2022届高考物理一轮复习课时作业五力的合成与分解（含解析）

力的合成与分解 一、单项选择题 1如图，两个共点力 F1、 F2大小恒定，当两者的夹角 从 120逐渐减小到 60的过 程中，合力() A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大后减小 D先减小后增大 2如图所示 ，楔形凹槽的截面是一个直角三角形 ABC， CAB30， ABC90， ACB60， 在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，其对凹槽 AB 边的压力为 F1，对 BC 边的 压力为 F2，则 的值为() F2F1 A. B. 12 34 C. D. 33 233 3如图所示，质量为 m 的杂技演员进行钢索表演，当演员走到钢索中点时，钢索与水 平面成 角，此时钢索最低点拉力大小为(重力加速度为 g)() A. mg B. mg 12sin cos 2 C. mg D. mg tan 2 12 42021河北衡水中学月考在甲、乙、丙、丁四图中，滑轮本身的重力忽略不计， 滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上，一根轻绳 ab 绕过滑轮， a 端固定在墙上， b 端下面挂一 个质量都是 m 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中杆 P 与竖直方向的夹角 均为 ，图乙中杆 P 在竖直方向上，假设甲、乙、丙、丁四图中滑轮受到木杆弹力的大小依 次为 F 甲 、 F 乙 、 F 丙 、 F 丁 ，则以下判断中正确的是() A F 甲 F 乙 F 丙 F 丁 B F 丁 F 甲 F 乙 F 丙 C F 甲 F 丙 F 丁 F 乙 D F 丙 F 甲 F 乙 F 丁 5. 如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力 F 作用始终保持静止，当力 F 逐 渐减小后，下列说法正确的是() A物体受到的摩擦力保持不变 B物体受到的摩擦力逐渐增大 C物体受到的合力减小 D物体对斜面的压力逐渐减小 6如图所示， A、 B 为同一水平线上的两个绕绳装置，转动 A、 B 改变绳的长度，使光滑 挂钩下的重物 C 缓慢竖直下降关于此过程中绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是() A不变 B逐渐减小 C逐渐增大 D可能不变，也可能增大 72021河北唐山二调如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面 上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为 G，斜面与水平地面间的 夹角为 60，轻杆与竖直墙壁间的夹角也为 60，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别 为() A G 和 G B. G 和 G 12 32 C. G 和 G D. G 和 2G 32 12 3 8. 如图所示，在竖直平面内，固定有半圆弧轨道，其两端点 M、 N 连线水平将一轻质小 环套在轨道上，一细线穿过轻环 A，一端系在 M 点，另一端系一质量为 m 的小球，小球恰好 静止在图示位置不计所有摩擦，重力加速度大小为 g.下列说法正确的是() A轨道对轻环的支持力大小为 mg B细线对 M 点的拉力大小为 mg 32 C细线对轻环的作用力大小为 mg 32 D N 点和轻环的连线与竖直方向的夹角为 30 92017全国卷，17一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为 80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的 伸长始终处于弹性限度内)() A86 cm B92 cm C98 cm D104 cm 10. 2021安徽皖江联盟联考如图所示， A、 B 是一条竖直线上的两个点，竖直平面内轨道 CDE 上任意一点到 A、 B 两点的距离之和为定值，轨道上 D 点与 A、 B 两点之间的连线满足 AD AB BD.质量为 m 的小环(可视为质点)套在轨道上，小环在细线和的作用下可以与 轨道无挤压地、缓慢地沿轨道移动(速度可视为处处为零)其中始终过 A 点，的延长线 始终过 B 点则在小环从 C 点缓慢移动到 E 点的过程中，下列说法中正确的是() A两细线拉力的合力不断增加，而它们的大小之和保持不变 B两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和为 1.8mg C两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和为 2.0mg D两细线拉力的合力保持不变，它们的大小之和在 1.5mg 与 1.8mg 之间 二、多项选择题 11将物体所受重力按力的效果进行分解，图中正确的是() 12. 如图所示，质量为 m 的木块在推力 F 作用下，在水平地面上做匀速运动，已知木块与地 面间的动摩擦因数为 ，那么木块受到的滑动摩擦力为() A mg B (mg Fsin ) C (mg Fsin ) D Fcos 13. 如图所示，将一根不可伸长、柔软的轻绳两端分别系于 A、 B 两点，一物体用动滑轮悬 挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间夹角为 1，绳子张力为 F1；将绳子 B 端移至 C 点， 等整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为 2，绳子张力为 F2；将绳子 B 端移至 D 点， 待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为 3，绳子张力为 F3，不计摩擦，则() A 1 2 3 B 1 2F2F3 D F1 F2F 甲 F 乙 F 丙 ，故 B 正确， A、C、D 错误 答案：B 5解析： 对物体受力分析，受重力、支持力、静摩擦力和力 F，如图所示因为物体始终静止， 处于平衡状态，合力一直为零，根据平衡条件，有：垂直斜面方向： F FN Gcos ， Gcos 不变，所以 F 逐渐减小的过程中， FN逐渐变大，根据牛顿第三定律，物体对斜 面的压力也增加平行斜面方向： Ff Gsin ， G 和 保持不变，故 Ff保持不变，故 A 正确 答案：A 6解析：当光滑挂钩下的重物 C 缓慢下降时，设绳 AC 和 BC 与竖直方向的夹角为 ， 绳的拉力为 F，绳 AC 和 BC 在水平方向上的分力均为 Fx Fsin ，大小相等，方向相反，是 一对平衡力绳 AC 和 BC 在竖直方向的分力都为 Fy Fcos ，两绳的合力与重力是一对平 衡力，所以 2Fy2 Fcos mg，即 F ，重物 C 缓慢下降时， 角逐渐减小，所以 m2cos 两绳的拉力 F 都不断减小，选项 B 正确 答案：B 7解析：对小球受力分析，杆对小球的弹力 F 方向沿杆斜向上与水平方向成 30角， 斜面对球的弹力 FN方向垂直于斜面斜向上与水平方向成 30角，重力方向竖直向下，如图 所示，由几何关系可知三力互成 120角，根据平衡条件知，三力可以构成一首尾相连的等 边三角形，则小球对斜面和轻杆的力有 FN F G，根据牛顿第三定律可知，斜面和轻杆受到 小球的作用力大小有 F N F G，选项 A 正确 答案：A 8解析： 轻环两边绳子的拉力大小相等，均为 FT mg，轻环两侧绳子的拉力与轻环对圆弧轨道的 压力的夹角相等，设为 ，由 知 OMA MAO ，则 3 90， 30，轻环OA OM 受力平衡，则轨道对轻环的支持力大小 FN2 mgcos 30 mg，选项 A 错误；细线对 M 点3 的拉力大小为 mg，选项 B 错误；细线对轻环的作用力大小为 F N FN mg，选项 C 错误；3 由几何关系可知， N 点和轻环的连线与竖直方向的夹角为 30，选项 D 正确 答案：D 9解析：轻质弹性绳的两端分别固定在相距 80 cm 的两点上，钩码挂在弹性绳的中点， 平 衡时弹性绳的总长度为 100 cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律 F k(l l0)0.2 k，由共点力的平衡条件和几何知识得 F ；再将弹性绳的两 mg2sin 5mg6 端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度为 l，由胡克定律得 F k(l l0)， 由共点力的平衡条件 F ，联立上面各式解得 l92 cm，选项 B 正确 mg2 答案：B 10解析：本题考查力的合成和相似三角形法小环在细线和的作用下可以与轨道 无挤压地、缓慢地沿轨道移动，则两根细线拉力的合力与小环的重力等大、反向，力三角形 PMQ 与三角形 MBA 相似，所以两根细线拉力的大小之和与 MA、 MB 的长度之和成正比，又由于 MA、 MB 的长度之和不变，所以两根细线拉力的大小之和不变，当小环移动到 D 点时，三角形 DAB 为等边三角形，此时两细线的拉力大小等于小环的重力大小，故两根细线拉力的大小之 和为 2.0mg，选项 C 正确，A、B、D 错误 答案：C 11解析：A 项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力 G1和沿斜面向下使 物体向下滑的分力 G2；B 项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力 G1和 G2，A、B 正确C 项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力 G1和 G2，故 C 错误D 项中物体的重力分解为水平向左使球压紧墙的分力 G1和沿绳向下使绳张紧的分力 G2，故 D 正确 答案：ABD 12. 解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力 mg、推力 F、支持力 FN、摩擦力 Ff.沿 水平方向建立 x 轴，将 F 进行正交分解如图所示： 由平衡条件得： Fcos Ff， FN mg Fsin ，又由于 Ff F N，解得 Ff (mg Fsin )，故 B、D 正确 答案：BD 13解析：设绳子结点为 O，对其受力分析，如图 当绳子右端从 B 移动到 C 点时，根据几何关系，有 AOsin OBsin AC，同理有 12 12 AOsin O Bsin AC，绳子长度不变，有 AO OB AO O B，故 1 2.绳子 22 22 的结点受重力和两个绳子的拉力，由于绳子夹角不变，根据三力平衡可知，绳子拉力不变， 即 F1 F2；绳子右端从 B 移动到 D 点时，绳子间夹角显然变大，绳子的结点受重力和两个绳 子的拉力，再次根据共点力平衡条件可得 F1F3，故 1 2 3， F1 F2F3. 答案：BD 14解析：(1)作图法 选定合适的标度，如用 5.0 mm 长的线段表示 150 N 的力，用 O 点代表船依据题意作 出力的平行四边形，如图所示 用刻度尺量出表示合力 F 的对角线长为 20.0 mm，可求得合力的大小 F20.0 N600 N 1505.0 用量角器量出 F 与 F1的夹角为 60. 故这两个力的合力大小为 600 N，方向与 F1成 60. (2)计算法 如图所示，平行四边形的对角线 AB、 OD 交于 C 点，由于 OA OB，所以平行四边形 OADB 是菱形， OD 与 AB 互相垂直平分， OD 是 AOB 的角平分线，则 AOD60， OD2 OC2 OAcos 60 因此，合力的大小 F2 F1cos 60600 N 方向与 F1成 60. 答案：见解析