2019-2020年高三物理一轮复习 第八讲 力的合成与分解作业.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 第八讲 力的合成与分解作业1.物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是 () A5 N,7 N,8 N B5 N,2 N,3 NC1 N,5 N,10 N D10 N,10 N,10 N解析三个力合成，若前两个力的合力可与第三个力大小相等，方向相反，就可以使这三个力合力为零，只要使第三个力在其他两个力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三个力F3满足：|F1F2|F3F1F2.答案C2.有两个大小不变的共点力F1和F2，它们合力的大小F合随两力夹角的变化情况如图所示，则两力的大小分别为() A8 N4 NB6 N10 NC2 N10 ND4 N8 N 解析：由图可知：F1F212 N |F1F2|4 N由代入数据解得或故A、D正确。答案：AD3.六个共点力F1、F2、F3、F4、F5、F6的大小分别为12 N、9 N、15 N、14 N、7 N、17 N，相邻两力间的夹角均为60，如图所示。试求它们的合力。解析：先将同一直线上的力两两合成，可得大小均为2 N，互成120的三个力，再对这三个力合成得出它们的合力为0。答案：04.【2011西城抽样】以F1、F2表示力F的两个分力若F10 N，则下列不可能是F的两个分力的是()AF110 NF210 N BF120 NF220 NCF12 NF26 N DF120 NF230 NC解析 合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1F2|F|F1F2|，则应选C.5.如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是() ABCDC解析 由矢量合成法则可知，A图的合力为2F3，B图的合力为0，C图的合力为2F2，D图的合力为2F3，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图6.如图(甲)为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,O、a、b、c、d为网绳的结点,安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在O点上,该处下凹至最低点时,网绳dOe,bOg均成120向上的张角,如图(乙)所示,此时O点受到的向下的冲击力大小为F,则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为(B)A.F B. C.F+mg D.解析:对O点进行受力分析,O点受到竖直向下的冲力F和斜向上的网绳的拉力,设每根网绳的拉力大小为F1,由力的合成与分解的知识可知,dOe和bOg竖直向上的拉力都为F1,由2F1=F得F1=,故B对.7.【xx万州模拟】如图所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)()A. m B. m C. m D. mA解析 绳子恰好不断时的受力分析如图所示，由于Fmg10 N，绳子的最大拉力也是10 N，可知F1、F2之间的最大夹角为120，由几何关系知两个挂钉之间的最大间距Lcos302 m m.8.已知力F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，方向未知，则F1的大小可能是() A B C D解析：选B.根据题意作出矢量三角形如图，因为，从图看出，F1有两个解，由RtOAD可知：由RtABD得：，由图的对称性可知：ACAB，则分力.即F1的大小可能为或，故选项B正确9.如图所示，质量相同分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力均为G，其中b的下一半刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上，现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，应有（ ）A拉力F先增大后减小，最大值是GB开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为0Ca、b间压力由0逐渐增大，最大为GDa、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到GBD；开始时，对a球受力分析，应用平衡条件，可得拉力F最大为G，以后逐渐减小为0，选项A错误B正确；a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G，选项C错误D正确10.如图所示，重力为G的物体静止在倾角为的斜面上，将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，那么()AF1就是物体对斜面的压力B物体对斜面的压力方向与F1方向相同，大小为GcosCF2就是物体受到的静摩擦力D物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用解析：某几个真实力的合力或某一真实力的分力，是为了研究问题方便而假想的力，实际上是不存在的，以本题为例，真实力G的两分力F1和F2是实际上并不存在的力，应与其他实际力区别开来，题中A、C两项将两个并不存在的力“F1和F2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈，显然是错误的由物体的平衡以及牛顿第三定律的知识，可以判断B项正确答案：B11.风洞实验主要用于运动物体(例如飞机、汽车等)与空气之间作用力的分析和研究在风洞实验室中，将A、B两个小球分别用细绳L1、L2悬于天花板顶部两球质量相等，受到的水平风力相同，两小球处于静止状态时的位置如图所示，以下说法中正确的是（ ）A两细绳与竖直方向的夹角相同BL2与竖直方向的夹角大于L1与竖直方向的夹角CA球受到的合力大于B球受到的合力DL1的拉力大小等于L2的拉力AD；小球的受力情况如图所示，由平衡条件可知两小球处于静止状态，所以合力为0，可见C错误因为tan ，两球质量相等，受到的水平风力相同，所以相同，可见A正确、B错误；绳子拉力F ，所以L1的拉力大小等于L2的拉力，可见D正确12.如图所示，能承受最大拉力为10 N的细线OA与竖直方向成45角，能承受最大拉力为5 N的细线OB水平，细线OC能承受足够的拉力，为使OA、OB均不被拉断，OC下端所悬挂物体的最大重力是多少？解析：当OC下端所悬物重不断增大时，细线OA、OB所受的拉力同时增大为了判断哪根细线先被拉断，可选O点为研究对象，其受力情况如图所示，利用假设，分别假设OA、OB达最大值时，看另一细线是否达到最大值，从而得到结果取O点为研究对象，受力分析如图所示，假设OB不会被拉断，且OA上的拉力先达到最大值，即F110 N，根据平衡条件有F2F1maxcos4510 N7.07 N，由于F2大于OB能承受的最大拉力，所以在物重逐渐增大时，细线OB先被拉断再假设OB线上的拉力刚好达到最大值(即F2max5 N)处于将被拉断的临界状态，根据平衡条件有F1cos45F2max，F1sin45F3.再选重物为研究对象，根据平衡条件有F3Gmax.以上三式联立解得悬挂最大重物为GmaxF2max5 N.13.如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直方向的夹角为60，改变BC绳的方向，试求：(1)物体能达到平衡时，角的取值范围(2)在的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小值解析(1)改变BC绳的方向时，AC绳的拉力FTA方向不变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，如图所示，经分析可知，最小为0，此时FTA0；且必须小于120，否则两绳的合力不可能竖直向上，所以角的取值范围是0120.(2)在090的范围内，当90时，FTB最大，Fmaxmgtan 60mg当两绳垂直时，即30时，FTB最小，Fminmgsin 60mg答案 (1)0，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是()AFA一定大于GBFA一定大于FBCFA一定小于FBDFA与FB大小之和一定等于G解析物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，FA、FB的合力大小等于G，方向竖直向上，FAGsin ，FBGsin .故FA一定小于G，A选项错误；因为，故FA一定大于FB，B选项正确、C选项错误；FA与FB大小之和大于G，D选项错误答案B8.如图所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mAmB，整个系统处于静止状态滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是()A物体A的高度升高，角变大 B物体A的高度降低，角变小C物体A的高度升高，角不变 D物体A的高度不变，角变小解析最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由二力平衡可得2Fsin mBg，故角不变，但因悬点由Q到P，左侧部分绳子变长，故A应升高，所以C正确答案C9.如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向的夹角为45，系统保持平衡若保持滑轮的位置不变，改变的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小的变化情况是()A只有变小，弹力才变大B只有变大，弹力才变大C无论变大还是变小，弹力都变大D无论变大还是变小，弹力都不变【解析】无论变大还是变小，水平绳和竖直绳中的拉力均不变，因这两个力的合力与杆的弹力平衡，故弹力都不变【答案】D10.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，两小球用长为2L的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两小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.Bmg C. DF解析 根据题意可知：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，根据平衡条件可得，F2Fcos 30，解得小球所受拉力F，C正确答案 C11.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的“功力”下飘动起来假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(QCS30)时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是30，如图2229所示已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为M，求此时：(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？解析：(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得Fsin30FCsin30FCcos30Fcos30mg解得FFCmg (2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得fFsin30NFcos30(Mm)g将F值代入解得fmg NMgmg.12.如图所示，将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A点，另一端固定在竖直墙上的B点，A、B两点到O点的距离相等，绳的长度为OA的两倍K为一质量和半径可忽略的动滑轮，滑轮下悬挂一质量为m的重物，设摩擦力可忽略现将动滑轮和重物一起挂到细绳上，在达到平衡时，绳所受的拉力是多大？【解析】将滑轮挂到细绳上，对滑轮进行受力分析如图所示，滑轮受到下面悬绳的拉力Tmg和AK、BK的拉力F，且AK、BK的拉力相等，由于对称，因此T作用线必过AK和BK的角平分线延长AK交墙壁于C点，因KBKC，所以由已知条件AKKCAC2AO，所以图中的角度30，即两拉力F与拉力T作用线的夹角两个拉力的合力F合与T等大反向，所以：2Fcos 30F合mg，所以Fmg/2cos 30 mg/3.【答案】mg/313.滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力N垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角=37时 (如图所示),滑板做匀速直线运动,相应的k=54 kg/m,人和滑板的总质量为108 kg,试求(重力加速度g取10 m/s2,sin 37=,cos 37=,忽略空气阻力):(1)水平牵引力的大小;(2)滑板的速率.解析:(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示根据力的合成与分解规律可得Ncos =mgNsin =F解得F=810 N.(2)由N=mg/cos ,N=kv2得v=5 m/s.答案:(1)810 N(2)5 m/s