分解出的分力也越大,②正确,①错误,选项A、B错误;而在分解的角度一样时,力F越大,则分力越大,③正确,④错误,综上所述,选项C正确,D错误。
8.D 解析 以人为研究对象,人受到重力和沿两手臂方向的支持力作用,沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。在合力一定时,两分力的夹角越大,两分力越大,故D正确。
9.C 解析 对坐在雪橇上的人与雪橇整体分析,受重力、地面的支持力、摩擦力和斜向上方的力F,因此支持力小于重力,所以滑动摩擦力小于μmg,A、B错误,C正确;滑动摩擦力方向沿水平面向左,D错误。
10.C 解析 已知两个分力的方向,根据平行四边形定则,将力F分解,作出的平行四边形只有一个,这两个分力大小和方向是唯一确定的,故A正确,不符合题意;已知一个分力的大小和方向,根据平行四边形定则,将力F分解,作出的平行四边形只有一个,这两个分力大小和方向是唯一确定的,故B正确,不符合题意;已知一个分力的方向和另一个分力的大小,根据平行四边形定则,将力F分解,可能有两解,也可能有一解,故C错误,符合题意;根据几何关系,可确定另一个分力的最小值是Fsin θ,不存在最大值,故D正确,不符合题意。故选C。
11.C 解析 以A为研究对象,根据平衡条件绳子的拉力为F=GA=20 N,即绳对A的拉力大小为20 N,故A错误;以B为研究对象,得F+FN=GB,即为FN=GB-F=20 N,由牛顿第三定律可知,物体B受到的支持力与B对地面的压力大小相等,方向相反,所以B对地面的压力大小为20 N,故B错误;B拉绳的力与绳拉B的力是属于物体间的相互作用力,是一对作用力与反作用力,故C正确;重力是由于地球的吸引产生的,所以A的重力的反作用力是A对地球的吸引力,故D错误。
12.B 解析 当力F1与OO'方向垂直时,力F1最小,最小力F1min=Fsin θ,故选B。
13.D 解析 当OD、OC两拉索夹角为120°时,三根拉索的拉力大小才相等,选项A错误;拉动手刹拉杆时,当OD、OC两拉索夹角大于120°时,拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力小,选项B错误;根据平行四边形定则可知,若在AO上施加一恒力,OD、OC两拉索夹角越小,拉索OD、OC拉力越小,选项C错误;若保持OD、OC两拉索拉力不变,OD、OC两拉索越短,则两力夹角越大,合力越小,即拉动拉索AO越省力,选项D正确。
14.解析 (1)O点受力如图所示,
由平衡条件得FTOA=m1gcsθ=54m1g
FTOB=m1gtan θ=34m1g。
(2)物体乙所受到的摩擦力Ff=FTOB=34m1g,方向水平向左。
(3)物体乙与水平面间的最大静摩擦力为Ffm=μm2g=0.3×4×10 N=12 N
当FTOB=Ffm时,m1最大,又FTOB=34m1g
则m1=4Ffm3g=4×123×10 kg=1.6 kg
即物体甲的质量m1最大不能超过1.6 kg。
答案 (1)54m1g 34m1g (2)34m1g 方向水平向左 (3)1.6 kg