人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章相互作用第2講力的合成與分解課時(shí)練含答案

這是一份人教版高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章相互作用第2講力的合成與分解課時(shí)練含答案，共10頁(yè)。試卷主要包含了選擇題，非選擇題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第2講　力的合成分解一、選擇題(本題共12小題，1～9題為單選，10～12題為多選)1．(2021·湖北黃岡調(diào)研)已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為50 N，分力F1的方向與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30 N。則(　C　)A．F1的大小是唯一的B．F2的方向是唯一的C．F2有兩個(gè)可能的方向D．F2可取任意方向[解析]　本題考查力的合成和分解的相關(guān)判斷。已知一個(gè)分力F1有確定的方向，與合力F成30°角，可知另一個(gè)分力的最小值為Fsin 30°＝25 N，而另一個(gè)分力F2大于25 N且小于50 N，所以F2有兩組解，如圖所示，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2．(2020·遼寧師大附中開學(xué)考試)    假期里，一位同學(xué)在廚房里幫助媽媽做菜，對(duì)菜刀產(chǎn)生了興趣。他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，刀刃前部的頂角小，后部的頂角大，如圖所示，他先后做出過(guò)幾個(gè)猜想，其中合理的是(　D　)A．刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便，外形美觀，跟使用功能無(wú)關(guān)B．在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C．在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越大，分開其他物體的力越大D．在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越小，分開其他物體的力越大[解析]　本題考查力的合成和分解。刀刃所受向下的力可分解為垂直于刀面的兩個(gè)分力，在合力不變的情況下，刀刃前部越薄，頂角越小，則兩分力夾角越大，分力越大，刀刃分開其他物體的力越大，D正確。3．如圖所示，將小物塊P輕輕放到半圓柱體上時(shí)，小物塊只能在圓柱體上A到B之間保持靜止。若小物塊與圓柱體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則圖中∠AOB為(　B　)A．30°　　　　　　　 B．60°C．90°　 D．120°[解析]　本題考查力的合成與分解在臨界問(wèn)題中的應(yīng)用。物塊P在A、B兩點(diǎn)時(shí)，所受的摩擦力等于最大靜摩擦力，設(shè)此時(shí)OA與豎直方向夾角為θ，則由平衡知識(shí)可知mgsin θ＝μmgcos θ，解得θ＝30°，即∠AOB＝60°，故選B。4．(2020·吉林聯(lián)考)蹦床可簡(jiǎn)化為如圖所示的完全相同的網(wǎng)繩構(gòu)成的正方形，點(diǎn)O、a、b、c等為網(wǎng)繩的結(jié)點(diǎn)。當(dāng)網(wǎng)水平張緊時(shí)，若質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從高處豎直落下，并恰好落在O點(diǎn)，當(dāng)該處下凹至最低點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)繩aOe、cOg均成120°向上的張角，此時(shí)O點(diǎn)受到的向下的沖擊力為F，則這時(shí)O點(diǎn)周圍每根網(wǎng)繩的拉力的大小為(　B　)A．　 B．C．　 D．[解析]　設(shè)每根網(wǎng)繩的拉力大小為F′，對(duì)結(jié)點(diǎn)O有：4F′cos 60°－F＝0，解得F′＝，選項(xiàng)B正確。5．(2021·廣東湛江月考)如圖所示是傾角為θ的光滑斜面體，斜面的長(zhǎng)和寬均為l，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在斜面左上方頂點(diǎn)P處由靜止釋放，已知重力加速度為g，若要求質(zhì)點(diǎn)沿PQ連線滑到Q點(diǎn)，需要對(duì)質(zhì)點(diǎn)施加的最小作用力為(　C　)A．mgsin θ　 B．mgcos θC．mgsin θ　 D．mg[解析]　本題考查力的分解。物體在斜面上受力分析如圖所示，由圖可知，當(dāng)F2⊥PQ時(shí)F2有最小值，最小值為F2＝mgsin θsin 45°＝mgsin θ，C正確。6．(2021·福建廈門質(zhì)檢)如圖所示，在水平晾衣桿上晾曬床單時(shí)，為了使床單盡快晾干，可在床單間支撐輕質(zhì)小木棍。小木棍的位置不同，兩側(cè)床單間夾角θ將不同。設(shè)床單重力為G，晾衣桿對(duì)床單的作用力大小為F，下列說(shuō)法正確的是(　C　)A．θ越大，F(xiàn)越大B．θ越大，F(xiàn)越小C．無(wú)論θ取何值，都有F＝GD．只有當(dāng)θ＝120°時(shí)，才有F＝G[解析]　本題借助立體模型考查受力分析。以床單和小木棍整體為研究對(duì)象，整體受到重力G和晾衣桿的支持力F，由平衡條件知F＝G，與θ取何值無(wú)關(guān)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。7．(2020·湖北月考)如圖所示，重力為G的風(fēng)箏用輕細(xì)繩固定于地面上的P點(diǎn)，風(fēng)的作用力垂直于風(fēng)箏表面AB，風(fēng)箏處于靜止?fàn)顟B(tài)。若位于P點(diǎn)處的拉力傳感器測(cè)得繩子拉力大小為T，繩與水平地面的夾角為α，則風(fēng)箏表面與水平面的夾角φ滿足(　A　)A．tan φ＝　 B．tan φ＝C．tan φ＝　 D．tan φ＝[解析]　本題考查正交分解法的應(yīng)用。對(duì)風(fēng)箏受力分析，并建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，將N及T沿坐標(biāo)軸分解，在x軸方向有Tcos α＝Nsin φ，在y軸方向有Ncos φ＝G＋Tsin α，聯(lián)立解得tan φ＝，故A正確。8．(2021·湖南師大附中月考)彈跳能力是職業(yè)籃球運(yùn)動(dòng)員重要的身體素質(zhì)指標(biāo)之一，許多著名的籃球運(yùn)動(dòng)員因?yàn)榫哂畜@人的彈跳能力而被球迷稱為“彈簧人”。彈跳過(guò)程是身體肌肉、骨骼關(guān)節(jié)等部位一系列相關(guān)動(dòng)作的過(guò)程，屈膝是其中的一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作。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、小腿部的肌群對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、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(　D　)A． B．C． D．[解析]　設(shè)大腿骨和小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力大小為F1，已知它們之間的夾角為θ，F(xiàn)即為它們的合力的大小，作出平行四邊形定則如圖所示，F(xiàn)1cos ＝F，即F1＝，則腳掌對(duì)地面豎直向下的壓力FN＝F1sin ＝，由牛頓第三定律可知D正確。9．(2021·焦作月考)如圖所示，一根勻質(zhì)繩質(zhì)量為M，其兩端固定在天花板上的A、B兩點(diǎn)，在繩的中點(diǎn)懸掛一重物，質(zhì)量為m，懸掛重物的繩PQ質(zhì)量不計(jì)。設(shè)α、β分別為繩子端點(diǎn)和中點(diǎn)處繩子的切線方向與豎直方向的夾角，則(　A　)A．＝　 B．＝C．＝　 D．＝[解析]　設(shè)繩子端點(diǎn)處和中點(diǎn)處繩子張力大小分別為F1、F2。對(duì)整體研究，分析受力，如圖甲所示，根據(jù)平衡條件得：F1cos α＝(M＋m)g　????????????? ①對(duì)左半邊繩子研究(如圖乙)得：F1cos α＝F2cos β＋Mg　  ②F1sin α＝F2sin β　  ③由①②得到：F2cos β＝mg　  ④則由得：tan α＝　  ⑤由得：tan β＝　  ⑥由③⑤⑥式聯(lián)立得：＝。由①④式聯(lián)立得：＝，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。10．(2018·天津理綜)明朝謝肇淛的《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè)，議欲正之，非萬(wàn)緡不可。一游僧見之曰：無(wú)煩也，我能正之?！庇紊刻鞂⒛拘◤乃韮A斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則(　BC　)A．若F一定，θ大時(shí)FN大B．若F一定，θ小時(shí)FN大C．若θ一定，F(xiàn)大時(shí)FN大D．若θ一定，F(xiàn)小時(shí)FN大[解析]　根據(jù)力F的作用效果將力F分解為垂直于木楔兩側(cè)的力FN，如圖所示。則＝sin 即FN＝所以當(dāng)F一定時(shí)，θ越小，F(xiàn)N越大；當(dāng)θ一定時(shí)，F(xiàn)越大，F(xiàn)N越大。故選項(xiàng)B、C正確。11．(2020·湖北公安三中質(zhì)檢)粗細(xì)均勻的電線架在A、B兩根電線桿之間，由于熱脹冷縮，電線在夏、冬兩季呈現(xiàn)如圖所示的兩種形狀，電線桿始終處于豎直狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是(　AB　)A．左圖是夏季B．冬季，電線對(duì)電線桿的拉力較大C．夏季與冬季，電線對(duì)電線桿的拉力一樣大D．夏季桿對(duì)地面的壓力較大[解析]　本題結(jié)合生活實(shí)際考查力的合成問(wèn)題。根據(jù)熱脹冷縮原理可知，夏季電線比冬季長(zhǎng)，因此左圖是夏季，故A正確；以整條電線為研究對(duì)象，受力分析如圖所示。由共點(diǎn)力的平衡條件知，兩電線桿對(duì)電線的彈力的合力與其重力平衡，由幾何關(guān)系得2Fcos θ＝G，即F＝，由于夏天氣溫較高，電線的體積會(huì)膨脹，正中部位電線下垂的距離h變大，則電線在桿上固定處的切線方向與豎直方向的夾角θ變小，F(xiàn)變小，可知冬季電線對(duì)電線桿的拉力較大，故B正確，C錯(cuò)誤；電線桿及電線的質(zhì)量一定，整體受力平衡，夏季、冬季桿對(duì)地面的壓力相等，故D錯(cuò)誤。12．如圖所示，在“共點(diǎn)力合成”的實(shí)驗(yàn)中，橡皮條一端固定于P點(diǎn)，另一端連接兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，分別用力F1和F2拉兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)。現(xiàn)讓F1大小不變，方向沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)某一角度，且F1始終處于PO左側(cè)，要使結(jié)點(diǎn)仍位于O點(diǎn)，則關(guān)于F2的大小和圖中的θ角，下列說(shuō)法中正確的有(　ABC　)A．增大F2的同時(shí)增大θ角B．增大F2的同時(shí)減小θ角C．增大F2而保持θ角不變D．減小F2的同時(shí)增大θ角[解析]　本題考查力的合成中的多解問(wèn)題。對(duì)O點(diǎn)受力分析，受到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和橡皮條的拉力，由于O點(diǎn)位置不變，因此橡皮條長(zhǎng)度不變，其拉力大小、方向不變，F(xiàn)1的大小不變，根據(jù)力的平行四邊形定則作出F2的可能情況：如圖甲所示，可以增大F2的同時(shí)增大θ角，故A正確；如圖乙所示，可以增大F2的同時(shí)減小θ角，故B正確；如圖丙所示，可以增大F2而保持θ角不變，故C正確；根據(jù)平行四邊形定則可知，減小F2的同時(shí)增大θ角是不能組成平行四邊形的，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題13．如圖所示，圓弧面AB與斜面BC固定在水平面上，質(zhì)量為m的物塊與大球通過(guò)繞過(guò)定滑輪的輕繩和與斜面平行的輕彈簧連接，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，滑輪左側(cè)的輕繩恰好沿水平方向，OO′與水平面間夾角為α，彈簧伸長(zhǎng)了x。重力加速度大小為g，不計(jì)一切摩擦。求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)大球的質(zhì)量M。[答案]　(1)　(2)msin θtan α[解析]　(1)物塊受力如圖所示，則有彈簧彈力F1＝mgsin θ，根據(jù)胡克定律，F(xiàn)1＝kx聯(lián)立解得k＝。(2)大球受力如圖所示，則有F2＝F1，Mg＝F2tan α聯(lián)立解得M＝msin θtan α。14．斜面傾角為θ的斜劈固定在水平地面上，輕繩一端繞過(guò)物塊B上的輕滑輪與物塊A連接，現(xiàn)用力拉輕繩另一端使兩物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，輕繩始終與斜面平行。已知物塊A的質(zhì)量為m，物塊A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，且μ1>tan θ>μ2，滑輪與軸間的摩擦不計(jì)，重力加速度大小為g。求：(1)拉力F的大小。(2)物塊B的質(zhì)量。[答案]　(1)(μ1cos θ－sin θ)mg　(2)m或m[解析]　(1)對(duì)A受力分析，由平衡條件得F＋mgsin θ＝μ1mgcos θ解得F＝mg(μ1cos θ－sin θ)。(2)對(duì)B受力分析，第一種情況，若B勻速向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得2F＝mBgsin θ＋μ2mBgcos θ解得mB＝m第二種情況，若B勻速向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得2F＝mBgsin θ－μ2mBgcos θ解得mB＝m。