【物理】2020届一轮复习人教版 力的合成与分解 课时作业

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【物理】2020届一轮复习人教版 力的合成与分解 课时作业

‎2020届一轮复习人教版 力的合成与分解 课时作业 ‎1.(2018·天津高考)(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,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(  )‎ A.若F一定,θ大时FN大 B.若F一定,θ小时FN大 C.若θ一定,F大时FN大 D.若θ一定,F小时FN大 答案 BC 解析 木楔受到水平向左的力F,在两侧产生的推力如图所示,由于木楔是等腰三角形,所以FN=FN1=FN2,F=2FNcos(90°-)=2FNsin,故解得FN=,所以F一定时,θ越小,FN越大;θ一定时,F越大,FN越大,故A、D错误,B、C正确。‎ ‎2.(2018·南京一模)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画法正确且分解合理的是(  )‎ 答案 B 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的力,水平方向的分力产生减慢汽车的速度的效果,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。‎ ‎3.(2018·石家庄模拟)如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L ‎,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为(  )‎ A.kL B.2kL C.kL D.kL 答案 D 解析 设发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ,则sinθ==,cosθ==。发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F合=2Fcosθ,F=kx=kL,故F合=2kL·=kL,D正确。‎ ‎4.(2018·上海模拟)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F1cosθ D.力F3可能在第三象限的任意区域 答案 C 解析 因三力平衡,所以三个力中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线,力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反向延长线上,可能在第二象限,也可能 在第三象限内,A、D错误;由于三力平衡,F2与F3的合力大小始终等于F1的大小,B错误;利用力的合成可知,当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小,等于F1cosθ,由F3=-F可知,C正确。‎ ‎5.(2016·全国卷Ⅲ)如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为(  )‎ A. B.m C.m D.2m 答案 C 解析 由于物块通过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且所有摩擦都不计,可知线上各处张力都等于小球重力mg。如图所示,由对称性可知a、b位于同一水平线上,物块处于圆心O点正上方,则∠1=∠2,∠3=∠4,∠1=∠5。因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,即∠5=∠6,由几何关系得∠1=∠2=∠5=∠6=30°,∠3=∠4=60°。再由物块与挂钩的受力平衡有mgcos60°+mgcos60°=Mg,故有M=m,C正确。‎ 配套课时作业 ‎  时间:45分钟 满分:100分 一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~7为单选,8~10为多选)‎ ‎1.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),该物体所受的合外力大小正确的是(  )‎ A.图甲中物体所受的合外力大小等于4 N B.图乙中物体所受的合外力大小等于2 N C.图丙中物体所受的合外力等于0‎ D.图丁中物体所受的合外力等于0‎ 答案 D 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,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,B错误;图丙中,可将F3正交分解,求得合力大小等于6 N,C错误;根据三角形定则知,图丁中合力等于0,D正确。‎ ‎2.如图所示是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象,则这两个分力的大小分别是(  )‎ A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N 答案 B 解析 设两个分力分别为F1、F2,F1>F2,当两个分力的夹角为180°时,合力为1 N,则F1-F2=1 N ①,当两个分力的夹角为0°时,合力为5 N,则F1+F2=5 N ②。联立①②解得F1=3 N,F2=2 N,故A、C、D错误,B正确。‎ ‎3.(2018·河南新乡质检)如图所示,一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮,两端系在高度相等的A、B两点,滑轮下挂一物体,不计绳和滑轮之间的摩擦。现让B缓慢向右移动,则下列说法正确的是(  )‎ A.随着B向右缓慢移动,绳子的张力减小 B.随着B向右缓慢移动,绳子的张力不变 C.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力变小 D.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力不变 答案 D 解析 绳AB在滑轮处的结点为活结,因此,整段绳AB上的拉力都相等,将B缓慢右移,绳子之间夹角变大,滑轮受绳AB的合力大小不变,等于物体的重力大小,故D正确,C错误;合力一定,夹角越大,分力越大,故绳子的张力变大,A、B错误。‎ ‎4.(2018·广州综合测试)如图是悬绳对称且长度可调的自制降落伞。用该伞挂上重为G的物体进行两次落体实验,悬绳的长度l1F2‎ C.F1=F2G 答案 B 解析 设悬绳与竖直方向的夹角为α,每根悬绳的拉力大小为F,则有G=nFcosα,得F=,可得当α越小时,cosα越大,F越小。由于l1α2,F1>F2,故B正确,A、C、D错误。‎ ‎5.(2018·嘉兴模拟)科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上,如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图,若手机的重力为G,则下列说法正确的是(  )‎ A.手机受到的支持力大小为Gcosθ B.手机受到的支持力不可能大于G C.纳米材料对手机的作用力大小为Gsinθ D.纳米材料对手机的作用力竖直向上 答案 D 解析 对手机进行受力分析如图,将重力正交分解,则手机受到的支持力大小为FN=Gcosθ+F吸,可能大于G,故A、B错误;除重力G以外,其余三个力均为纳米材料对手机的作用力,因手机静止,故三个力合力方向竖直向上,与重力等大,故C错误,D正确。‎ ‎6.(2018·铜仁模拟)如图所示,两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球,小球可以在杆上无摩擦地自由滑动,两球用长为2L 的轻绳相连,今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F,恰能使两球沿竖直杆向上匀速运动。则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)(  )‎ A.mg B.mg C.F D.F 答案 C 解析 两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形,对结点进行受力分析,由平衡条件得F=2F′cos30°,绳的拉力F′=F,故C正确,D错误;以小球为研究对象,有F′cos30°=mg,得F′=mg,故A、B错误。‎ ‎7.某压榨机的结构示意图如图所示,其中B为固定铰链,若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F,则由于力F的作用,使滑块C压紧物体D,设C与D光滑接触,杆的重力及滑块C的重力不计,图中a=0.5 m,b=0.05 m,则物体D所受压力的大小与力F的比值为(  )‎ A.4 B.5 C.10 D.1‎ 答案 B 解析 如图甲所示,力F可分解为沿AC、AB杆方向的F1、F2,则F1=F2=,由几何知识得tanθ==10。如图乙所示,再按力的作用效果将F1沿水平向左和竖直向下分解为F3、F4,则F4=F1sinθ,联立得F4=5F,即物体D所受压力的大小与力F的比值为5,B正确。‎ ‎8.一件行李重为G,被绳OA和OB吊在空中,OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2,如图所示,则(  )‎ A.F1、F2的合力是G B.F1、F2的合力是F C.行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反、大小相等 D.行李受到重力G、OA绳的拉力F1、OB绳的拉力F2,还有F共四个力作用 答案 BC 解析 图中F1、F2的合力为F,合力与分力是等效替代的关系,所以两个绳子的拉力的合力不是重力,故A错误,B正确;行李对绳OA的拉力与绳OA对行李的拉力F1是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故C正确;F不是物体实际受到的力,行李受重力和两绳的拉力,共受3个力作用,故D错误。‎ ‎9.一物体静止于水平桌面上,与桌面间的最大静摩擦力为5 N,现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(  )‎ A.物体所受静摩擦力可能为2 N B.物体所受静摩擦力可能为4 N C.物体可能仍保持静止 D.物体一定被拉动 答案 ABC 解析 两个2 N的力的合力范围为0~4 N,然后与3 N的力合成,则三力的合力范围为0~7 N,由于最大静摩擦力为5 N,因此可判定A、B、C正确,D错误。‎ ‎10.已知力F,且它的一个分力F1跟F成30°角,大小未知,另一个分力F2的大小为F,方向未知,则F1的大小可能是(  )‎ A.F B.F C.F D.F 答案 AC 解析 根据题意作出矢量三角形如图,因为F>,从图上可以看出,F1有两个解,由直角三角形OAD可知FOA==F。由直角三角形ABD得FBA==F。由图的对称性可知FAC=FBA=F,则分力F1=F-F=F,F1′=F+F=F,故选A、C。‎ 二、非选择题(本题共2小题,共30分)‎ ‎11.(14分)有些人,比如电梯修理员、牵引专家和赛艇运动员,常需要知道绳或金属线中的张力,可又不可能到那些绳、线的自由端去测量。一个英国公司制造出一种夹在绳子上的仪表,用一个杠杆使绳子的某点有一个微小偏移量,如图所示。仪表很容易测出垂直于绳的恢复力。如果偏移量为12 mm,恢复力为300 N,计算绳中张力。‎ 答案 1562.5 N 解析 如图所示,将力F沿着拉伸的方向分解成FT1和FT2,显然FT1=FT2=FT,sinθ=;‎ 而由于θ角很小,所以sinθ约等于tanθ,而tanθ=,因此FT==1562.5 N。‎ ‎12.(16分)拱券结构是古代人们解决建筑跨度问题的有效方法,比如罗马的万神庙,我国的赵州桥都是拱券结构的典型代表。拱券结构的特点是利用石块的楔形结构,将重力和压力沿拱向两边分解,最后由拱券两端的基石来承受。现有六块大小、形状相同,质量相等的楔块组成一个半圆形实验拱券,如图乙所示。如果每块楔块的质量m=3 kg,则:‎ ‎(1)六块楔块组成的拱券对其一边的支撑物的压力是多大?‎ ‎(2)如果在中间两块楔块3、4上加一个方向向下且大小为50 N的压力F,如图乙所示,那么楔块2对楔块3和楔块5对楔块4的弹力F1、F2分别是多大?(g取9.8 m/s2)‎ 答案 (1)88.2 N (2)均为108.8 N 解析 (1)六块楔块受到的总重力为 G=6mg=176.4 N 拱券对其一边支撑物的压力为,即88.2 N。‎ ‎(2)以楔块3、4组成的整体为研究对象,其受力如图所示。‎ 由几何知识可知F1和F2间的夹角为120°,由对称性可知F1=F2,由互成120°角的二力合成的特点知F1=F2=2mg+F=108.8 N。‎
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