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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(六)力的合成與分解
對點訓(xùn)練:對矢量運算定則的理解
1.一物體受到三個共面共點力F1、F2、F3的作用,三力的矢量關(guān)系如圖1所示(小方格邊長相等),則下列說法正確的是( )
圖1
A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不確定
B.三力的合力有唯一值3F3,方向與F3同向
C.三力的合力有唯一值2F3,方向與F3同向
D.由題給條件無法求出合力大小
2.(多選)已知力F的一個分力F1跟F成30°角,大小未知,另一個分力F2的大小為F,方向未知,則F1的大小可能是( )
A. B..
C. D.F
2、3.(xx·上海高考改編)兩個共點力F1、F2大小不同,它們的合力大小為F,則( )
A.F1、F2同時增大一倍,F(xiàn)將增大兩倍
B.F1、F2同時增加10 N,F(xiàn)也增加10 N
C.F1增加10 N,F(xiàn)2減少10 N,F(xiàn)一定不變
D.若F1、F2中的一個增大,F(xiàn)不一定增大
對點訓(xùn)練:共點力的合成
4.(多選)人們在設(shè)計秋千的時候首先要考慮的是它的安全可靠性?,F(xiàn)一個秋千愛好者設(shè)計一個秋千,用繩子安裝在一根橫梁上,如圖2所示,圖中是設(shè)計者設(shè)計的從內(nèi)到外的四種安裝方案,一個重為G的人現(xiàn)正坐在秋千上靜止不動,則下列說法中正確的是( )
圖2
A.從安全的角度來看,四種設(shè)計的安全
3、性相同
B.從安全的角度來看,設(shè)計1最為安全
C.每種設(shè)計方案中兩繩拉力的合力是相同的
D.若方案4中兩繩夾角為120°,則每繩受的拉力大小為G
5.如圖3所示,光滑斜面傾角為30°,輕繩一端通過兩個滑輪與A相連,另一端固定于天花板上,不計繩與滑輪的摩擦及滑輪的質(zhì)量。已知物塊A的質(zhì)量為m,連接A的輕繩與斜面平行,掛上物塊B后,滑輪兩邊輕繩的夾角為90°,A、B恰保持靜止,則物塊B的質(zhì)量為( )
圖3
A.m B.m
C.m D.2m
6.如圖4所示,一個物體由繞過定滑輪的繩子拉著,分別用圖中所示的三種情況拉住物體靜止不動。在這三種情況下,若繩子的張力分別為FT1、FT
4、2、FT3,定滑輪對軸心的作用力分別為FN1、FN2、FN3,滑輪的摩擦、質(zhì)量均不計,則( )
圖4
A.FT1=FT2=FT3,F(xiàn)N1>FN2>FN3
B.FT1>FT2>FT3,F(xiàn)N1=FN2=FN3
C.FT1=FT2=FT3,F(xiàn)N1=FN2=FN3
D.FT1
5、的夾角為θ,則物體A、B的質(zhì)量之比mA∶mB等于( )
圖6
A.cos θ∶1 B.1∶cos θ
C.tan θ∶1 D.1∶sin θ
9.水平地面上有一木箱,木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ(0<μ<1)?,F(xiàn)對木箱施加一拉力F,使木箱做勻速直線運動。設(shè)F的方向與水平地面的夾角為θ,如圖7所示,在θ從0逐漸增大到90°的過程中,木箱的速度保持不變,則( )
圖7
A.F先減小后增大 B.F一直增大
C.F一直減小 D.F先增大后減小
考點綜合訓(xùn)練
10.(xx·杭州二中高三質(zhì)檢)如圖8所示,起重機(jī)將重為G的重物勻速吊起,此時四條鋼索與豎直方向的夾角均為
6、60°,則每根鋼索中彈力大小為( )
圖8
A. B.
C. D.
11.(xx·合肥模擬)如圖9為一位于墻角的光滑斜面,其傾角為45°,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端系在質(zhì)量為m的小球上,另一端固定在墻上,彈簧水平放置,小球在斜面上靜止時,則彈簧的形變量大小為( )
圖9
A. B.
C. D.
12.(xx·合肥檢測)如圖10所示,一根不可伸長的輕繩穿過輕滑輪,兩端系在高度相等的A、B兩點,滑輪下掛一物體,不計輕繩和輕滑輪之間的摩擦?,F(xiàn)讓B緩慢向右移動,則下列說法正確的是( )
圖10
A.隨著B向右緩慢移動,繩子的張力減小
B.隨著B向右
7、緩慢移動,繩子的張力不變
C.隨著B向右緩慢移動,滑輪受繩AB的合力變小
D.隨著B向右緩慢移動,滑輪受繩AB的合力不變
13.(xx·揚州調(diào)研)兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連,如圖11所示,OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°,M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則( )
圖11
A.繩OA對M的拉力大小大于繩OB對M的拉力
B.繩OA對M的拉力大小等于繩OB對M的拉力
C.m受到水平面的靜摩擦力大小為零
D.m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左
14.(xx·西安摸底)如圖12所示,兩個相同的光滑小球甲和乙放在傾角為45°的斜面上,被一固定在斜面上的豎直擋板擋住
8、,設(shè)每個小球的重力大小為G,甲球?qū)σ仪虻淖饔昧Υ笮镕1,斜面對乙球的作用力大小為F2,則以下結(jié)論正確的是( )
圖12
A.F1<F2 B.G<F1
C.G=F1 D.F1=F2
15.(xx·安徽高考節(jié)選)如圖13所示,質(zhì)量為M、傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長)放在粗糙的水平地面上,底部與地面的動摩擦因數(shù)為μ,斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長度為L時將物塊由靜止開始釋放,且物塊在以后的運動中,斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g。求物塊處于平衡位置時彈簧的長度。
圖13
答
9、案
1.選B 根據(jù)三力的圖示,知F1、F2在豎直方向分力的大小均為3個單位,方向相反,在水平方向的分力分別為6個單位和2個單位,方向與F3方向相同。根據(jù)正交分解法求合力的思想知,3個力的合力為12個單位,與F3的方向相同,大小是F3的3倍,即F合=3F3。選項B正確。
2.選AC 如圖所示,因F2=F>Fsin 30°,故F1的大小有兩種可能情況,由ΔF==F,即F1的大小分別為Fcos 30°-ΔF和Fcos 30°+ΔF,即F1的大小分別為F和F,AC正確。
3.選D F1、F2同時增大一倍,F(xiàn)也增大一倍,選項A錯誤;F1、F2同時增加10 N,F(xiàn)不一定增加10 N,選項B錯誤;F1
10、增加10 N,F(xiàn)2減少10 N,F(xiàn)可能變化,選項C錯誤;若F1、F2中的一個增大,F(xiàn)不一定增大,選項D正確。
4.選BCD 坐在秋千上的人的重力是一定的,當(dāng)兩繩的夾角越小時,根據(jù)力的平行四邊形定則可知繩所受到的拉力就越小,當(dāng)兩繩平行時兩繩所受的拉力最小,此時最為安全,所以選項A錯誤、B正確;根據(jù)力的平衡可知四種方案中每種方案兩繩的合力都為G,故選項C正確;由力的平行四邊形定則可知若方案4中兩繩夾角為120°,則每繩受的拉力大小為G,故選項D正確。
5.選A 因物塊A處于靜止?fàn)顟B(tài),輕繩的拉力F=mgsin 30°=mg,由物塊B處于靜止?fàn)顟B(tài)可知,滑輪左右兩段輕繩拉力的合力與物塊B的重力等大反
11、向,即:2Fcos 45°=mBg解得:mB=m,A正確。
6.選A 物體靜止時繩子的張力等于物體重力的大小,所以FT1=FT2=FT3=mg。
方法一:用圖解法確定FN1、FN2、FN3的大小關(guān)系。與物體連接的這一端,繩子對定滑輪的作用力FT的大小也為mg,作出三種情況下的受力示意圖,如圖所示,可知FN1>FN2>FN3,故選項A正確。
方法二:用理論法確定FN1、FN2、FN3的大小關(guān)系。已知兩個分力的大小,兩分力的夾角θ越小,合力越大,所以FN1>FN2>FN3,故選項A正確。
7.選C A項中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2;B
12、項中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)繩張緊的分力G1和G2,A、B圖均畫得正確。C項中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面使物體壓緊兩接觸面的分力G1和G2,故C圖畫錯。D中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2,故D圖畫得正確。
8.選B 細(xì)繩的拉力F=mA g,物體B平衡,則拉力F在豎直方向的分力等于物體B的重力,即Fcos θ=mBg,即mA∶mB=1∶cos θ。B正確。
9.選A 將拉力F沿水平方向和豎直方向正交分解,由平衡條件可得:Fcos θ=Ff、Fsin θ+FN=mg、Ff=μFN,解得:F==其中tan α=,當(dāng)θ由0逐漸增大到90°的過程中
13、,sin (α+θ)先增大后減小,所以拉力F先減小后增大,A正確。
10.選D 設(shè)鋼索中張力大小為F,由對稱性可知,四條鋼索中彈力大小相同,由平衡條件可得:4Fcos 60°=G,得F=。D正確。
11.選A 分析小球受力如圖所示。F與mg的合力與FN等大反向,由θ=45°可知,F(xiàn)=mg。又F=kx,故彈簧的壓縮量大小為x=,A正確。
12.選D 隨著B向右緩慢移動,AB繩之間夾角逐漸增大,而滑輪所受繩AB的合力始終等于物體的重力,保持不變,故繩子的張力逐漸增大,D正確。
13.選D 設(shè)繩OA對M的拉力為FA,繩OB對M的拉力為FB,由O點合力為零可得:FA·cos 30°=FB·cos 60°即FA=FB,故A、B均錯誤;因FB>FA,物體m有向右滑動的趨勢,m受到水平面的摩擦力的方向水平向左,D正確,C錯誤。
14.選D 將乙球的重力分解,由平衡條件可得甲球?qū)σ仪虻淖饔昧Υ笮1=Gsin 45°,斜面對乙球的作用力大小為F2=Gcos 45°,顯然,F(xiàn)1=F2,G>F1,選項D正確,A、B、C均錯誤。
15.解析:設(shè)物塊在斜面上平衡時,彈簧伸長量為ΔL,有mgsin α-kΔL=0,解得ΔL=
此時彈簧的長度為L+
答案:L+