2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)5 力的合成與分解（含解析）新人教版

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1、課后限時(shí)集訓(xùn)(五) 力的合成與分解 (建議用時(shí)：40分鐘) [基礎(chǔ)對點(diǎn)練] 題組一：力的合成 1．三個(gè)共點(diǎn)力大小分別是F1、F2、F3，關(guān)于它們合力F的大小，下列說法正確的是(　　) A．F大小的取值范圍一定是0≤F≤F1＋F2＋F3 B．F至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)大 C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零 D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零 C　[三個(gè)大小分別是F1、F2、F3的共點(diǎn)力合成后的最大值一定等于F1＋F2＋F3，但最小值不一定等于零，只有當(dāng)某一個(gè)力的大小在另外兩個(gè)力的

2、大小的和與差之間時(shí)，這三個(gè)力的合力才可能為零，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確。] 2．某物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力作用，在如圖所示的四種情況中(坐標(biāo)紙中每格的邊長表示1 N大小的力)，該物體所受的合外力大小正確的是(　　) 甲　　　乙　　　　丙　　　　丁 A．圖甲中物體所受的合外力大小等于4 N B．圖乙中物體所受的合外力大小等于2 N C．圖丙中物體所受的合外力等于0 D．圖丁中物體所受的合外力等于0 D　[圖甲中，先將F1與F3合成，然后再由勾股定理求得合力大小等于5 N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖乙中，先將F1與F3正交分解，再合成，求得合力大小等于5 N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙中，

3、可將F3正交分解，求得合力大小等于6 N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)三角形定則，圖丁中合力等于0，選項(xiàng)D正確。] 3．(多選)物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)三個(gè)共點(diǎn)力的作用，下列幾組力的合力可能為零的是(　　) A．5 N、7 N、8 N　 B．5 N、2 N、3 N C．1 N、5 N、10 N D．10 N、10 N、10 N ABD　[三力合成，若其中兩力的合力與第三力大小相等、方向相反，就可以使這三個(gè)力合力為零，只要使其第三力在其他兩個(gè)力的合力范圍內(nèi)，就可能使合力為零，即第三力F3滿足|F1－F2|≤F3≤F1＋F2。 分析各選項(xiàng)中前兩力合力范圍：A選項(xiàng)，2 N≤F合≤12 N，第三力在其

4、范圍內(nèi)；B選項(xiàng)，3 N≤F合≤7 N，第三力在其合力范圍內(nèi)；C選項(xiàng)，4 N≤F合≤6 N，第三力不在其合力范圍內(nèi)；D選項(xiàng)，0≤F合≤20 N，第三力在其合力范圍內(nèi)。故A、B、D項(xiàng)中的三力的合力可能為零。] 4.(多選)如圖所示，已知F1＝F2＝F3＝F4＝F，且這四個(gè)力恰好組成一個(gè)正方形，F(xiàn)5是其對角線．關(guān)于這5個(gè)力，下列說法正確的是(　　) A．F1和F5的合力與F3大小相等，方向相反 B．能合成大小為2F、方向相互垂直的兩個(gè)力 C．除F5以外的4個(gè)力的合力大小為F D．這5個(gè)力的合力恰好為F，方向與F1和F3的合力方向相同 AD　[根據(jù)力的平行四邊形定則結(jié)合幾何關(guān)系得F1和

5、F5的合力與F3大小相等，方向相反，A正確；F1和F4大小相等，方向相同，F(xiàn)2和F3大小相等，方向相同，所以除F5以外的4個(gè)力能合成大小為2F、相互垂直的兩個(gè)力，B錯(cuò)誤；F1和F4大小相等，方向相同，F(xiàn)2和F3大小相等，方向相同，所以除F5以外的4個(gè)力的合力大小為2F，方向與F5方向相反，C錯(cuò)誤；因F5大小為F，所以這5個(gè)力的合力恰好為F，方向與F1和F3的合力方向相同，D正確。] 5．(2019·長沙模擬)如圖所示，完全相同的質(zhì)量為m的A、B兩球，用兩根等長的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動(dòng)時(shí)，彈簧處于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角為θ。則彈簧的長度被壓縮了(　

6、　) A. B. C. D. A　[對球A受力分析，如圖所示。 由幾何關(guān)系得F＝mgtan 又F＝kΔx 可得Δx＝，A正確。] 6.如圖所示，三根粗細(xì)均勻且完全相同的圓木A、B、C堆放在水平地面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，每根圓木的質(zhì)量為m，截面的半徑為R，三個(gè)截面圓心連線構(gòu)成的等腰三角形的頂角∠O1＝120°，若在地面上的兩根圓木剛好要滑動(dòng)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不考慮圓木之間的摩擦，重力加速度為g，則(　　) A．圓木間的彈力為mg B．下面兩根圓木對地面的壓力均為mg C．地面上的每根圓木受到地面的作用力為mg D．地面與圓木間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 B

7、　[對A進(jìn)行受力分析，如圖所示，A處于平衡狀態(tài)，合力為零，則有N2cos ＝mg，解得N1＝N2＝＝mg，故A錯(cuò)誤；對整體受力分析，受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力，由對稱性可知，豎直方向有NB＝NC＝mg，故B正確；對B進(jìn)行研究，地面對B的作用力等于地面對B的支持力與地面對B的摩擦力的合力，大于mg，故C錯(cuò)誤；對C，根據(jù)平衡條件得Ff＝N2sin 60°＝mg×＝mg，所以地面對C的摩擦力大小為mg，根據(jù)摩擦力公式Ff＝μN(yùn)C，可得μ＝＝＝，故D錯(cuò)誤。] 題組二：力的分解 7．(2019·池州模擬)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，下列選項(xiàng)中錯(cuò)誤的是(　

8、　) A　　　　B　　　　C　　　　D C　[A項(xiàng)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，A正確；B項(xiàng)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，B正確；C項(xiàng)中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面的分力G1和G2，故C錯(cuò)誤；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正確。] 8．(多選)已知力F的一個(gè)分力F1跟F成30°角，大小未知，另一個(gè)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 AC[如圖所示，因F2＝F＞Fsin 30°，故F1的大小有

9、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，A、C正確。] 9.如圖所示，楔形凹槽的截面是一個(gè)直角三角形ABC，∠CAB＝30°，∠ABC＝90°，∠ACB＝60°，在凹槽中放有一個(gè)光滑的金屬球，當(dāng)金屬球靜止時(shí)，其對凹槽AB邊的壓力為F1，對BC邊的壓力為F2，則的值為(　　) A.　　　B. C.　　　D. C　[金屬球受到的重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，壓AB面和壓BC面，如圖所示，將金屬球所受的重力分解為對AB面的壓力F1′和對BC面的壓力F2′，又由題意知，F(xiàn)1＝F1′，F(xiàn)2＝F2′，故＝tan 30°＝，

10、故C項(xiàng)正確。] 10.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)。已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ BD　[木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff。沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解，如圖所示(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y軸上，向上的力等于向下的合力。 即Fcos θ＝Ff，F(xiàn)N＝mg＋Fsin θ，又Ff＝

11、μFN，解得，F(xiàn)f＝μ(mg＋Fsin θ)，故選項(xiàng)B、D正確。] 11.如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊(duì)員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ＝30°，且繩繃緊，則練功隊(duì)員對沙袋施加的作用力大小為(　　) A. B.mg C.mg D.mg A　[建立如圖所示直角坐標(biāo)系，對沙袋進(jìn)行受力分析。 由平衡條件有： Fcos 30°－FTsin 30°＝0， FTcos 30°＋Fsin 30°－mg＝0， 聯(lián)立可解得：F＝，故選A。] 題組三：“活結(jié)”“死結(jié)”“動(dòng)桿”“定桿”模型 12.如圖所示，作用在滑塊B上的推力F

12、＝100 N，若α＝30°，裝置重力和摩擦力均不計(jì)，則工件上受到的壓力為(　　) A．100 N B．100 N C．50 N D．200 N B　[對B進(jìn)行受力分析，如圖甲所示， 甲　　　　　　乙 得F2＝＝2F；對上部分進(jìn)行受力分析，如圖乙所示，其中F′2＝F2，得FN＝F′2·cos 30°＝100 N，根據(jù)牛頓第三定律，工件受到的壓力F′N＝FN＝100 N，故B正確。] 13.粗鐵絲彎成如圖所示半圓環(huán)的形狀，圓心為O，半圓環(huán)最高點(diǎn)B處固定一個(gè)小滑輪，小圓環(huán)A用細(xì)繩吊著一個(gè)質(zhì)量為m2的物塊并套在半圓環(huán)上。一根一端拴著質(zhì)量為m1的物塊的細(xì)繩，跨過小滑輪后，另一端

13、系在小圓環(huán)A上。設(shè)小圓環(huán)、滑輪、繩子的質(zhì)量以及相互之間的摩擦均不計(jì)，繩子不可伸長。若整個(gè)系統(tǒng)平衡時(shí)∠AOB為α，則兩物塊的質(zhì)量的比值為(　　) A．cos B．2sin C．sin D．2cos B　[對小環(huán)進(jìn)行受力分析，如圖所示，小環(huán)受上面繩子的拉力m1g，下面繩子的拉力m2g，以及圓環(huán)對它沿著OA向外的支持力，將兩個(gè)繩子的拉力進(jìn)行正交分解，它們在切線方向的分力應(yīng)該相等： m1gsin ＝m2gcos (α－90°) 即：m1cos ＝m2sin α m1cos ＝2m2sin cos 得：＝2sin 故選B。] [考點(diǎn)綜合練] 14．如圖所示，在豎直墻壁

14、間有半圓球A和圓球B，其中圓球B的表面光滑，半圓球A與左側(cè)墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。兩球心之間連線與水平方向成30°的夾角，兩球恰好不下滑，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則半球圓A和圓球B的質(zhì)量之比為(　　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. C　[設(shè)A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M，以B為研究對象，受力分析如圖所示，由平衡條件得FN＝Mgcot 30°，以A、B為研究對象，由平衡條件得(M＋m)g＝μFN，由以上兩式解得＝，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確。] 15.(多選)如圖所示，重物A被繞過小滑輪P的細(xì)線所懸掛，重物B放在粗糙的水平桌面上；小滑輪P被一根斜拉短線系于天花板上的O點(diǎn)；

15、O′是三根線的結(jié)點(diǎn)，bO′水平拉著B物體，cO′沿豎直方向拉著彈簧；彈簧、細(xì)線、小滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個(gè)裝置處于平衡靜止?fàn)顟B(tài)，g＝10 m/s2。若懸掛小滑輪的斜線OP的張力是20 N，則下列說法中正確的是(　　) A．彈簧的彈力為10 N B．重物A的質(zhì)量為2 kg C．桌面對B物體的摩擦力為10 N D．OP與豎直方向的夾角為60° ABC　[O′點(diǎn)是三根線的結(jié)點(diǎn)，屬于“死結(jié)”，而小滑輪重力不計(jì)且與細(xì)線間的摩擦力可忽略，故P處為“活結(jié)”。由mAg＝FO′a，F(xiàn)OP＝2FO′acos 30°可解得：FO′a＝20 N，mA＝2 kg，選項(xiàng)B正確；OP的方

16、向沿繩子張角的角平分線方向，故OP與豎直方向間的夾角為30°，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；對O′受力分析，由平衡條件可得：F彈＝FO′asin 30°，F(xiàn)O′b＝FO′acos 30°，對物體B有：fB＝FO′b，聯(lián)立解得：F彈＝10 N，fB＝10 N，選項(xiàng)A、C均正確。] 16.(2019·六安模擬)如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上，支架的夾角為120°，用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接，繩與桿構(gòu)成一個(gè)菱形，則m1∶m2為(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶ D.∶2 A　[將小球m2的重力按效果根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行分解如圖，由幾何關(guān)系得：T＝m2g，對m1

17、受力分析，由平衡條件，在沿桿的方向有：m1gsin 30°＝Tsin 30°，解得：T＝m1g，可見m1∶m2＝1∶1，故A正確。] 17．如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物體上使其能沿斜面勻速上滑，若改用水平推力F2作用于物體上，也能使物體沿斜面勻速上滑，則兩次的推力之比為(　　) 甲　　　　　乙 A．cos θ＋μsin θ B．cos θ－μsin θ C．1＋μtan θ D．1－μtan θ B　[物體在力F1作用下和力F2作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況如圖所示。 甲　　　　　　　乙 將重力mg、力F2分別沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平衡條件可得 F1＝mgsin θ＋Ff1 FN1＝mgcos θ Ff1＝μFN1 F2cos θ＝mgsin θ＋Ff2 FN2＝mgcos θ＋F2sin θ Ff2＝μFN2 解得F1＝mgsin θ＋μmgcos θ F2＝ 故＝cos θ－μsin θ，B正確。] - 10 -