2020版高考物理一轮复习 全程训练计划 课练5 力的合成与分解（含解析）

力的合成与分解小题狂练 小题是基础练小题提分快12019河南省开封考试如图所示，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.GC. DG答案：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，2Fcos30G，解得FG，选项A正确22019四川省成都模拟如图，在水平晾衣杆(可视为光滑杆)上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆随着细杆位置的不同，细杆上边两侧床单间夹角(F1F2 BF3F1F2CF1F2F3 DF1F2F3答案：B解析：题图甲中物体处于静止状态，所以合力为零，即弹簧的弹力等于重力大小；题图乙中物体受到重力、支持力和弹簧的弹力，三力合力为零，根据力的合成与分解可知F2Gcos30；题图丙中物体受到重力和两个互成120的拉力作用，合力为零，根据力的合成与分解可知拉力大小等于重力大小，即F3F1GF2，选项B正确，A、C、D错误62019广东省深圳市高级中学测试智能手机的普及使“低头族”应运而生低头时，颈椎受到的压力会增大(当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重力)现将人体头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，头在可绕O转动的颈椎OP(轻杆)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止当低头时，若颈椎与竖直方向的夹角为45，PQ与竖直方向的夹角为53，此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到的压力的比值为(sin530.8，cos530.6)()A4 B5C4 D5答案：C解析：受力分析，如图所示在水平方向：FNsin45Fsin53，竖直方向：FNcos45mgFcos53，联立解得FN4mg，所以C正确，A、B、D错误72019湖南省益阳市、湘潭市调研如图所示，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和2.假设装置中的各处摩擦均不计，则A、B球的质量之比为()A2cos：1 B1：2cosCtan：1 D1：2sin答案：B解析：对A、B两球受力分析如图所示，由力的平衡条件可知，TsinmAg，Tsin2mBg，TT，解得mA：mBsin：sin21：2cos，B正确82019广东省深圳联考如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中30，则A球和C球的质量之比为()A1：2 B2：1C1： D.：1答案：C解析：B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得，B球所在位置两细线的夹角为90，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，设B球左、右两边细线的拉力大小分别为FA、FC，由此可知FAcosFCsin，tan，C正确9.2019湖北省部分重点中学联考(多选)如图所示，滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块A套在水平直杆上现用大小为10 N、与水平方向成30角的力F拉B，使A、B一起向右匀速运动，运动过程中A、B保持相对静止已知A、B的质量分别为2 kg、1 kg，重力加速度为10 m/s2，则()A轻绳与水平方向的夹角60B轻绳与水平方向的夹角30C滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为D滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为答案：BD 解析：以B为研究对象，进行受力分析，由于拉力F与B的重力大小相等，夹角为120，故轻绳的拉力大小为10 N，与水平方向的夹角应为30.以A为研究对象，进行受力分析得：FABcos(mAgFABsin)，得滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为，故选B、D.102019江西省南昌调研如图所示，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()AF14F2 BF13F2C2F13F2 D2F15F2答案：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，则由x的分解和平衡条件得FsinF2F1，Fcos2mgmg，故tan，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，则由平衡条件得：tan，由几何关系有：，得2F15F2，故D正确112019湖南省十二校联考如图所示，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.mCm D2m答案：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FTmgsin30.再以动滑轮为研究对象，分析其受力并由平衡条件有mBgFT，解得mBm，A正确12.2019吉林省辽源五中摸底如图所示，OP为一满足胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在水平地面上的滑块P相连，当弹性绳处于竖直方向时，滑块P对地面有压力作用Q为紧挨绳的一光滑水平小钉，它与天花板的距离等于弹性绳的自然长度，现用一水平力F作用于滑块P，使之向右缓慢地沿水平地面做直线运动，在运动过程中弹性绳处于弹性限度内，且满足弹力与形变量成正比的关系，滑块与地面间的动摩擦因数恒定，则下列说法正确的是()A地面作用于滑块P的摩擦力不变B地面对滑块P的支持力减小C水平力F减小D水平力F保持不变答案：A解析：设在某点处弹性绳与水平方向的夹角为，对滑块P进行受力分析，有mgF弹sinN，FF弹cosf，fN，NN，F弹kxk，解得地面对滑块P的支持力N不变，地面对滑块P的摩擦力也不变，F变大，故选A.13.一串小灯笼(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()A2mg B.C. D8mg答案：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14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杆均表现为支持力答案：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15图甲是由两圆杆构成的“V”形斜槽，它与水平面成倾角放置现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放，滑块恰好匀速下滑沿斜槽看去，截面如图乙所示已知滑块与两圆杆间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，120，则()AtanB左边圆杆对滑块的支持力大小为mgcosC左边圆杆对滑块的摩擦力大小为mgsinD若增大，左边圆杆对滑块的支持力将增大答案：B解析：滑块恰好匀速下滑，则滑块受力平衡，对滑块受力分析，根据平衡条件得，mgsin2f2FN，mgcos2FNcosFN，解得tan，选项A错误，B正确；左边圆杆对滑块的摩擦力大小为fmgsin，选项C错误；若增大，cos减小，则左边圆杆对滑块的支持力将减小，选项D错误课时测评 综合提能力课时练赢高分一、选择题12019吉林长春模拟(多选)在一条直线上的两个共点力F1、F2的合力大小为F，保持F1、F2的方向不变，F1、F2、F均不为0，下列说法正确的是()A若F1、F2同时增大一倍，则F也一定增大一倍B若F1、F2同时增加10 N，则F一定增加20 NC若F1增加10 N，F2减少10 N，则F可能增加20 ND若F1、F2中一个不变，另一个增大，则F一定增大答案：AC解析：由于保持F1、F2的方向不变，可知若F1、F2同时增大一倍，则合力F的方向不变，并且F也一定增大一倍，故A正确；若F1、F2同时增加10 N，根据合力与分力之间的关系可知，只有两个分力的方向相同时，F才能增加20 N，若二者方向相反，则F不变，故B错误；若F1、F2的方向相反，F1增加10 N，F2减少10 N，则F可能增加20 N，故C正确；若F1、F2的方向相反，F1、F2中一个不变，原来较小的一个力增大，则合力F可能减小，故D错误22019德州模拟(多选)如图所示，质量分别为M、m的两个木块A、B通过劲度系数为K的轻弹簧连接，木块A放在水平桌面上，木块B用轻绳通过定滑轮在力F的作用下整体处于静止状态，绳与水平方向成角，不计滑轮与绳间的摩擦，则下列说法正确的是()A木块A对桌面的压力为FNMgmgFsinB轻弹簧处于拉伸状态，弹簧的弹力大小为C木块A对桌面的摩擦力大小为FfFcos，方向向左D木块A对桌面的摩擦力大小为FfFsin，方向向右答案：AB解析：对A、B(含弹簧)整体分析，竖直方向FsinFNMgmg0，所以FNMgmgFsin，即A正确对B受力分析知弹簧处于拉伸状态，其弹力大小应等于B的重力mg与绳子拉力F的合力由平行四边形定则和余弦定理得：F弹.即B对同样对A、B整体分析，知桌面对A的摩擦力应向左，大小为FfFcos，故A对桌面的摩擦力应向右，大小为FfFfFcos.故C、D均错32019辽宁鞍山一中模拟如图，A、B两球(可视为质点)质量均为m，固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于O点，其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平地面的交界处已知两球均处于静止状态，OA沿竖直方向，OAB恰好构成一个正三角形，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A球A对竖直墙壁的压力大小为mgB弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力C绳OB的拉力大小等于mgD球A对地面的压力不可能为零答案：C解析：对球B进行受力分析如图所示，受重力、弹簧的弹力、细绳的拉力，它们互成120角，球B处于平衡状态，由力的合成法则可知必有mgFTB，故C正确球A受重力、弹簧的弹力、墙壁向右的支持力、细绳的拉力、地面的支持力(其中地面的支持力和细绳的拉力可能只有一个)，在水平方向有墙的支持力等于弹簧的弹力在水平方向的分量FNFcosFcos30mg，由牛顿第三定律可知A错误；弹簧静止，合力为零，故两个球对弹簧的弹力等大、反向、共线，故弹簧对球A的弹力等于对球B的弹力，故B错误；对A球进行受力分析并列平衡方程，绳OA对球A的拉力和地面的支持力的合力大小等于弹簧弹力的竖直分力和重力之和，故NTmgFsin30，mgFTB，可知当T1.5mg时，地面对A的支持力等于零，根据牛顿第三定律，球A对地面的压力可能为零，故D错误42019广东广州模拟(多选)如图，粗糙水平面上a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止a和b之间、a和c之间以及b和d之间的弹簧长度相同且等于c、d之间弹簧长度的一半，a、b之间弹簧弹力大小为c、d之间弹簧弹力大小的一半若a受到的摩擦力大小为f，则()Aa、b之间的弹簧一定是压缩的Bb受到的摩擦力大小为fCc受到的摩擦力大小为fDd受到的摩擦力大小为2f答案：ABC解析：假设a、b之间的弹簧是伸长的，设原长为l，伸长量为x，则由a、b之间弹力为c、d之间弹力大小的一半可知c、d之间的弹簧伸长量为2x.由于a、b之间的弹簧长度等于c、d之间弹簧长度的一半，则2(lx)l2x，无解，所以a、b之间的弹簧一定是压缩的，A正确；a和b、a和c、b和d之间的弹簧都是压缩的且长度相等，cababd120，三者的弹力相等，a受到的摩擦力大小为f，与a和b、a和c之间的弹力的合力等大反向，FabFacFbdf，b受到的摩擦力大小与a和b、b和d之间的弹力的合力等大反向，所以b受到的摩擦力大小为f，B正确；c受到a和c、c和d之间弹簧的弹力如图，其合力为f，c受到的摩擦力与a和c、c和d之间弹力的合力等大反向，大小为f，C正确；根据对称性，d受到的摩擦力与c受到的摩擦力大小相等，为f，D错误52019河北八校联考如图所示，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答案：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F1cosmg，水平方向F2F1sinma，由看出，斜面的弹力F1大小不变，与加速度无关，不可能为零，由看出，若加速度足够小时，F2F1sinmgtan0；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.6. 如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹角为30且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小的力是()A.mg B.mgC.mg D.mg答案：C解析：对小球A受力分析，小球受到拉力、重力和施加的外力，作出受力分析图，当小球施加的力F与细绳垂直时，作用力最小，由受力平衡得：F的最小值为FminGsin30mg.7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.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F1cosD力F3可能在第三象限的任意区域答案：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，F3minF1cos，C正确8.如图所示，三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止，A、D间细绳是水平的，现对B球施加一个水平向右的力F，将B缓缓拉到图中虚线位置，A球保持不动，这时三根细绳中张力TAC、TAD、TAB的变化情况是()A都变大BTAD和TAB变大，TAC不变CTAC和TAB变大，TAD不变DTAC和TAD变大，TAB不变答案：B解析：对小球B进行受力分析，受到重力、水平拉力F和绳子AB的拉力三个力作用，处于平衡状态，当B球向右缓慢运动过程中，由于AB与竖直方向夹角越来越大，水平拉力Fmgtan，绳子AB的拉力TAB，其中为绳子AB与竖直方向的夹角，因此水平拉力F越来越大，绳子AB的拉力越来越大；将小球A、B作为一个整体进行受力分析，由于绳子AC与竖直方向夹角不变，绳子AC中拉力的竖直分力等于两个小球的总重力，因此不变，由于拉力F越来越大，因此TAD越来越大，故B正确9如图所示，将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧，一端固定在水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37.若将物体的质量变为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53(sin370.6)，则等于()A. B.C. D.答案：B解析：由2kcos37mg和2kcos53Mg解得：，即B正确10.2019河北保定模拟如图所示，将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态已知球半径为R，重为G，线长均为R.则每条细线上的张力大小为()A2G B.GC.G D.G答案：B解析：本题中O点与各球心的连线及各球心连线，构成一个边长为2R的正四面体，如图甲所示(A、B、C为各球球心)，O为ABC的中心，设OAO，由几何关系知OAR(如图乙所示)，由勾股定理得OO，对A处球受力分析有：FsinG，又sin，解得FG，故只有B项正确11.如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细绳连接，在细绳的中点加一与斜面垂直向上的拉力，使两物体均处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()Aa、b两物体的受力个数一定相同Ba、b两物体受到的摩擦力大小一定相等Ca、b两物体对斜面的压力相同D当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动答案：C解析：分别对a、b进行受力分析，如图所示，b物体处于静止状态，当绳中拉力沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，fb0，所以b可能只受3个力作用，而a物体一定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，选项A、B错误；a、b两物体沿垂直于斜面方向受力都平衡，设绳与斜面间的夹角为，则NaTasinmgcos，NbTbsinmgcos，TaTbT，解得NaNbmgcosTsin，则a、b两物体对斜面的压力相同，选项C正确；对a沿斜面方向有Tacosmgsinfa，对b，沿斜面方向有Tbcosmgsinfb，a、b对斜面的压力相等，所以最大静摩擦力相等，当逐渐增大拉力F时，a先达到最大静摩擦力，先滑动，选项D错误二、非选择题12质量为m0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为37，PB沿水平方向质量为M10 kg的木块与PB相连，静止于倾角为37的斜面上，如图所示(取g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)轻绳PB拉力的大小；(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力的大小答案：(1)6 N(2)64.8 N76.4 N解析：(1)对点P受力分析如图甲所示，根据共点力的平衡条件得FBFAsin370FAcos37mg0联立解得FB6 N(2)对木块受力分析如图乙所示，由共点力的平衡条件得Mgsin37FBcos37Ff0FNFBsin37Mgcos370联立解得FfMgsin37FBcos3764.8 NFNMgcos37FBsin3776.4 N.16