2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第2講 力的合成與分解.doc
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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 第2講 力的合成與分解 一、選擇題 1.(xx???現(xiàn)在城市的滑板運(yùn)動(dòng)非常流行.在水平地面上一名滑板運(yùn)動(dòng)員雙腳站在滑板上以一定速度向前滑行,在橫桿前起跳并越過(guò)桿,從而使人與滑板分別從桿的上下通過(guò),如圖所示.假設(shè)人和滑板運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的各種阻力忽略不計(jì),運(yùn)動(dòng)員能順利完成該動(dòng)作,最終仍落在滑板原來(lái)的位置上.要使這個(gè)表演成功,運(yùn)動(dòng)員除了跳起的高度足夠外,在起跳時(shí)雙腳對(duì)滑板作用力的合力方向應(yīng)該( ) A.豎直向下 B.豎直向上 C.向下適當(dāng)偏后 D.向下適當(dāng)偏前 [答案] A [解析] 本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解,要使運(yùn)動(dòng)員落在滑板原來(lái)的位置,則運(yùn)動(dòng)員在跳起后和滑板在水平方向的運(yùn)動(dòng)情況相同,由于慣性,運(yùn)動(dòng)員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,故雙腳對(duì)滑板的作用力方向應(yīng)該豎直向下,A正確.本題難度中等. 2.xx年濟(jì)南全運(yùn)會(huì),上海運(yùn)動(dòng)員嚴(yán)明勇勇奪吊環(huán)冠軍,其中有一個(gè)高難度的動(dòng)作就是先雙手撐住吊環(huán),然后身體下移,雙臂緩慢張開(kāi)到如圖所示位置,則在兩手之間的距離增大過(guò)程中,吊環(huán)的兩根繩的拉力FT(兩個(gè)拉力大小相等)及它們的合力F的大小變化情況為( ) A.FT增大,F(xiàn)不變 B.FT增大,F(xiàn)增大 C.FT增大,F(xiàn)減小 D.FT減小,F(xiàn)不變 [答案] A [解析] 由平衡條件,合力F等于人的重力,故F恒定不變;當(dāng)兩手間距離變大時(shí),繩的拉力的夾角變大,由平行四邊形定則,F(xiàn)T變大,A正確. 3.(xx福建三明)如圖所示,物體A靠在豎直的墻面C上,在豎直向上的力F作用下,A、B物體保持靜止,則物體A受力分析示意圖正確的是( ) [答案] A [解析] 將物體A、B看做一個(gè)整體,由平衡條件可知,墻與物體A之間沒(méi)有彈力的作用,故選項(xiàng)B、C、D均錯(cuò);再隔離物體A受力分析可知,選項(xiàng)A正確. 4.(xx陜西西安八校聯(lián)考)如圖所示,小圓環(huán)A吊著一個(gè)質(zhì)量為m2的物塊并套在另一個(gè)豎直放置的大圓環(huán)上,有一細(xì)線一端拴在小圓環(huán)A上,另一端跨過(guò)固定在大圓環(huán)最高點(diǎn)B的一個(gè)小滑輪后吊著一個(gè)質(zhì)量為m1的物塊.如果小圓環(huán)、滑輪、繩子的大小和質(zhì)量以及相互之間的摩擦都可以忽略不計(jì),繩子又不可伸長(zhǎng),若平衡時(shí)弦AB所對(duì)應(yīng)的圓心角為α,則兩物塊的質(zhì)量比m1∶m2應(yīng)為( ) A.2sin B.2cos C.cos D.sin [答案] A [解析] 繩AB中的張力為m1g,m2對(duì)小圓環(huán)A的拉力為m2g,大圓環(huán)對(duì)小圓環(huán)A的彈力沿大圓環(huán)半徑向外,因?yàn)樾A環(huán)A靜止不動(dòng),故繩AB對(duì)小圓環(huán)的拉力與m2對(duì)小圓環(huán)拉力的合力沿大圓環(huán)半徑方向指向圓心O,由幾何關(guān)系可知,選項(xiàng)A正確. 5.(xx青島模擬)如圖所示,在水平天花板的A點(diǎn)處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直.桿的下端有一個(gè)輕滑輪O.另一根細(xì)線上端固定在該天花板的B點(diǎn)處,細(xì)線跨過(guò)滑輪O,下端系一個(gè)重為G的物體.BO段細(xì)線與天花板的夾角為θ=30.系統(tǒng)保持靜止,不計(jì)一切摩擦.下列說(shuō)法中正確是( ) A.細(xì)線BO對(duì)天花板的拉力大小是 B.a(chǎn)桿對(duì)滑輪的作用力大小是 C.a(chǎn)桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小是G D.a(chǎn)桿對(duì)滑輪的作用力大小是G [答案] D [解析] 細(xì)線對(duì)天花板的拉力等于物體的重力G;以滑輪為對(duì)象,兩段繩的拉力都是G,互成120,因此合力大小是G,根據(jù)共點(diǎn)力平衡,a桿對(duì)滑輪的作用力大小也是G(方向與豎直方向成60斜向右上方);a桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小為零. 6.如右圖所示,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,對(duì)小球再施加一個(gè)力,使繩與豎直方向成β角并繃緊,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),此力最小為( ) A.mgsinβ B.mgcosβ C.mgtanβ D.mgcotβ [答案] A [解析] 以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,則小球受重力mg,繩拉力FT,施加外力F,應(yīng)有F與FT合力與mg等大反向.即F與FT的合力為G′=mg.如圖所示,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則可知F應(yīng)垂直繩所在直線,故F=mgsinβ. 7.(xx湖南衡陽(yáng)八中月考)如圖所示,人屈膝下蹲時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為θ,設(shè)此時(shí)大小腿部的肌肉群對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后,且大腿骨和小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力大致相等,那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為( ) A. B. C. D.tan(θ/2) [答案] D [解析] 根據(jù)題意先將肌肉群對(duì)膝關(guān)節(jié)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正確. 8.(xx徐州)如圖所示,ACB是一光滑的、足夠長(zhǎng)的、固定在豎直平面內(nèi)的“∧”形框架,其中CA、CB邊與豎直方向的夾角均為θ.P、Q兩個(gè)輕質(zhì)小環(huán)分別套在CA、CB上,兩根細(xì)繩的一端分別系在P、Q環(huán)上,另一端和一繩套系在一起,結(jié)點(diǎn)為O.將質(zhì)量為m的鉤碼掛在繩套上,OP、OQ兩根細(xì)繩拉直后的長(zhǎng)度分別用l1、l2表示,若l1∶l2=2∶3,則兩繩受到的拉力之比F1∶F2等于( ) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.4∶9 [答案] A [解析] 由于桿是光滑的,因此靜止時(shí)連接環(huán)的繩與桿垂直,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,OP、OQ與豎直方向的夾角相等,都為90-θ,根據(jù)物體的平衡條件可知,兩段繩上的拉力相等,A項(xiàng)正確.本題難度中等. 二、非選擇題 9.如圖所示,光滑斜面的傾角為θ,有兩個(gè)相同的小球1和2,分別用光滑擋板A、B擋住,擋板A沿豎直方向,擋板B垂直于斜面,則兩擋板受到小球的壓力大小之比為_(kāi)_______,斜面受到兩個(gè)小球的壓力大小之比為_(kāi)_______. [答案] [解析] 本題是典型的根據(jù)重力的作用效果進(jìn)行力的分解的應(yīng)用,擋板在斜面上的方向不同,重力的作用效果就不同.球1重力分解如圖(a)所示,F(xiàn)1=Gtanθ,F(xiàn)2=;球2重力分解如圖(b)所示,F(xiàn)1′=Gsinθ,F(xiàn)2′=Gcosθ. 所以擋板A、B所受壓力大小之比:==. 斜面受兩小球壓力大小之比:==. 10.用一根輕繩把一質(zhì)量為0.5kg的小球懸掛在O點(diǎn),用力F拉小球使懸線偏離豎直方向30角,小球處于平衡狀態(tài),力F與豎直方向的夾角為θ,如右圖所示,若使力F取最小值,則θ等于________,此時(shí)繩的拉力為_(kāi)_______N.(g取10N/kg) [答案] 60 [解析] 由題意可知小球始終在O點(diǎn)靜止,合外力為零.小球共受三個(gè)力作用:重力、繩向上的拉力FT及拉力F,這三個(gè)力的合力為零.如右圖所示,重力是恒力,F(xiàn)T的方向不變,F(xiàn)的大小方向都改變.因此可知:F與FT垂直時(shí)有最小值,即θ=60,繩上拉力FT=mgcos30=N. 11.(xx連云港)如圖所示,輕桿BC的C點(diǎn)用光滑鉸鏈與墻壁固定,桿的B點(diǎn)通過(guò)水平細(xì)繩AB使桿與豎直墻壁保持30的夾角.若在B點(diǎn)懸掛一個(gè)定滑輪(不計(jì)重力),某人用它勻速地提起重物.已知重物的質(zhì)量m=30 kg,人的質(zhì)量M=50 kg,g取10 m/s2.試求: (1)此時(shí)地面對(duì)人的支持力; (2)輕桿BC和繩AB所受的力. [答案] (1)200N (2)400N (3)200N [解析] (1)當(dāng)物體勻速上升時(shí),繩的張力FT=mg=300N 對(duì)于人則FN=Mg-FT=200N. (2)設(shè)桿BC受力FN1,繩受力FN2. 則FN1cos30-2mg=0 FN2-FN1sin30=0 解得FN1=400N FN2=200N. 12.(xx江蘇蘇州測(cè)試)有一種機(jī)械裝置,叫做“滾珠式力放大器”,其原理如圖所示,斜面A可以在光滑水平面上滑動(dòng),斜面B以及物塊C都是被固定的,它們均由鋼材制成,鋼珠D置于A、B、C之間,當(dāng)用水平力F推斜面A時(shí),鋼珠D對(duì)物塊C、斜面B的擠壓力分別為F1、F2.已知斜面A、B的傾角分別為α、β,且不計(jì)一切摩擦力以及鋼珠自身的重力, 試求F1、F2的大?。? [答案] (1+cotαcotβ)F F [解析] 如圖所示,鋼珠D受C的彈力F1′、B的彈力F2′以及A的彈力F3′作用,斜面A受重力Mg、D的彈力F3、地面的彈力F4以及外力F作用.由共點(diǎn)力的平衡條件得 對(duì)鋼珠D:F2′sinβ=F3′cosα F1′=F2′cosβ+F3′sinα 對(duì)斜面A:F3sinα=F 根據(jù)牛頓第三定律得F3=F3′ 聯(lián)立解得F1′=(1+cotαcotβ)F,F(xiàn)2′= 由牛頓第三定律可知,鋼珠對(duì)物塊C和斜面B的擠壓力分別是 F1=F1′=(1+cotαcotβ)F,F(xiàn)2=F2′= . 13.如圖所示,質(zhì)量為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,且斜面傾角θ為37.質(zhì)量為1kg的光滑球放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間,A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài),求地面對(duì)三棱柱的支持力和摩擦力各為多少?(g=10m/s2,sin37=,cos37=) [答案] 30N 7.5N [解析] 選取A和B整體為研究對(duì)象,它受到重力(M+m)g,地面支持力FN,墻壁的彈力F和地面的摩擦力Ff的作用(如圖甲所示)而處于平衡狀態(tài).根據(jù)平衡條件有: FN-(M+m)g=0 F=Ff 可得FN=(M+m)g=30N 再以B為研究對(duì)象,它受到重力mg,三棱柱對(duì)它的支持力FNB,墻壁對(duì)它的彈力F的作用(如圖乙所示).而處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件有:FNBcosθ=mg FNBsinθ=F 解得F=mgtanθ 所以Ff=F=mgtanθ=7.5N- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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