專題2.4 力的分解（專練）--2025年高考物理考點千題精練（新高考通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

專題2.3 力的分解
1. （2024浙江金華期末）如圖為某人佩戴口罩示意圖，其一側(cè)的口罩帶是由直線、曲線和直線組成，和兩段口罩帶與水平方向的夾角分別為和。每只耳朵受到口罩帶的作用力大小為，假設(shè)口罩帶是遵循胡克定律的彈性輕繩，同側(cè)口罩帶涉及的作用力均在同一平面內(nèi)，不計摩擦，則單側(cè)口罩帶上的彈力大小為（）
A. B. C. D.
【參考答案】A
【名師解析】
由于同一根口罩帶上彈力相等，受力分析如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系有
解得
故選A。
2．（2024安徽合肥一模）隨著抖音、快手等小軟件的出現(xiàn)，人們長時間低頭導(dǎo)致頸椎病的發(fā)病率越來越高?，F(xiàn)將人體頭頸部簡化為如圖所示的模型，如圖甲所示，A點為頭部的重心，AO為提供支持力的頸椎（視為輕桿），可繞O點轉(zhuǎn)動，AB為提供拉力的肌肉（視為輕繩）。當(dāng)人直立時，頸椎所承受的壓力大小等于頭部的重力大小G；如圖乙，當(dāng)人低頭時，AO、AB與豎直方向的夾角分別為20°、40°。下列關(guān)于圖乙的說法中正確的是（）
A．頸部肌肉的拉力大于G
B．頸部肌肉的拉力小于G
C．頸椎受到的壓力大于
D．頸椎受到的壓力小于
【參考答案】C
【名師解析】畫出重心A的受力分析圖，
利用平行四邊形定則畫出各個力矢量，在力矢量三角形中，由正弦定理，
==，解得頸部肌肉的拉力FAB等于G，AB錯誤；由=解得頸椎對頭部的支持力FOA=sin40°=2Gcs20°＞，由牛頓第三定律可知，頸椎受到的壓力大于，C正確D錯誤。
3. . （2024黑龍江哈爾濱重點高中開學(xué)考試）用卡車運(yùn)輸質(zhì)量為 m 的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示．兩斜面 I、Ⅱ固定在車上，傾角分別為 30°和 60°．重力加速度為 g．當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時，圓筒對斜面 I、Ⅱ壓力的大小分別為 F1、F2，則
【參考答案】D
【名師解析】
對圓筒進(jìn)行受力分析知圓筒處于三力平衡狀態(tài)，受力分析如圖，
由幾何關(guān)系可知，
F1? ? mg cs30?， F2 ? ? mg sin 30? ．解得。
由牛頓第三定律知，故 D 正確。學(xué)
4．（2024年遼寧頂級名校質(zhì)檢）如圖甲所示，車轅是馬車車身上伸出的兩根直木，它是駕在馬上拉車的把手。如圖乙為馬拉車時的簡化模型，車轅前端距車軸的高度大約為，馬拉車的力可視為沿車轅方向，馬車的車輪與地面間的摩擦力大小是其對地面壓力的，若想讓馬拉車在水平面上勻速前進(jìn)且盡可能省力，則車轅的長度大約為（）
A．B．C．D．
【參考答案】D
【名師解析】根據(jù)題意，車勻速運(yùn)動，則受力平衡，設(shè)馬拉車的力為F，車轅與水平方向夾角為，可得，根據(jù)牛頓第三定律，可知車對地面的壓力大小等于車所受支持力，即
又，聯(lián)立，解得，當(dāng)時，有，可得，車轅的長度為，故選D。
5. （2024天津薊州區(qū)期末）生活中經(jīng)常用刀來劈開物體。圖中是刀刃的橫截面，F(xiàn)是作用在刀背上的力，若刀刃的橫截面是等腰三角形，刀刃兩側(cè)面的夾角為θ。則下列說法正確的是（）

A. F一定，θ越大，對外界產(chǎn)生的推力就越大
B. F一定，θ越小，對外界產(chǎn)生的推力就越大
C. θ一定，F(xiàn)越大，對外界產(chǎn)生的推力就越大
D. θ一定，F(xiàn)越小，對外界產(chǎn)生的推力就越大
【參考答案】BC
【名師解析】對F進(jìn)行分解如圖所示

故F一定，θ越大，對外界產(chǎn)生的推力就越??；θ越小，對外界產(chǎn)生的推力就越大。
θ一定，F(xiàn)越大，對外界產(chǎn)生的推力就越大；F越小，對外界產(chǎn)生的推力就越小。故選BC。
6. （2024浙江金華期末）運(yùn)動員在水平地面上做“一字馬”動作的過程中，初始時靜止在圖甲所示高度，下壓腿后靜止在圖乙所示高度，對于甲、乙兩圖，下列說法正確的是（）
A. 甲圖中人受到地面的作用力更大
B. 乙圖中單腳對地面的作用力更小
C. 甲圖中單腳對地面的壓力較大
D. 乙圖中單腳對地面的摩擦力較大
【參考答案】D
【名師解析】
對人整體進(jìn)行分析，人受到重力與地面對人的作用力，根據(jù)平衡條件可知，地面對人的作用力大小等于重力，方向豎直向上，即甲、乙兩圖中人受到地面的作用力相等，故A錯誤；
根據(jù)對稱性，地面對人左右兩腳的支持力大小相等，在豎直方向上，根據(jù)平衡條件有
解得
根據(jù)牛頓第三定律可知，單腳對地面的壓力
即甲、乙圖中單腳對地面的壓力相等，故C錯誤；
令人腿與豎直方向夾角為，為了便于分析求解，與人的質(zhì)量相比，忽略腳的質(zhì)量，對人腳進(jìn)行分析，腿對腳有沿腿向下的彈力，該彈力使腳面有向外側(cè)運(yùn)動的趨勢，地面對腳有向內(nèi)側(cè)的靜摩擦力，如圖所示
根據(jù)平衡條件有
結(jié)合上述解得
乙圖中腿與豎直方向的夾角大一些，則乙圖中地面對單腳的摩擦力較大，根據(jù)牛頓第三定律可知，乙圖中單腳對地面的摩擦力較大，故D正確；
根據(jù)上述可知，地面對單腳有支持力與摩擦力，地面對腳的作用等于支持力與摩擦力的合力，根據(jù)平衡條件可知，該力等于
乙圖中腿與豎直方向的夾角大一些，可知，乙圖中地面對單腳的作用力更大，根據(jù)牛頓第三定律可知，乙圖中單腳對地面的作用力更大，故B錯誤。
7．（2024年3月湖北名校聯(lián)盟聯(lián)合測評）中國古代建筑源遠(yuǎn)流長，門閂就凝結(jié)了勞動人民的智慧和汗水。如圖是一種豎直門閂的原理圖：當(dāng)在水平槽內(nèi)向右推動下方木塊A時，使木塊B沿豎直槽向上運(yùn)動，方可啟動門閂。A、B間的接觸面與水平方向成45角，A、B間的動摩擦因數(shù)為0.3，木塊B質(zhì)量為m，重力加速度大小為g。假設(shè)水平槽、豎直槽表面均光滑，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。為了使門閂啟動，施加在木塊A上的水平力F至少為（）
A．B．C．D．
【參考答案】D
【名師解析】對A、B受力分析如圖，門閂剛好啟動時，對A在水平方向上有，對B在豎直方向上有，解得，選項D正確。
8. （2024貴州高考適應(yīng)性考試）如圖，一小型卡車行駛在平直公路上，車上裝有三個完全相同、質(zhì)量均為m的光滑圓柱形勻質(zhì)物體，A、B水平固定，C自由擺放在A、B之上。當(dāng)卡車以某一恒定的加速度剎車時，C對A的壓力恰好為零，已知重力加速度大小為g，則C對B的壓力大小為（）
A. B. C. D.
【參考答案】B
【名師解析】卡車以某一恒定的加速度剎車時，其加速度水平向左，則C所受的合力水平向左，而C對A的壓力恰好為零，則C只受重力和B對C的支持力，由豎直方向平衡有
解得B球?qū)球的支持力為
由牛頓第三定律可知C對B的壓力大小為；B正確。
9. （2024山東青島市平度一中期末）青島是中國帆船運(yùn)動的發(fā)源地，被譽(yù)為中國的“帆船之都”。如圖，一艘帆船正在靜止水面上逆風(fēng)航行，風(fēng)力在垂直帆面方向的分力推動帆船行駛，已知風(fēng)力方向和航行方向間夾角為135°，和帆面間夾角為8°。若風(fēng)力大小為F，則帆船沿航行方向前進(jìn)的動力大小為（）
A. B. C. D.
【參考答案】A
【名師解析】
由圖可知，風(fēng)力F在垂直于帆面方向的分力為Fsin8°；該力的方向與風(fēng)力的夾角為90°-8°=82°，則該力與船行駛方向v的夾角為135°-82°=53°，則該力沿船行駛方向的分力為
故選A。
10. （2024年2月廣東大聯(lián)考）“奇跡石”是挪威最負(fù)盛名的旅游景點，有一塊大的石頭卡在兩個絕壁間，如圖甲所示。將該景觀簡化成如圖乙所示的模型，右壁豎直，左壁稍微傾斜。設(shè)左壁與豎直方向的夾角為θ，石頭的質(zhì)量為m，忽略一切摩擦。下列說法中正確的是（）
A. 石頭對右壁的壓力與右壁對石頭的壓力相互平衡
B. 石頭對左壁的壓力大小小于石頭的重力大小
C. 石頭對左壁的壓力大小為
D. 若隨著風(fēng)化程度的增加，導(dǎo)致夾角θ減小，則石頭對左壁的壓力增大
【參考答案】CD
【名師解析】
石頭對右壁的壓力與右壁對石頭的壓力，是一對相互作用力，故A錯誤；
根據(jù)題意，對石頭受力分析，由平衡條件可得，左壁對石頭的支持力大小為
根據(jù)牛頓第三定律可知石頭對左壁的壓力大小為
故B錯誤，C正確；
隨著風(fēng)化程度的增加，導(dǎo)致夾角減小，減小，則石頭對左壁的壓力增大，故D正確。
。
11. （2024江西上進(jìn)聯(lián)盟質(zhì)檢）如圖甲，當(dāng)汽車陷入泥潭時，往往需要拖車將受困車輛拖拽駛離。如圖乙，救援人員發(fā)現(xiàn)在受困車輛的前方有一堅固的樹樁可以利用，根據(jù)你所學(xué)過的力學(xué)知識判斷，救援車輛最省力的救援方案為（）
A. B.
C. D.
【參考答案】D
【名師解析】
A圖中，纜繩與樹樁構(gòu)成定滑輪系統(tǒng)，僅改變力的方向，未改變力的大；
B圖中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為受困車輛所受拖拽力的2倍；
C圖中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為受困車輛所受拖拽力的
D圖中，根據(jù)受力分析可知，救援車輛的拉力為纜繩兩側(cè)拖拽拉力的合力，因初始時刻兩分力夾角接近180°，合力遠(yuǎn)小于兩分力(小于所受拖拽力的)，可知，D圖最省力。故選D。
12.. （2024江蘇揚(yáng)州寶應(yīng)縣期末）超市貨架陳列著四個完全相同的籃球，不計摩擦，板均豎直，則對圓弧面壓力最大的球是（）
A. a球B. b球
C. c球D. d球
【參考答案】A
【名師解析】
對b球受力分析，如圖所示
設(shè)圓弧面切線與水平方向的夾角為α，根據(jù)平衡條件，有
故α越大，N越大，故支持力最大的是a球，根據(jù)牛頓第三定律，壓力最大的也是a球；故選A。
13. (2024山西晉城期末)學(xué)生課桌的桌腳套上一種耐磨的化學(xué)材料，既可以增大課桌與地板的摩擦，又可以減小拉動課桌時發(fā)出的尖銳噪聲。套上該材料后，某同學(xué)的課桌連同課桌上物品的總質(zhì)量為25kg，放在水平地板上，他用150N的水平拉力剛好能將課桌拉動。假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
（1）求該種材料與地板間的動摩擦因數(shù)；
（2）若該同學(xué)改用與水平方向成37°角斜向上的力拉桌子，至少用多大的力才能將桌子拉動（sin37°=0.6，cs37°=0.8，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。
【參考答案】（1）0.6；（2）129.3N
【名師解析】
（1）他用150N的水平拉力剛好能將課桌拉動，此時摩擦力為最大靜摩擦力
F=fm
則該種材料與地板間的動摩擦因數(shù)
（2）由平衡可知
解得
F=129.3N
14. （2024江蘇南京大廠高中質(zhì)檢）輕繩上端固定，下端系一可視為質(zhì)點的物塊，現(xiàn)對物塊施加一個能保持其在圖甲所示位置靜止且最小的力作用，此時輕繩與豎直方向的夾角。再將此物塊取下后輕放在圖乙所示的斜面上，恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)。然后再對其施加一個平行于斜面的拉力，使物塊能沿圖乙中虛線從C向A勻速運(yùn)動，已知斜面ABCD為矩形，，斜面的傾角，重力加速度，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：
（1）物塊質(zhì)量m；
（2）物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)及物塊在斜面上運(yùn)動時受到的摩擦力f的大??；
（3）拉力的大小。
【參考答案】（1）；（2），；（3）
【名師解析】
（1）圖甲中，當(dāng)施加力與繩子方向垂直時，力具有最小值，則有
解得物塊的質(zhì)量為
（2）將此物塊取下后輕放在圖乙所示的斜面上，恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有
可得物塊與斜面間動摩擦因數(shù)為
對其施加一個平行于斜面的拉力，使物塊能沿圖乙中虛線從C向A勻速運(yùn)動，則物塊受到滑動摩擦力作用，大小為
（3）由于物塊重力沿斜面方向的分力為
則有
根據(jù)受力平衡可知，拉力的方向與和夾角的角平分線在同一直線上，則拉力的大小為

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