2020版高考物理 考點(diǎn)規(guī)范練習(xí)本05 力的合成與分解1.在水平地面上固定一個(gè)上表面光滑的斜面體,斜面上面放有質(zhì)量為m的木塊,用一根平行于斜面的細(xì)線連接一個(gè)輕環(huán),并將輕環(huán)套在一根兩端固定、粗糙的水平直桿上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。則桿對(duì)環(huán)的摩擦力大小為(　　) A.mgsin θ         B.mgcos θ          C.mgtan θ          D.mgsin θcos θ  2.一鐵球懸掛在OB繩的下端,輕繩OA、OB、OC的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OA懸掛在天花板上的A點(diǎn),輕繩OC栓接在輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)上。第一次,保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,某人拉著輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置,如圖甲所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記為F1。第二次,保持輕繩OC垂直于OA,緩慢釋放輕繩,使輕繩OA轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置,如圖乙所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記為F2。則(　　) A.F1恒定不變,F2逐漸增大B.F1、F2均逐漸增大C.F1先減小后增大,F2逐漸減小D.F1逐漸增大,F2先減小后增大  3.一串小燈籠(五只)彼此用輕繩連接，并懸掛在空中．在穩(wěn)定水平風(fēng)力作用下發(fā)生傾斜，輕繩與豎直方向的夾角為30°，如圖所示．設(shè)每只燈籠的質(zhì)量均為m，重力加速度大小為g，則自上往下第一只燈籠對(duì)第二只燈籠的拉力大小為(　　) A．2mg        B.        C.         D．8mg 4.如圖所示,兩個(gè)輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1=1 N/cm、k2=2 N/cm,它們一端固定在質(zhì)量為m=1 kg的物體A上,另一端分別固定于水平地面上的Q點(diǎn)和一固定輕質(zhì)薄板的P點(diǎn)(兩彈簧均呈豎直狀態(tài))。當(dāng)物體A平衡時(shí),下方彈簧恰好處于原長(zhǎng),若只把A換成質(zhì)量為3m的物體B(彈簧均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體B平衡時(shí),下方彈簧的彈力大小為(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A.10 N         B.20/3 N         C.30 N         D.40 N  5.如圖所示,內(nèi)壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上,碗口保持水平。A球、C球與B球分別用兩根輕質(zhì)細(xì)線連接,當(dāng)系統(tǒng)保持靜止時(shí),B球?qū)ν氡趧偤脽o壓力,圖中θ=30°,則A球和C球的質(zhì)量之比為(　　) A.1∶2          B.2∶1          C.1∶           D. ∶1  6.如圖所示，滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計(jì)，滑輪軸O安在一根輕木桿上，一根輕繩AB繞過滑輪，A端固定在墻上，且A端到滑輪之間輕繩保持水平，B端下面掛一個(gè)重物，木桿與豎直方向的夾角為θ=45°，系統(tǒng)保持平衡．若保持滑輪的位置不變，改變?chǔ)鹊拇笮?/span>，則滑輪受到木桿的彈力大小的變化情況是(　　) A．只有θ變小，彈力才變大B．只有θ變大，彈力才變大C．無論θ變大還是變小，彈力都變大D．無論θ變大還是變小，彈力都不變        7.如圖所示,桿BC的B端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端C為一滑輪,重物G上系一繩經(jīng)過滑輪固定于墻上A點(diǎn)處,桿恰好平衡。若將繩的A端沿墻緩慢向下移(BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計(jì)),則(　　) A.繩的拉力增大,BC桿受繩的壓力增大B.繩的拉力不變,BC桿受繩的壓力增大C.繩的拉力不變,BC桿受繩的壓力減小D.繩的拉力不變,BC桿受繩的壓力不變  8.如圖所示，固定在水平地面上的物體A，左側(cè)是圓弧面，右側(cè)是傾角為θ的斜面，一根輕繩跨過物體A頂點(diǎn)上的小滑輪，繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球B、C，假設(shè)繩與物體A的表面平行，當(dāng)兩球靜止時(shí)，小球B與圓弧圓心之間的連線和水平方向的夾角也為θ，不計(jì)一切摩擦，則m1、m2之間的關(guān)系是(　　) A．m1=m2           B．m1=m2tan θ        C．m1=         D．m1=m2cos θ 9. (多選)如圖所示，用大小恒定的力F將物體壓在粗糙豎直墻壁上，當(dāng)F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)至虛線位置的過程中，物體始終靜止，則下列對(duì)在這個(gè)過程中，墻壁對(duì)物體的摩擦力Ff與彈力FN的變化情況的分析正確的是(　　) A．FN先減小后增大B．FN先增大后減小C．Ff的方向一直豎直向上D．Ff可能先減小后增大          10. (多選)如圖所示,一質(zhì)量為m的鐵環(huán)套在粗糙的水平橫桿上,通過細(xì)線連接一質(zhì)量也為m的小球,小球還用一水平細(xì)線拉著。保持環(huán)和小球的位置不變,橫桿的位置逐漸按圖示方向轉(zhuǎn)到豎直位置,在這個(gè)過程中環(huán)與桿相對(duì)靜止,則(　　) A.連接環(huán)和小球的細(xì)線拉力增大B.桿對(duì)環(huán)的作用力保持不變C.桿對(duì)環(huán)的彈力一直減小,最小值為mgD.桿對(duì)環(huán)的摩擦力先減小后增大,最大值為2mg 11. (多選)如圖所示,輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說法正確的是(　　) A.繩的右端上移到b',繩子拉力不變B.將桿N向右移一些,繩子拉力變大C.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣架懸掛點(diǎn)右移 12. (多選)下列說法正確的是(　　)A．平行四邊形定則適用于任何力的合成B．矢量的加法滿足平行四邊形定則或三角形定則C．力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力D．三角形定則只適用于共點(diǎn)力的合成            13.重力為G1=8 N的砝碼懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上,PA偏離豎直方向37°角,PB在水平方向,且連在重力為G2=100 N的木塊上,木塊靜止于傾角為θ=37°的斜面上,如圖所示。試求:木塊與斜面間的摩擦力大小和木塊所受斜面的彈力大小。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)             
答案解析1.答案為：D；解析：設(shè)細(xì)線的彈力為F,對(duì)斜面上的物塊,由共點(diǎn)力平衡條件得F-mgsinθ=0。對(duì)輕環(huán),由共點(diǎn)力平衡條件,有Fcosθ-Ff=0,解得桿對(duì)環(huán)的摩擦力大小為Ff=mgsinθcosθ,選項(xiàng)D正確。  2.答案為：C；解析：題圖甲中,OA與OC的合力與重力等大反向,且保持不變,OA的方向不變,通過畫平行四邊形可知,當(dāng)OC順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置時(shí),F1先減小后增大。題圖乙中,設(shè)OA繩與豎直方向的夾角為θ,因?yàn)镺A與OC垂直,且合力與重力等大反向,故F2=mgsinθ,根據(jù)題意,隨著θ的減小,F2逐漸減小,故選項(xiàng)C正確。  3.答案為：C；解析：以第一只燈籠下方的四只燈籠整體為研究對(duì)象，受力分析，根據(jù)力的合成與分解得，自上往下第一只燈籠對(duì)第二只燈籠的拉力大小FT==，選項(xiàng)C正確．  4.答案為：B；解析：k1=1N/cm=100N/m,k2=2N/cm=200N/m,當(dāng)物體的質(zhì)量為m時(shí),下方彈簧為原長(zhǎng),上方的彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為x2= ,當(dāng)物體的質(zhì)量變?yōu)?/span>3m時(shí),設(shè)物體下降的高度為x,則上方彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為x+x2,下方彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為x,兩彈簧彈力之和等于3mg,由胡克定律和平衡條件得k1x+k2(x2+x)=3mg,聯(lián)立解得x= ,則下方彈簧的彈力大小為F'=k1x= k1,代入數(shù)據(jù)得F'= N,故B正確。 5.答案為：C；解析：B球?qū)ν氡趧偤脽o壓力,根據(jù)幾何知識(shí)分析可知,B球所在位置兩線的夾角為90°,以B球?yàn)檠芯繉?duì)象,進(jìn)行受力分析,水平方向所受合力為零,由此可知FAcosθ=FCsinθ, =tanθ= ,C正確。  6.答案為：D；解析：無論θ變大還是變小，水平段輕繩和豎直段輕繩中的拉力不變，這兩個(gè)力的合力與木桿對(duì)滑輪的彈力平衡，故滑輪受到木桿的彈力不變．  7.答案為：B；解析：選取繩子與滑輪的接觸點(diǎn)為研究對(duì)象,對(duì)其受力分析,如圖所示。繩中的拉力大小相等,即FT1=FT2=G,C點(diǎn)處于三力平衡狀態(tài),將示意圖中的三個(gè)力平移可以組成閉合三角形,如圖中虛線所示。設(shè)AC段繩子與豎直墻壁間的夾角為θ,則根據(jù)幾何知識(shí)可得F=2Gsin ,當(dāng)繩的A端沿墻緩慢向下移時(shí),繩中的拉力不變,θ增大,F也增大,根據(jù)牛頓第三定律知,BC桿受繩的壓力增大,B正確。   8.答案為：B；解析：設(shè)繩對(duì)兩球的拉力大小為FT，對(duì)C根據(jù)力的合成與分解得FT=m2gsin θ；對(duì)B根據(jù)力的合成與分解得FT=m1gcos θ；聯(lián)立解得m1=m2tan θ，選項(xiàng)B正確． 9.答案為：BD；解析：物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，對(duì)物體受力分析，F斜向下時(shí)，設(shè)F與水平方向的夾角為θ，在豎直方向上，根據(jù)平衡條件得Ff=mg＋Fsin θ，方向向上，在水平方向上，FN=Fcos θ，當(dāng)F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)至水平位置的過程中，θ減小，則sin θ減小，cos θ增大，所以Ff減小，FN增大．F斜向上時(shí)，設(shè)F與水平方向的夾角為α，若Fsin α<mg，則豎直方向，根據(jù)平衡條件得Ff=mg－Fsin α，Ff方向向上，水平方向FN=Fcos α，當(dāng)F從水平位置轉(zhuǎn)至虛線位置的過程中，α增大，則sin α增大，cos α減小，所以Ff減小，FN減??；若Fsin α>mg，則Ff方向向下，Fsin α=mg＋Ff，α增大，則sin α增大，Ff增大．綜上可知，Ff的方向可能一直向上，大小逐漸減小；也可能先向上后向下，大小先減小后增大．FN先增大后減小，選項(xiàng)B、D正確．    10.答案為：BD解析：對(duì)球受力分析,受重力和兩個(gè)拉力,如圖所示。 根據(jù)平衡條件,有F1= mg,F2=mg,桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,球受到的三個(gè)力方向均不變,重力的大小不變,故拉力大小也均不變,即連接環(huán)和小球的細(xì)線拉力不變,A錯(cuò)誤。分析小鐵環(huán),受重力、拉力、支持力和靜摩擦力,其中重力和拉力均不變,設(shè)其合力為F,隨著桿的轉(zhuǎn)動(dòng),F與桿的夾角先變大后變小,設(shè)為θ,根據(jù)平衡條件,靜摩擦力等于F的平行桿的分力,為Fcosθ,故靜摩擦力先減小后增大;支持力等于F垂直桿的分力,故先增大后減小;桿豎直時(shí),靜摩擦力最大,為Ff=mg+F1cos45°=2mg,故A、C錯(cuò)誤,B、D正確。  11.答案為：AB；解析：如圖所示,由幾何關(guān)系可知∠1=∠5=∠2=∠4,若繩子的端點(diǎn)b向上移至b',繩的夾角大小不變,故晾衣繩拉力不變,故A正確。桿N右移,繩長(zhǎng)不變,兩段繩的夾角變大,但合力大小、方向均不變,故繩的拉力變大,故B正確。只要桿M、N間距不變,如圖所示,無論移動(dòng)哪個(gè)端點(diǎn),繩的拉力始終保持不變,故C錯(cuò)誤。若要換掛質(zhì)量更大的衣服,只是衣服的重力增大,繩與豎直方向的夾角θ不變,則衣架懸掛點(diǎn)不變,故D錯(cuò)誤。   12.答案為：BC；解析：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，所以力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力，與兩個(gè)分力共點(diǎn)的那條對(duì)角線所表示的力才是它們的合力，故A錯(cuò)誤，C正確；矢量運(yùn)算時(shí)遵從平行四邊形定則或三角形定則，故B正確；三角形定則適用于共點(diǎn)力的合成與分解，故D錯(cuò)誤．        13.解：對(duì)P點(diǎn)進(jìn)行受力分析,并建立如圖甲所示的坐標(biāo)系。 由水平方向和豎直方向平衡可列方程F=F1sin37°,G1=F1cos37°,聯(lián)立解得F=G1tan37°=8N× =6N。對(duì)木塊進(jìn)行受力分析,建立如圖乙所示的坐標(biāo)系,其中F'=F。沿斜面方向上,F'cosθ+G2sinθ=Ff,解得Ff=6×0.8N+100×0.6N=64.8N,垂直斜面方向上,F'sinθ+FN=G2cosθ,解得FN=100×0.8N-6×0.6N=76.4N。   

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