《三年高考两年模拟》2017年高考物理新课标一轮复习习题第2章第3讲力的合成与分解Word版含答案

等的两根轻绳,CO为一根轻杆,C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面内,∠AOB=60°,∠OCD=60°,若在O点处悬挂一个质量为m的物体,求静止后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为多大?

答案全解全析

A组 基础题组

1.D 设两分力为F1、F2,且F1>F2,由题图可知,θ=,F=5 N,则=5 N;θ=π,F=1 N,则F1-F2=1 N,所以F1=4 N,F2=3 N。

2.A 因人静躺在椅子上,由二力平衡可知椅子各部分对人的作用力的合力大小为G,方向竖直向上。答案为A。

3.D 对挂钩受力分析,如图所示,根据平衡条件有2T cos θ=G;因绳子A、B两端在杆上位置不动,将右杆移动到虚线位置时,θ变小,又G恒定不变,故绳子拉力T变小,又两边绳子的拉力T的合力始终与G等值反向,保持不变,故A、B、C错误,D正确。

4.AC 将物块A的重力沿半径和切面方向分解,可得:F1=mg sin θ,N1=mg cos θ;将物块B的重力和F2分别沿半径方向和切面方向分解,由平衡条件可得:F2 cos θ=mg sin θ,F2 sin θ+mg cos θ=N2,解得:F2=mg tan θ,N2=,故有:F1∶F2=cos θ∶1,N1∶N2=cos θ∶1,选项A、C正确。

2

5.D 对裹片受力分析,由相似三角形可得:

=得: F=kL

则裹片对弹丸的最大作用力为F丸=F=kL,故选项D正确。 6.

D 汽车对千斤顶的压力有两个效果,分别沿120°角的两臂方向挤压,所以将此压力沿120°的两臂方向分解,如图所示。F1 cos +F2 cos=F。当θ=120°时,F1=F2=F=1.0×10 N,

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选项A、B错误。继续摇动把手,将汽车顶起,θ减小,cos 增大,F1=F2减小,选项C错误,选项D正确。

7.B 在圆柱体缓慢转动的过程中,物块P的重力是定值,不随时间发生变化,选项A错误;物块P受三个力的作用,竖直向下的重力mg,沿半径指向外的支持力N,沿切线方向的静摩擦力f(最高点除外),因圆柱体缓慢转动,所以物块P在任意位置所受合力为零,选项D错误;对三力正交分解,设重力mg与支持力N方向所夹锐角为θ,则N=mg cos θ,f=mg sin θ,从A转至A'的过程中,θ先减小后增大,所以N先增大后减小,f先减小后增大,选项B正确、C错误。

B组 提升题组

8.AD 根据平行四边形定则结合几何关系得F1和F5的合力与F3大小相等,方向相反,A正确;F1和F4大小相等方向相同,F2和F3大小相等方向相同,所以除F5以外的4个力能合成大小为2F、相互垂直的两个力,B错误;F1和F4大小相等方向相同,F2和F3大小相等方向相同,所以除F5以外的4个力的合力的大小为2F,方向与F5方向相反,因F5大小为F,所以这5个力的合力恰好为F,方向与F1和F3的合力方向相同,C错误,D正确。 9.答案 对斜面体受力分析如图所示。

斜面体保持静止,则:f=F cos 30°=F,N=Mg+F sin 30°=Mg+F,选项C正确。 10.答案 (1)(2+) N (2)2 N

解析 (1)A、C球的受力情况如图所示:

其中F=kx=1 N

对于A球,由平衡条件得: F=FT sin 30° FN=GA+FT cos 30° 解得:FN=(2+) N

(2)由(1)可得两线的张力为: FT=2 N

对于C球,由平衡条件得: 2FT cos 30°=GC 解得:GC=2 N 11.答案 1.5倍

解析 分析托盘、细杆、滚轮构成的系统和劈的受力情况,如图甲、乙所示。

托盘、细杆、滚轮构成的系统受向下的压力F3=Mg,劈对滚轮的支持力F1,圆孔的约束力F2;劈受两个滚轮的作用力F4、F5,细线的拉力F6=mg。

对托盘有:F3=Mg=F1 cos α,则Mg=F1 对劈有:F6=mg=2F5 sin α,则mg=F5

因为F1与F5是作用力与反作用力,所以F1=F5。 解得:M=m

代入数据得:M=1.5m。 12.答案 mg 2mg

甲

解析 竖直绳上的拉力F等于物体的重力mg,该力产生了沿BO、AO方向拉绳子和沿OC方向压杆的作用效果。而拉BO、AO绳的两分力的合力沿DO方向,则用沿DO方向的拉力等效替代拉BO、AO绳的两分力,将F分解如图甲所示 由几何关系得:

杆OC所受压力FN=FOC==2mg 沿DO方向分力 FDO=mg tan 60°=mg。

为求绳AO所受拉力,将FDO沿BO和AO两方向分解,如图乙所示。

乙

由于两绳长度相等,所以FAO=FBO,由几何关系得绳AO所受拉力 FAO===mg。