高考物理总复习2.3力的合成与分解力的分析课时作业新人教版必修1

【与名师对话】高考物理总复习2.3力的合成与分解力的分析课时作业新人教版必修11．(2022·河南焦作模拟)将物体所受重力按力的效果进行分解，图中错误的是(　　)答案：C　　　　　　　　　　　　　　　2．(2022·山西大同期末)设有三个力同时作用在质点P，它们的大小和方向相当于正六边形两条边和一条对角线，如图所示，这三个力中最小的力的大小为F，则这三个力的合力大小等于(　　)A．3FB．4FC．5FD．6F解析：由图中几何关系，F3＝Fcos60°＋F＋Fcos60°＝2F，而F1与F2的夹角为120°，其大小均为F，故F1、F2合力大小为F，且沿F3方向，因此F1、F2、F3的合力大小为3F，选项A正确．答案：A3．(2022·四川成都期中)一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用，其大小分别为F1＝42N、F2＝28N、F3＝20N，且F1的方向指向正北．下列说法中正确的是(　　)A．这三个力的合力可能为零B．F1、F2两个力的合力大小可能为20NC．若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48N，方向指向正南D．若物体处于静止状态，则F1、F3的合力大小一定为28N答案：ABD4．(2022·河南商丘期末)一个已知力F＝10N，把F分解为F1和F2两个分力，已知分力F1与F夹角为30°，则F2的大小(　　)A．一定小于10NB．可能等于10NC．可能大于10ND．最小等于5N解析：对力F进行分解．画出平行四边形，由图可知，当F2垂直于F1时，F2最小，最小值为F2＝Fsin30°＝5N，则F2≥5N，选项B、C、D正确．5\n答案：BCD5．某物体在n个共点力的作用下处于静止状态，若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余力保持不变，则此时物体所受的合力大小为(　　)A．F1　　　B.F1　　　C．2F1　　　D．0解析：物体受n个力处于静止状态，则其中(n－1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向，故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1，且与F1方向相反，故当F1转过90°后，物体受到的合力大小应为F1，选项B正确．答案：B6．(2022·北京四中期中)如图所示，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆．转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上．∠AOB＝90°，∠COD＝60°.若在O点处用轻绳悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受拉力的大小为(　　)A.mgB.mgC.mgD.mg解析：本题考查力的合成与分解．设绳AO和绳BO拉力的合力为F，对O点进行受力分析可知，O点受到重力mg、杆的支持力F1和两绳子拉力的合力F，如图1.根据平衡条件得F＝mgtan30°，将F分解，如图2，则有AO所受拉力的大小FOA＝FB＝F＝mg，故D正确答案：D7．(2022·福建省泉州市普通中学高中毕业班质检)在2022年东京体操世锦赛中，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军．其中有一个高难度动作就是先双手撑住吊环，两根吊带均处于竖直方向，然后身体下移，双臂缓慢张开，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，如图所示，最后运动员静止不动．下列判断正确的是(　　)A．在运动员两手间距离增大过程中，两根吊带的拉力均增大B．在运动员两手间距离增大过程中，两根吊带拉力的合力增大C．运动员静止不动时，每根吊带所受的拉力大小都等于运动员重力的一半D．运动员静止不动时，每根吊带所受的拉力大小都小于运动员重力的一半5\n解析：运动员两手间距离增大过程中，两吊带拉力的合力始终方向竖直向上，大小为G，所以B错，如右图，当两拉力夹角为θ时，拉力F＝，当两手间距离增大过程中，θ增大→cos减小→拉力F增大，故A对，当人静止时，两拉力夹角达最大值θ.由于>1，所以F＝·>，拉力大于重力的一半，故C错，D错．答案：A8．如右图所示，物体A在水平力F1＝400N的作用下，沿着倾角θ＝60°的斜面匀速下滑，物体A受的重力G＝400N，(已知sin15°＝0.259，cos15°＝0.966)(1)物体总共受到几个力的作用？(2)将F1与重力G进行合成，合力F大小等于多少？合力F与斜面成多少度角(锐角)?(3)将斜面对物体的支持力与滑动摩擦力合成，得到合力F′，则F′与F的大小、方向有怎样的关系？(4)斜面对物体的支持力与滑动摩擦力各等于多少？物体与斜面之间的动摩擦因数等于多少？解析：(1)物体受到重力、压力、支持力和水平力F1，共4个力作用．(2)F1与重力G的合力．F＝＝N＝400N．F与斜面成15°的锐角，如右图所示．(3)将斜面对物体的支持力与滑动摩擦力合成，得到合力F′，则F′与F大小相等方向相反，作用在一条直线上．如图所示．(4)斜面对物体的支持力F2＝Fcos15°＝Gcos15°＝546N.滑动摩擦力F3＝Fsin15°＝Gsin15°＝146N.动摩擦因数μ＝＝tan15°＝0.27.答案：(1)4个　(2)400　与斜面成15°的锐角　(3)等大反向　(4)546N　146N　0.275\n9．(2022·江苏徐州高三模底考试)如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则(　　)A．滑块可能受到三个力作用B．弹簧一定处于压缩状态C．斜面对滑块的支持力大小可能为零D．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg解析：将滑块隔离，分析受力，将滑块所受重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件可知，斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg，斜面对滑块的支持力大小一定不为零，选项C错误D正确．弹簧可能处于原长，没有弹力，滑块受到重力、斜面支持力和摩擦力三个力作用，选项A正确B错误．答案：AD10．(2022·江苏省南京市四校高三阶段调研)如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点．设小滑块所受支持力为FN，则下列判断正确的是(　　)A．F缓慢增大B．F缓慢减小C．FN不变D．FN缓慢减小解析：以小滑块为研究对象，进行受力分析，小滑块受重力G、支持力FN和水平推力F的作用，如图所示．小滑块从半球形容器最低点缓慢移近最高点的过程中，θ角逐渐减小，根据物体的平衡条件可得：FNsinθ＝G，FNcosθ＝F，因为θ角逐渐减小，所以FN＝逐渐增大，选项C、D错误；F＝缓慢增大，选项A正确，B错误．答案：A5\n11．(2022·合肥月考)如右图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，或保持AC绳的方向不变，AC与竖直方向上的夹角为60°，改变BC绳的方向，试求：(1)物体能达到平衡时，θ角的取值范围．(2)θ在0～90°的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小值．解析：(1)改变BC绳的方向时，AC绳的拉力FA方向不变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，经分析可知，θ最小为0°，此时FTA＝0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上．所以θ角的取值范围是0°≤θ＜120°.(2)θ在0～90°的范围内，当θ＝90°时，FTB最大，Fmax＝mgtan60°＝mg.当两绳垂直时，即θ＝30°时，FTB最小，Fmin＝mgsin60°＝mg.答案：(1)0°≤θ<120°　(2)mg　mg12．(2022·黄浦质检)如右图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量m＝1kg，斜面倾角α＝30°，细绳与竖直方向夹角θ＝30°，光滑斜面体的质量M＝3kg，置于粗糙水平面上．(g取10m/s2)求：(1)细绳对小球拉力的大小；(2)地面对斜面体的摩擦力的大小和方向．解析：(1)以小球为研究对象受力分析如图甲所示．F＝mg，FTcos30°＝F，得FT＝＝N＝N.(2)以小球和斜面整体为研究对象受力分析如图乙所示，因为系统静止，所以Ff＝FTsin30°＝×N＝N，方向水平向左．答案：(1)N　(2)N　方向水平向左5