2020版高考物理一轮复习第二章 微专题11力的合成与分解

2020版高考物理一轮复习第二章 微专题11力的合成与分解

力的合成与分解 ‎[方法点拨]　(1)力的合成与分解遵循平行四边形定则、三角形定则.(2)力的分解常用方法有按实际效果分解和正交分解，多力合成也常先用正交分解再求和.‎ ‎1.如图1所示，一根轻绳两端分别固定两个完全相同的小球a、b，每个球的重力为G.在绳的中点施加一个竖直向上的拉力F，两球静止在空中，以下判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A.轻绳越长，F越大 B.轻绳越长，轻绳对球的拉力越大 C.轻绳对球的拉力可能小于G D.轻绳越短，a、b之间的弹力越大 ‎2.(2018·河北省张家口市期末)假期里，一位同学在厨房里帮助妈妈做菜，他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图2所示，他先后作出过几个猜想，其中合理的是(　　)‎ 图2‎ A.刀刃前部和后部厚薄不均匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关 B.在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关 C.在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大 D.在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大 ‎3.(2018·河南省郑州市期中)如图3所示是一种常用的“千斤顶”示意图，摇动手柄能使螺旋杆转动并保持水平，而A、B间距离发生变化，重物就能被顶起或下降.若物重为G，杆AB与AC之间的夹角为θ，不计“千斤顶”本身的重量，则“千斤顶”螺旋杆AB的拉力大小为(　　)‎ 图3‎ A.GsinθB.GcosθC.GtanθD. ‎4.如图4所示，水平细杆上套一环A，环A与球B间用一轻绳相连，质量分别为mA、mB，由于球B受到水平风力作用，环A与球B一起向右匀速运动，已知细绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A.风力缓慢增大时，杆对环A的作用力增大 B.若球B受到风力缓慢上升，轻绳的拉力逐渐减小 C.杆对环A的支持力随着风力的增大而增大 D.环A与水平细杆间的动摩擦因数为 ‎5.(2018·山西省太原市模拟)如图5所示，迎泽公园有这样一根电杆，一条电缆线由北向南绕过电杆转向由东向西，电缆与电杆的接触点为P.固定电杆的钢索一端固定在P点，另一端固定在地面上，钢索、电杆与东西方向的电缆在同一竖直平面内.设电缆线水平，南北、东西方向的电缆对电杆的拉力分别为F1、F2，且大小相等，钢索对电杆的拉力为F3.已知植于土中的电杆竖直，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.F1、F2和F3的合力竖直向下 B.地面对电杆的作用力竖直向上 C.F1、F2和F3在水平面内的合力可能为0‎ D.F1、F2和F3在水平面内合力的方向偏向北方一侧 ‎6.(2019·湖南师大附中月考)弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”，弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中一个关键动作，如图6所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为(　　)‎ 图6‎ A. B. C. D.Ftan ‎7.(多选)如图7所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是(　　)‎ 图7‎ A.B与水平面间的摩擦力减小 B.水平面对B的弹力增大 C.悬于墙上的绳所受的拉力不变 D.A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等 答案精析 ‎1.D　[利用整体法，拉力F等于两球的总重力，与轻绳长度无关，A项错误；设两根轻绳的夹角为θ，以a球为研究对象，FT＝，轻绳越长，夹角越小，所以轻绳对球的拉力FT越小，但拉力始终大于重力G，B、C项错误；两球之间的弹力为Gtan，细绳越短，夹角越大，弹力越大，D项正确.]‎ ‎2.D　[刀刃部分可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图甲所示，当在刀背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用菜刀时就是依靠这两个分力分开被加工的食材，由对称性知，这两个分力大小相等(F1＝F2)，如图乙所示，由几何关系可得F1＝；由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开食材的力跟顶角θ的大小有关，θ越小，sinθ的值越小，F1和F2越大，故D正确.]‎ ‎3.D ‎[如图所示，将重力G分解到沿AB方向的拉AB杆的力F1和沿AC方向的压AC杆的力F2，即得F1＝，由牛顿第三定律知螺旋杆AB的拉力大小为.]‎ ‎4.D　[对球B进行受力分析，受重力、风力和拉力，如图甲所示，风力F＝mBgtanθ，绳对球B的拉力FT＝，当风力增大时，θ增大，则FT增大，故B错误；把环和球及轻绳当成一个整体，对其受力分析，受重力(mA＋mB)g、支持力FN、风力F和向左的摩擦力Ff，如图乙所示，根据共点力平衡条件可得杆对环A的支持力大小FN＝(mA＋mB)g，杆对环A的支持力不随风力的变化而变化，故C错误；Ff＝μ(mA＋mB)g，杆对环A的摩擦力不随风力的变化而变化，故风力缓慢增大时，杆对环A的作用力不变，故A错误；环A受到的摩擦力Ff＝F＝mBgtanθ，则环A与水平细杆间的动摩擦因数为μ＝＝，故D正确.]‎ ‎5.D　[由于钢索、电杆与东西方向的电缆在同一竖直平面内，故F1、F2和F3的合力一定不是竖直向下，选项A错误；地面对电杆的作用力方向一定不是竖直向上，选项B错误；F1、F2和F3在水平面内的合力不可能为0，在水平面内合力的方向偏向北方一侧，选项C错误，D正确.]‎ ‎6.D ‎[设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小都为F1，已知它们之间的夹角为θ，F即为它们的合力的大小，作出平行四边形定则如图所示，F1cos＝F，即F1＝，则脚掌对地面竖直向下的压力FN＝F1sin＝Ftan，由牛顿第三定律可知D正确.]‎ ‎7.BD　[对物块A进行受力分析，受到重力和细绳的拉力，根据平衡条件可知，细绳的拉力等于物块A的重力，当把物块B移至C点后，连接物块B的细绳与水平方向的夹角θ′变小，对物块B进行受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，如图所示，‎ 根据共点力平衡条件，有FTcosθ′＝Ff，由于θ′变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，故A错误；水平面对B的弹力FN＝mg－FTsinθ′，θ′变小，则FN变大，故B正确；对滑轮进行受力分析，受连接A、B的绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故悬于墙上的绳所受的拉力也变小，故C错误；连接A、B的绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故α＝β，又由于三力平衡，所以α＝β＝θ，故D正确.]‎