2022年高考物理总复习 第二章 第2讲 力的合成与分解

2022年高考物理总复习 第二章 第2讲 力的合成与分解一、选择题1(xx海口)现在城市的滑板运动非常流行在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，如图所示假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员能顺利完成该动作，最终仍落在滑板原来的位置上要使这个表演成功，运动员除了跳起的高度足够外，在起跳时双脚对滑板作用力的合力方向应该()A竖直向下B竖直向上C向下适当偏后 D向下适当偏前答案A解析本题考查运动的合成与分解，要使运动员落在滑板原来的位置，则运动员在跳起后和滑板在水平方向的运动情况相同，由于惯性，运动员和滑板的水平初速度相同，因此只要水平方向上不受力即可，故双脚对滑板的作用力方向应该竖直向下，A正确本题难度中等2xx年济南全运会，上海运动员严明勇勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为()AFT增大，F不变 BFT增大，F增大CFT增大，F减小 DFT减小，F不变答案A解析由平衡条件，合力F等于人的重力，故F恒定不变；当两手间距离变大时，绳的拉力的夹角变大，由平行四边形定则，FT变大，A正确3(xx福建三明)如图所示，物体A靠在竖直的墙面C上，在竖直向上的力F作用下，A、B物体保持静止，则物体A受力分析示意图正确的是()答案A解析将物体A、B看做一个整体，由平衡条件可知，墙与物体A之间没有弹力的作用，故选项B、C、D均错；再隔离物体A受力分析可知，选项A正确4(xx陕西西安八校联考)如图所示，小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为，则两物块的质量比m1m2应为()A2sinB2cosCcosDsin答案A解析绳AB中的张力为m1g，m2对小圆环A的拉力为m2g，大圆环对小圆环A的弹力沿大圆环半径向外，因为小圆环A静止不动，故绳AB对小圆环的拉力与m2对小圆环拉力的合力沿大圆环半径方向指向圆心O，由几何关系可知，选项A正确5(xx青岛模拟)如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体BO段细线与天花板的夹角为30.系统保持静止，不计一切摩擦下列说法中正确是()A细线BO对天花板的拉力大小是Ba杆对滑轮的作用力大小是Ca杆和细线对滑轮的合力大小是GDa杆对滑轮的作用力大小是G答案D解析细线对天花板的拉力等于物体的重力G；以滑轮为对象，两段绳的拉力都是G，互成120，因此合力大小是G，根据共点力平衡，a杆对滑轮的作用力大小也是G(方向与竖直方向成60斜向右上方)；a杆和细线对滑轮的合力大小为零6如右图所示，用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球，对小球再施加一个力，使绳与竖直方向成角并绷紧，小球处于静止状态，此力最小为()Amgsin BmgcosCmgtan Dmgcot答案A解析以小球为研究对象，则小球受重力mg，绳拉力FT，施加外力F，应有F与FT合力与mg等大反向即F与FT的合力为Gmg.如图所示，在合力G一定，其一分力FT方向一定的前提下，另一分力的最小值由三角形定则可知F应垂直绳所在直线，故Fmgsin.7(xx湖南衡阳八中月考)如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设此时大小腿部的肌肉群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨和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()A. B.C. D.tan(/2)答案D解析根据题意先将肌肉群对膝关节的作用力F沿大腿骨和小腿骨方向分解，然后再分解小腿骨方向的分力，即可知D正确8(xx徐州)如图所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“”形框架，其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上，两根细绳的一端分别系在P、Q环上，另一端和一绳套系在一起，结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上，OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示，若l1l223，则两绳受到的拉力之比F1F2等于()A11B23C32D49答案A解析由于杆是光滑的，因此静止时连接环的绳与杆垂直，如图所示，根据几何关系可知，OP、OQ与竖直方向的夹角相等，都为90，根据物体的平衡条件可知，两段绳上的拉力相等，A项正确本题难度中等二、非选择题9如图所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的小球1和2，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球的压力大小之比为_，斜面受到两个小球的压力大小之比为_答案解析本题是典型的根据重力的作用效果进行力的分解的应用，挡板在斜面上的方向不同，重力的作用效果就不同球1重力分解如图(a)所示，F1Gtan，F2；球2重力分解如图(b)所示，F1Gsin，F2Gcos.所以挡板A、B所受压力大小之比：.斜面受两小球压力大小之比：.10用一根轻绳把一质量为0.5kg的小球悬挂在O点，用力F拉小球使悬线偏离竖直方向30角，小球处于平衡状态，力F与竖直方向的夹角为，如右图所示，若使力F取最小值，则等于_，此时绳的拉力为_N(g取10N/kg)答案60解析由题意可知小球始终在O点静止，合外力为零小球共受三个力作用：重力、绳向上的拉力FT及拉力F，这三个力的合力为零如右图所示，重力是恒力，FT的方向不变，F的大小方向都改变因此可知：F与FT垂直时有最小值，即60，绳上拉力FTmgcos30N.11(xx连云港)如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30的夹角若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物已知重物的质量m30 kg，人的质量M50 kg，g取10 m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力；(2)轻杆BC和绳AB所受的力答案(1)200N(2)400N(3)200N解析(1)当物体匀速上升时，绳的张力FTmg300N对于人则FNMgFT200N.(2)设杆BC受力FN1，绳受力FN2.则FN1cos302mg0FN2FN1sin300解得FN1400NFN2200N.12(xx江苏苏州测试)有一种机械装置，叫做“滚珠式力放大器”，其原理如图所示，斜面A可以在光滑水平面上滑动，斜面B以及物块C都是被固定的，它们均由钢材制成，钢珠D置于A、B、C之间，当用水平力F推斜面A时，钢珠D对物块C、斜面B的挤压力分别为F1、F2.已知斜面A、B的倾角分别为、，且不计一切摩擦力以及钢珠自身的重力， 试求F1、F2的大小答案(1cotcot)FF解析如图所示，钢珠D受C的弹力F1、B的弹力F2以及A的弹力F3作用，斜面A受重力Mg、D的弹力F3、地面的弹力F4以及外力F作用由共点力的平衡条件得对钢珠D：F2sinF3cosF1F2cosF3sin对斜面A：F3sinF根据牛顿第三定律得F3F3联立解得F1(1cotcot)F，F2由牛顿第三定律可知，钢珠对物块C和斜面B的挤压力分别是F1F1(1cotcot)F，F2F2 .13如图所示，质量为2kg的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为37.质量为1kg的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？(g10m/s2，sin37，cos37)答案30N7.5N解析选取A和B整体为研究对象，它受到重力(Mm)g，地面支持力FN，墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图甲所示)而处于平衡状态根据平衡条件有：FN(Mm)g0FFf可得FN(Mm)g30N再以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力FNB，墙壁对它的弹力F的作用(如图乙所示)而处于平衡状态，根据平衡条件有：FNBcosmgFNBsinF解得Fmgtan所以FfFmgtan7.5N