2021版高考物理一轮复习考点集训八第3节力的合成与分解含解析

2021版高考物理一轮复习考点集训八第3节力的合成与分解含解析

考点集训(八)　第3节　力的合成与分解 A组 ‎1．有五个力作用于一点O，这五个力构成一个正六边形的两邻边和三角对角线，如图所示，则这五个力的合力是F3的(　　)‎ A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍 ‎[解析] 根据题意得：F1、F4合力为F3，F2、F5合力为F3，所以五个力的合力为3F3.‎ ‎[答案] B ‎2．(多选)将一个力F分解为两个力F1、F2，那么下列说法正确的是(　　)‎ A．F是物体实际受到的力 B．F1、F2不是物体实际受到的力 C．物体同时受到F1、F2、F三个力的作用 D．F1、F2共同作用的效果与F相同 ‎[解析] 题目提到是将一个力分解为两个力，F是物体实际受到的力，A正确；分力不是物体实际受到的力，F1，F2是两个分力，B正确；分力的共同作用效果与合外力的作用效果相同，不可能同时受到F、F1、F2三个力的作用，C错误；分力的共同作用效果与合力相同，D正确．‎ ‎[答案] ABD ‎3．如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置．某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则(　　)‎ A．坐着比躺着时F1大 B．躺着比坐着时F1大 C．坐着比躺着时F2大 D．躺着比坐着时F2大 ‎[解析] 设绳子与水平方向的夹角为θ，在竖直方向上由平衡条件有G＝2Fsin θ，所以F＝，因坐着比躺着夹角θ小一些，所以拉力大，故选项A正确，选项B错．两种情况吊床对该人的作用力大小等于人的重力，所以选项C、D错．‎ ‎[答案] A ‎4．如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成直角三角形．下列四个图中，这三个力的合力最大的是(　　)‎ 5‎ ‎[解析] 根据三角形定则或平行四边形定则，知A选项合力为2F1，B选项合力为0，C选项合力为2F2，D选项合力为2F3.因为F2是直角三角形的斜边，故选项C的合力最大，故选C.‎ ‎[答案] C ‎5．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则(　　)‎ A．球对墙的压力大小Gtan θ B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右 C．绳子中的张力大小为Gsin θ D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向 ‎[解析] 将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果．第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形．‎ 球处于平衡态，由力的平行四边形定则得：‎ 球对墙的压力大小F1＝G2＝Gtan θ，方向垂直墙面向左；‎ 绳子中的张力大小F2＝G1＝，方向沿绳子收缩的方向．‎ ‎[答案] A ‎6．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全．当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F的画法正确且按效果分解合理的是(　　)‎ 5‎ ‎[解析] 减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误；按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向上分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误．‎ ‎[答案] B ‎7．超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出)，工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣．当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力)(　　)‎ A.F B.F C．F D.F ‎[解析] 以一个铁珠为研究对象，将力F按照作用效果分解，如图所示．由几何关系可得小铁球对钉柱产生的侧向压力为：N＝＝F.‎ ‎[答案] C ‎8．如图所示，小球A、B通过一条细绳跨过定滑轮连接，它们都套在一根竖直杆上．当两球平衡时，连接A、B两球的细绳与水平方向的夹角分别为θ和2θ.假设装置中的各处摩擦均不计，则A、B球的质量之比为(　　)‎ 5‎ A．1∶2cos θ B．2cos θ∶1‎ C．tan θ∶1 D．1∶2sin θ ‎[解析] 设绳子的拉力为T，则对小球A：Tsin θ＝mAg；对B：Tsin 2θ＝mBg；联立解得mA∶mB＝1∶2cos θ，故选A.‎ ‎[答案] A ‎9．如图所示，质量为m＝4 kg的物体在水平恒力F＝26 N的作用下静止于斜面上，斜面的倾角θ＝37°，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：‎ ‎(1)物体受到斜面的支持力大小；‎ ‎(2)物体受到的摩擦力．‎ ‎[解析] 如图受力分析，正交分解．‎ G1＝mgsin θ＝4×10×sin 37° N＝24 N G2＝mgcos θ＝4×10×cos 37° N＝32 N F1＝Fcos θ＝26×cos 37° N＝20.8 N F2＝Fsin θ＝26×sin 37° N＝15.6 N ‎(1)斜面对物体的支持力：FN＝G2＋F2＝47.6 N.‎ ‎(2)因为G1＞F1，故物体受到的摩擦力方向沿斜面向上，‎ 摩擦力大小为：Ff＝G1－F1＝3.2 N.‎ B组 ‎10．(多选)如图所示，一轻杆固定在水平地面上，杆与地面间夹角为θ＝60°，一轻环套在杆上，环与杆之间的动摩擦因数为，一质量不计的光滑小滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，另一轻绳跨过滑轮一端系在轻环上，另一端用手水平向右拉住使轻环静止不动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．关于OP绳与水平方向之间的夹角α的取值，可能的是(　　)‎ A．75° B．65° C．45° D．30°‎ ‎[解析] 当PQ之间的绳子与杆垂直时，由几何关系可知，滑轮两边的细绳之间的夹角为150°，则此时α＝75°；若设当小环与细杆有向上的最大静摩擦力时，此时PQ与过Q点 5‎ 垂直于杆的直线之间的夹角为β，则由平衡知识可知：Tsin β＝μN，N＝T·cos β；联立解得β＝30°；则由几何关系可知，此时滑轮两边的细绳之间的夹角为120°，则此时α＝60°；则α角的范围应该在60°与75°之间，故选A、B.‎ ‎[答案] AB ‎11．如图所示，在压力传感器的托盘上固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4 N的物块放在斜面上，让它自由滑下，则下列说法正确的是(　　)‎ A．测力计的示数和没放物块时相比增大2 N B．测力计的示数和没放物块时相比增大2 N C．测力计的示数和没放物块时相比增大3 N D．测力计的示数和没放物块时相比增大4 N ‎[解析] 将物块的重力沿平行于斜面向下和垂直于斜面向下进行分解，如图1所示．‎ 则垂直于斜面向下的分力：F2＝Gcos 30°.再将F2进行分解，如图2，分力F3等于测力计的示数增加的量F3＝F2cos 30°＝Gcos230°＝4× N＝3 N．所以测力计的示数和没放物块时相比增大3 N.‎ ‎[答案] C 5‎