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2021高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第2讲 力的合成与分解课时作业

2021高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第2讲 力的合成与分解课时作业

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第2讲　力的合成与分解

1．同一平面内的三个力大小分别为4 N、6 N、7 N，若三力同时作用于某一物体上，则该物体所受三力的合力的最大值和最小值分别为(　　)
A．17 N、3 N　　　　　　 B.17 N、0
C．9 N、0 D.5 N、3 N
B
2.

一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是(　　)
A．0 B.2F1
C．F3 D.2F2
D　[根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，合力等于2倍的F2，故D正确，A、B、C错误。]
3．(2020·肇庆模拟)如图所示，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球。若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的(　　)

A．1和4 B.3和4
C．2和4 D.3和2
B　[小球的重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按这两个方向分解，分别是3和4，故B正确，A、C、D错误。]
4．(多选)如图所示，物体在水平外力作用下处于静止状态，当外力F由图示位置逆时针转到竖直位置的过程中，物体仍保持静止，则在此过程中静摩擦力可能为 (　　)

A．0 B.F
C. D.2F
ABC　[由于物体不动，当F逆时针转动时，静摩擦力与F的水平分力平衡，当F水平时，Ff＝F，当F竖直时，Ff＝0，所以静摩擦力的变化范围是0≤Ff≤F，故A、B、C正确。]
5.

(2020·江苏苏州诊测)如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O。人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态。若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是(　　)
A．OA绳中的拉力先减小后增大
B．OB绳中的拉力不变
C．人对地面的压力逐渐减小
D．地面对人的摩擦力逐渐增大
D　[竖直轻绳对O点向下的拉力等于物体所受的重力，即F＝mg，将此拉力进行分解，F沿OB向右的分力F1＝FOB，F沿OA向下的分力F2＝FOA，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离时，OA与竖直方向的夹角变大，F2由图中1位置变到2位置，可见F2变大，F1变大，即OA绳拉力变大，OB绳拉力变大，根据平衡条件知地面对人的摩擦力增大；人对地面的压力始终等于人所受的重力，保持不变，故只有D正确。]

6．(2020·四川诊断)如图所示，一个“U”形弹弓顶部跨度为L，在左、右顶部分别连接两根相同的橡皮条，橡皮条均匀且弹性良好，其自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去。若橡皮条伸长时的弹力满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内)，则弹丸被发射过程中所受的最大合力为(　　)

A.kL B.kL
C．2kL D.kL
A　[当橡皮条伸长L时，弹力最大，为kL，弹丸受合力最大，由几何关系可得＝，得F＝kL，故A正确。]
7．(2020·江西南昌二中模拟)如图所示的几种情况中，不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量，不计一切摩擦，物体质量都为m，且均处于静止状态，有关角度如图所示。弹簧测力计示数FA、FB、FC、FD由大到小的排列顺序是(　　)

A．FB>FD>FA>FC B.FD>FC>FB>FA
C．FD>FB>FA>FC D.FC>FD>FB>FA
C　[对A图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得2FAcos 45°＝mg，解得FA＝；对B图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得，FB＝mg，对C图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得，FC＝mgsin 30°＝mg；对D图中的物体受力分析，物体受力平衡，根据平衡条件得2FDcos 75°＝mg，解得FD＝，则FD>FB>FA>FC，故C正确。]
8.

如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时，汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°。则下列判断正确的是(　　)
A．此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 N
B．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 N
C．若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大
D．若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小
D　[分解千斤顶受到的压力，得到此时每臂受到的压力大小均为1.0×105 N，A错误；由牛顿第三定律知，千斤顶对汽车的支持力大小为1.0×105 N，B错误；若继续摇动把手，两臂间的夹角减小，而合力不变，故两分力减小，即两臂受到的压力减小，C错误，D正确。]
9．(2020·山东枣庄市模拟)(多选)在广场游玩时，一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块静止置于水平地面上，如图所示。假设空气密度不变，下列说法正确的是(　　)

A．若风速逐渐增大，则气球会带动小石块离开地面
B．无论风速多大，小石块都不会离开地面
C．若风速逐渐增大，则小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大
D．若风速逐渐增大，则小石块滑动后受到地面施加的摩擦力逐渐增大
BC　[

以气球和小石块整体为研究对象，受力分析如图所示。其中F1为空气的浮力，由于风力沿水平方向，地面对石块的支持力FN＝G1＋G2－F1保持不变，与风力无关，所以当风力增大时，不影响整体在竖直方向上的受力，故风力不会改变整体在竖直方向上的平衡，即小石块不会离开地面，故A错误，B正确。在石块滑动前，当风力F增大时，石块受到的摩擦力Ff＝F增大，当石块滑动后，石块受到的摩擦力Ff＝μFN保持不变，故D错误，C正确。]

10.

(2020·广西钦州市模拟)日常生活中，我们在门下缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示)，往往就可以把门卡住。有关此现象的分析，下列说法正确的是(　　)
A．木楔对门的作用力大于门对木楔的作用力，因而能将门卡住
B．木楔能卡住门时，门对木楔作用力水平分量的大小等于地面对木楔摩擦力的大小
C．只要木楔的厚度合适都能将门卡住，所以门能否被卡住与顶角θ的大小无关
D．只要木楔对门的压力足够大就能将门卡住，所以门能否被卡住与各接触面的粗糙程度无关
B　[

木楔对门的作用力和门对木楔的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，选项A错误；对木楔受力分析，如图所示(为方便分析，θ和mg稍有放大)，水平方向上有Ff＝Fsin θ，门对木楔作用力的水平分量的大小等于地面对木楔摩擦力的大小，选项B正确；对木楔，竖直方向上有FN＝Fcos θ＋mg，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则地面对木楔的最大静摩擦力Ffmax＝μFN＝μ(Fcos θ＋mg)，要把门卡住，则不管多大的力F均应满足Ffmax≥Fsin θ，即μ(Fcos θ＋mg)≥Fsin θ，相对于F，mg较小，故可忽略不计，整理可得μ≥tan θ时，就可以把门卡住；能否把门卡住，与顶角θ和各接触面的粗糙程度有关，选项C、D错误。]
11．(2020·西安八校联考)(多选)如图所示，一根绳子一端固定于竖直墙上的A点，另一端绕过动滑轮P悬挂一重物B，其中绳子的PA段处于水平状态，另一根绳子一端与动滑轮P的轴相连，在绕过光滑的定滑轮Q后在其端点O施加一水平向左的外力F，使整个系统处于平衡状态，滑轮均为光滑、轻质、且均可看作质点，现拉动绳子的端点O使其向左缓慢移动一小段距离后达到新的平衡状态，则该平衡状态与原平衡状态相比较(　　)

A．拉力F增大 B.拉力F减小
C．角θ不变 D.角θ减小
AD　[

绳子的端点O缓慢向左移动一小段距离后，绳QP要变短，动滑轮要向左上移，绳PA和PB间的夹角变小，而绳QP位于PA和PB间的角平分线上，所以角θ变小。
经过滑轮P的绳子拉力大小相等，等于mg，两根绳子的合力与QP绳的拉力大小相等，方向相反。因为夹角变小，合力变大，QP绳的拉力就变大，所以拉力F变大。故A、D正确，B、C错误。]
12.

如图所示，甲、乙、丙三人分别在两岸用绳拉小船在河流中行驶，已知甲的拉力大小为800 N，方向与航向夹角为30°，乙的拉力大小为400 N，方向与航向夹角为60°，要保持小船在河流正中间沿虚线所示的直线行驶，则丙用力最小为(　　)
A．与F甲垂直，大小为400 N
B．与F乙垂直，大小为200 N
C．与河岸垂直，大小约为746 N
D．与河岸垂直，大小为400 N
C　[

甲、乙两人的拉力大小和方向一定，其合力为如图所示的F，要保持小船在河流中间沿题图所示虚线方向直线行驶，F与F丙的合力必沿题图中虚线方向，F丙与题图中虚线垂直
时值最小，由图可知，F丙min＝F乙sin 60°＋F甲sin 30°＝200 N＋400 N≈746 N，C项正确。]
13．(2020·陕西汉中模拟)

近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生。近日研究发现，玩手机时，就有可能让颈椎承受多达60磅(约270 N)的重量。不当的姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛、体重增加、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病等，当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化。现将人低头时头颈部简化为如图所示的模型：重心在头部的P点，颈椎OP(轻杆)可绕O转动，人的头部在颈椎的支持力和沿PA方向肌肉拉力的作用下处于静止。假设低头时颈椎OP与竖直方向的夹角为45°，PA与竖直方向的夹角为60°，此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的(≈1.414，≈1.732)(　　)
A．4.2倍 B.3.3倍
C．2.8倍 D.2.0倍
B

　[设头部的质量为m，当人体直立时，颈椎所受的压力F＝mg；当低头时，设颈椎所受到的压力为F1，以P点为研究对象，受力分析如图所示，由正弦定理得＝，解得F1≈3.3F，选项B正确，A、C、D错误。]