2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 第5講 力的合成與分解練習(xí)（含解析）

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1、第5講 力的合成與分解 [解密考綱]主要考查合力與分力的問(wèn)題，常結(jié)合實(shí)例分析合力與分力的等效替代關(guān)系，屬高考熱點(diǎn)內(nèi)容． 1．(2019·邢臺(tái)期末)有三只豹子在搶食一獵物，三只豹子沿水平方向用大小分別為300 N、400 N、500 N的力拖動(dòng)獵物．若豹子的方位不確定，則這三個(gè)力的合力的最小值和最大值分別為(　　) A．100 N　　1 200 N B．200 N　　1 000 N C．400 N　　1 000 N D．0　　1 200N D　解析 300 N、400 N和500 N方向相同的時(shí)候，合力最大為1 200 N，300 N、400 N的合力的范圍是100 N≤F≤700

2、 N，所以當(dāng)300 N、400 N的合力為500 N的時(shí)候，與第三個(gè)力大小相等方向相反，此時(shí)的合力最小為零，故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 2．(2019·臨汾曲沃二中月考)(多選)兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F，如果它們之間的夾角θ固定不變，使其中一個(gè)力增大，則(　　) A．合力F一定增大 B．合力F的大小可能不變 C．合力F可能增大，也可能減小 D．當(dāng)0°＜θ＜90°，合力F一定減小 BC　解析 根據(jù)平行四邊形定則可知，合力的大小F＝，當(dāng)0°≤θ≤90°時(shí)，其中一個(gè)力增大，則合力一定增大；當(dāng)90°<θ≤180°時(shí)，其中一個(gè)力增大，則合力可能減小，可能增大，也可能不變，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B

3、、C正確． 3．(2019·東海中學(xué)高三高考適用性考試)如圖所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三個(gè)物塊，物塊之間由兩根完全相同的輕彈簧相連接，兩彈簧的伸長(zhǎng)量相同，且它們之間的夾角∠ABC＝120°，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知A物塊所受的摩擦力大小為Ff，則B物塊所受的摩擦力大小為(　　) A.Ff B．Ff　 C.Ff　 D．2Ff B　解析 對(duì)A受力分析可知，A水平方向只受拉力和摩擦力而處于平衡狀態(tài)；則可知彈簧的彈力F＝Ff；因兩彈簧伸長(zhǎng)量相同，則兩彈簧對(duì)B的彈力均為Ff；兩彈力的夾角為120°，則合力大小為Ff，方向沿兩彈力的角平分線(xiàn)；對(duì)B可知，B受到的摩擦力大小一定為F

4、f，選項(xiàng)B正確． 4．(2019·黃陵中學(xué)高三期末)如圖所示，AB、AC兩光滑斜面互相垂直，AC與水平面成30°.如果把球O的重力G按照其作用效果分解，則兩個(gè)分力的大小分別為(　　) A.G　　G B.G　　G C.G　　G D.G　　G C　解析 已知重力和兩個(gè)分力的方向，根據(jù)平行四邊形定則作受力分析圖，如圖所示． 由圖得到G1＝G·sin60°＝G，G2＝G·sin30°＝G，故選項(xiàng)C正確． 5．(2019·金山中學(xué)期中)如圖所示，重為G 的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行體操比賽時(shí)，有兩手臂對(duì)稱(chēng)支撐、豎直倒立靜止的比賽動(dòng)作，設(shè)兩臂夾角為θ，則(　　) A．當(dāng)θ＝

5、60°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為G B．當(dāng)θ＝120°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為G C．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同 D．當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等 A　解析 不管θ多大，運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上受重力和地面對(duì)人雙手對(duì)稱(chēng)的支持力，運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為G，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力為零，即運(yùn)動(dòng)員受到的合力相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員受重力和地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力，則地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力始終與重力平衡，故θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6．(2019·石嘴山三中高三月

6、考)某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，若F4的方向沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)60°角，但其大小保持不變，其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變，此時(shí)物體受到的合力的大小為(　　) A．0 B．F4 C.F4 D．2F4 B　解析 物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，即物體所受合外力為零，把F4 的方向沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°角而大小保持不變，其余三個(gè)力的合力為－F4，則－F4與旋轉(zhuǎn)后的F4成120°，根據(jù)平行四邊形定則，總合力為F4，故選項(xiàng)B正確． 7．(2019·曲阜師大附中期中)如圖所示為兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F隨兩分力的夾角θ變化的圖象，則這兩個(gè)分力的大小分別為(　　) A．

7、1 N　4 N B．2 N　3 N C．1 N　5 N D．2 N　4 N B　解析 由圖可知，當(dāng)兩力夾角為180°時(shí)，兩力的合力為1 N，即F2－F1＝1 N；而當(dāng)兩力夾角為0°時(shí)，兩力的合力為5 N，即F2＋F1＝5 N；解得F1＝2 N，F(xiàn)2＝3 N，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確． 8．(2019·大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)如圖所示，有2n個(gè)大小都為F的共點(diǎn)力，沿著頂角為120°的圓錐體的母線(xiàn)方向，相鄰兩個(gè)力的夾角都是相等的．則這2n個(gè)力的合力大小為(　　) A．2nF B．nF C．2(n－1)F D．2(n＋1)F B　解析 由題意，兩個(gè)相等的共點(diǎn)力大小為F

8、，夾角為120°，則合力的大小為F，因此2n個(gè)力的合力的大小為nF，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 9．(2019·吳淞中學(xué)高三月考)如圖所示，F(xiàn)1、F2、F3大小不變恰好構(gòu)成如圖的直角三角形，這三個(gè)力的合力最大的是(　　) C　解析 由矢量合成的法則可知，選項(xiàng)A中的合力的大小為2F3；選項(xiàng)B中的合力的大小為零；選項(xiàng)C中的合力的大小為2F2；選項(xiàng)D中的合力的大小為2F3；因?yàn)镕2是直角三角形的斜邊，所以F2最大，所以合力最大的是選項(xiàng)C. 10．(2019·灤南一中高三月考)(多選)兩個(gè)共點(diǎn)力，一個(gè)是40 N，另一個(gè)未知，合力大小是100 N，則另一個(gè)力可能是(　　) A．20 N

9、 B．40 N C．80 N D．120 N CD　解析 兩力合成時(shí)，合力范圍為|F1＋F2|≥F≥|F1－F2|，故140 N≥F2≥60 N，所以可能的是選項(xiàng)C、D，故選項(xiàng)C、D正確，A、B錯(cuò)誤． 11．(2019·新民一中期末)如圖所示，一個(gè)力F＝20 N，現(xiàn)已知F的一個(gè)分力F1的方向與F成370，大小未知．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.關(guān)于另一個(gè)分力F2的說(shuō)法正確的是(　　) A．F2的最小值等于零 B．無(wú)法確定F2的最小值 C．F2的最小值等于12 N D．F2的最小值等于16 N C　解析 當(dāng)F2的方向與F1的方向垂直時(shí)，F(xiàn)2具有

10、最小值，依據(jù)三角知識(shí)，則有F2min＝Fsin 37°＝12 N，所以F2的大小不可能小于12 N，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確． 12．(2019·湖南師大附中高三月考)明朝謝肇淛的《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺廟傾側(cè)，議欲正之，非萬(wàn)緡不可．一游僧見(jiàn)之，曰：無(wú)煩也，我能正之．”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身．假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則(　　) A．若F一定，θ大時(shí)FN大 B．若F一定，θ小時(shí)FN大 C．若θ一定，F(xiàn)大時(shí)FN小 D．若θ一定，F(xiàn)小時(shí)FN大 B　解析 由于木楔

11、處在靜止?fàn)顟B(tài)，故可將力F沿與木楔的斜面垂直且向上的方向進(jìn)行分解，根據(jù)平行四邊形定則，畫(huà)出力F按效果分解的示意圖．并且可據(jù)此求出木楔兩側(cè)產(chǎn)生的推力．選木楔為研究對(duì)象，木楔受到的力有水平向左的F和兩側(cè)給它的與斜面垂直的彈力，由于木楔處于平衡狀態(tài)，所以?xún)蓚?cè)給木楔的斜面垂直的彈力與F沿兩側(cè)分解的力是相等的，力F的分解如圖所示，則F＝FN1cos(90°－)＋FN2cos(90°－)＝2FN1cos(90°－)＝2FN1sin ，F(xiàn)N＝FN1＝FN2，故解得FN＝，所以F一定時(shí)，θ越小，F(xiàn)N越大；θ一定時(shí)，F(xiàn)越大，F(xiàn)N越大，選項(xiàng)B正確． 13．(2019·柳州中學(xué)高三五月沖刺)兩個(gè)質(zhì)量相同的直角楔形物

12、體a和b，分別在垂直于斜邊的恒力F1和F2作用下靜止在豎直墻面上，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)、b一定都受四個(gè)力的作用 B．a(chǎn)、b所受摩擦力的方向都是豎直向上 C．F2一定小于F1 D．F1、F2大小可能相等 D　解析 對(duì)a受力分析如圖甲所示，除摩擦力外的三個(gè)力不可能平衡，故一定有摩擦力，摩擦力方向豎直向上，故a受四個(gè)力； 對(duì)b受力分析如圖乙所示，除摩擦力外，F(xiàn)N、F2、mg三力有可能平衡，沿豎直方向和水平方向分解F2，設(shè)F2與豎直方向夾角為α，則有F2cos α＝mg，F(xiàn)2sin α＝FN，解得F2＝； (1)若F2＝，沒(méi)有摩擦力，此時(shí)b受三個(gè)力； (2)若

13、F2>，摩擦力向下，b受四個(gè)力； (3)若F2<，摩擦力向上，b受四個(gè)力； F1和F2沒(méi)有必然的聯(lián)系，有可能相等，但也有可能不等，故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 14．(2019·南鄭中學(xué)期末)如圖所示，用系于天花板上的兩根輕繩AC、BC將小球懸掛于C點(diǎn)并使其處于平衡狀態(tài)．已知BC繩上的拉力為60 N，α＝53°，β＝37°.試求小球的質(zhì)量為多少？(sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，g＝10 m/s2) 解析 對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示． 將FA和FB合成F，由于小球處于平衡狀態(tài)，所以F＝G.根據(jù)幾何關(guān)系可得F＝＝ N＝100 N＝G＝mg，所以m＝10 kg. 答案 10 kg 6