2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 第2課時(shí) 力的合成和分解教案

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1、2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 第2課時(shí) 力的合成和分解教案 　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　 　　 【測(cè)控導(dǎo)航】 知識(shí)點(diǎn) 題號(hào) 1.合力與分力的理解 4 2.力的合成 5、7、9 3.力的分解 1、2、3、8、10、11 4.力的合成和分解的綜合 6、12 1.我國自行設(shè)計(jì)建造的世界第二斜拉索橋——上海南浦大橋,橋面高46 m,主橋全長845 m,引橋全長7500 m,引橋建得這樣長的目的是(　D　) A.增大汽車上橋時(shí)的牽引力 B.減小汽車上橋時(shí)的牽引力 C.增大汽車的重力平行于引橋橋面向下的分力 D.減小汽車的重力平行于引橋橋面向下的分力 解析

2、:引橋越長,斜面傾角θ越小,重力沿斜面方向的分力F=mgsin θ越小,故選項(xiàng)D對(duì). 解析:分析小物塊受力如圖所示,因小物塊靜止在半球體上,所以有FN=mgsin θ,Ff=mgcos θ,故選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;因小物塊受靜摩擦力作用,其大小不能用Ff=μFN=μmgsin θ來計(jì)算,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤. 　要注意本題中夾角θ并不是斜面與水平地面的夾角,重力在切線方向的分量為mgcos θ. 3.(xx泉州二模)在央視xx元宵晚會(huì)《團(tuán)圓飯》雜技音樂劇中,有一種叫疊羅漢的雜技表演.如圖所示為三人疊成的兩層靜態(tài)造型,假設(shè)每個(gè)人的重力大小均為G,底層兩人的背部均呈水平狀態(tài),則底層

3、兩人的每只腳對(duì)水平地面的平均壓力大小為(　D　) A.。G B.。G C.。G D.。G 解析:最上面的人對(duì)下面兩人的壓力分別為。,下面每人對(duì)地面的壓力為。G,所以每只腳對(duì)地面的壓力為。G,故選項(xiàng)D正確. 4.(xx鹽城質(zhì)檢)在xx年東京體操世錦賽中,我國運(yùn)動(dòng)員陳一冰在吊環(huán)項(xiàng)目中第四次獲得世錦賽冠軍.如圖所示是比賽中的一個(gè)場景,此時(shí)人靜止不動(dòng),兩根吊帶對(duì)稱并與豎直方向有一定夾角.下列判斷正確的是(　D　) A.兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小不等 B.手對(duì)吊環(huán)作用力方向豎直向下 C.每根吊帶受到環(huán)的拉力大小都等于人重力的一半 D.兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下 解析:由兩根吊

4、帶對(duì)稱可知,兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;人受力平衡,每個(gè)吊環(huán)對(duì)手的作用力方向斜向上方,手對(duì)吊環(huán)的作用力斜向下方,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;兩吊帶對(duì)環(huán)的拉力方向沿著吊帶斜向上,其合力與人和環(huán)的重力平衡,即其合力方向豎直向上,故兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下,選項(xiàng)D正確;由于每根吊帶受到環(huán)的拉力方向不是豎直向下,故其大小一定大于人的重力的一半,選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 5.已知弓的頂部跨度為l,弦均勻且彈性良好,其自由長度為l,發(fā)射時(shí)弦和箭可等效為如圖所示的情景,假設(shè)弓的跨度保持不變,即箭在弦的正中間,弦夾住類似動(dòng)滑輪的附加裝置,將箭發(fā)射出去.已知弦的勁度系數(shù)為k,發(fā)射箭時(shí)弦的最大長度為2l(彈性

5、限度內(nèi)),則箭被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為(設(shè)弦的彈力滿足胡克定律)(　C　) A.kl B.。kl C.。kl D.2kl 解析:發(fā)射箭的瞬間,箭受力如圖所示. 設(shè)放箭處弦的彈力分別為F1、F2,合力為F,則F1=F2=k(2l-l)=kl,F=2F1·cos θ,由幾何關(guān)系得cos θ=。,所以,箭被發(fā)射瞬間的最大彈力F=。kl,選項(xiàng)C正確. 　在應(yīng)用計(jì)算法時(shí),要畫出力的合成的示意圖,找出直角三角形寫出函數(shù)表達(dá)式. 6.如圖所示,重80 N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上,有一根原長為10 cm,勁度系數(shù)為1 000 N/m 的彈簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物體

6、A后,彈簧長度縮短為8 cm,現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向上拉物體A,若物體A與斜面間最大靜摩擦力為25 N,當(dāng)彈簧的長度仍為8 cm時(shí),測(cè)力計(jì)讀數(shù)不可能為(　D　) A.10 N B.20 N C.40 N D.60 N 解析:當(dāng)物體A受到的靜摩擦力方向沿斜面向下,且達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)最大,此時(shí) F+kΔx=mgsin θ+Ffmax 解得F=45 N,故F不能超過45 N,選項(xiàng)D正確. 7.如圖所示,一小球用輕繩懸于O點(diǎn),用力F拉住小球,使輕繩保持偏離豎直方向75°角,且小球始終處于平衡狀態(tài),為了使F有最小值,F與豎直方向的夾角θ應(yīng)該是(　B　) A.90° B.15

7、° C.45° D.0° 解析:小球受重力、拉力F和繩的拉力F1作用,由于小球處于平衡狀態(tài),所以F和F1的合力F合與重力等大反向;F、F1、F合構(gòu)成的矢量三角形如圖所示;當(dāng)F垂直于F1時(shí),F有最小值,由幾何關(guān)系得θ=90°-75°=15°,故選項(xiàng)B正確. 　當(dāng)兩個(gè)力的合力一定,而某一個(gè)分力的方向不變,則另一個(gè)分力具有最小值的條件是兩個(gè)分力垂直. 8.(xx年浙江卷)如圖所示,與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0 kg的物體.細(xì)繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計(jì)的定滑輪與固定的彈簧秤相連.物體靜止在斜面上,彈簧秤的示數(shù)為4.9 N.關(guān)于物體受力的判斷(取g=9.8

8、m/s2),下列說法正確的是(　A　) A.斜面對(duì)物體的摩擦力大小為零 B.斜面對(duì)物體的摩擦力大小為4.9 N,方向沿斜面向上 C.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.9。 N,方向豎直向上 D.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.9 N,方向垂直斜面向上 解析:由彈簧秤的示數(shù)為4.9 N可知細(xì)繩對(duì)物體的拉力大小也為4.9 N,剛好等于物體的重力沿斜面向下的分力,因此物體在重力、繩子的拉力和斜面的支持力下能夠保持平衡狀態(tài),故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由平衡條件,斜面對(duì)物體的支持力FN=mgcos 30°=4.9。 N,方向垂直斜面向上,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤. 　物體在斜面上的靜止、運(yùn)動(dòng)經(jīng)常是高考題的情景

9、設(shè)置內(nèi)容.分析時(shí)物體重力沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力是兩個(gè)重要的因素. 9.(xx淮北模擬)如圖所示,在水平天花板的A點(diǎn)處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直,桿的下端有一個(gè)輕滑輪O.另一根細(xì)線上端固定在該天花板的B點(diǎn)處,細(xì)線跨過滑輪O,下端系一個(gè)重量為G的物體.BO段細(xì)線與天花板的夾角為θ=30°,系統(tǒng)保持靜止,不計(jì)一切摩擦.下列說法中正確的是(　D　) A.細(xì)線BO對(duì)天花板的拉力大小是。 B.a桿對(duì)滑輪的作用力大小是。 C.a桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小是G D.a桿對(duì)滑輪的作用力大小是G 解析:細(xì)線BO對(duì)天花板的拉力等于物體的重力G,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;以滑輪為研究對(duì)象,兩段細(xì)

10、線的拉力都是G,互成120°角,因此合力大小是G,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件,a桿對(duì)滑輪的作用力大小也是G,方向與豎直方向成60°角斜向右上方,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;a桿和細(xì)線對(duì)滑輪的合力大小為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 10.如圖所示,一輛運(yùn)送沙子的自卸卡車裝滿沙子,沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,沙子與車廂底部材料的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,車廂的傾角用θ表示(已知μ2>μ1),下列說法中正確的是(　AC　) A.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足tan θ >μ2 B.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足sin θ >μ2 C.只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足μ2>tan θ>μ1 D.只卸去部

11、分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足μ2>μ1>tan θ 解析:能卸掉沙子的條件是沙子能自由下滑.如果卸干凈全部沙子,得保證所有沙子能沿著車廂底面下滑,即要求mgsin θ >μ2mgcos θ,即tan θ >μ2,可見選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若只卸去部分沙子,應(yīng)該保證上層沙子能沿下層沙子表面自由下滑,即要求m1gsin θ>μ1m1gcos θ,即tan θ>μ1,還要保證下層沙子不沿車廂底面下滑,即tan θ<μ2,可見選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 11.如圖所示,人下蹲時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為θ,設(shè)此時(shí)大、小腿部的肌群對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力大

12、致相等,那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為(　D　) A.。 B.。 C.。 D.。tan 。 解析:設(shè)大腿骨和小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力分別為F1、F2,且F1=F2, 如圖(甲)所示,由力的平行四邊形定則易知F2cos 。=。. 對(duì)F2進(jìn)行分解,如圖(乙)所示, 則有F2y=F2sin 。,解得F2y=。tan 。, 由牛頓第三定律知,腳掌受地面豎直向上的彈力為 。tan 。,故選項(xiàng)D正確. 12.在醫(yī)院里常用如圖所示裝置對(duì)小腿受傷的病人進(jìn)行牽引治療.不計(jì)滑輪組的摩擦和繩子的質(zhì)量,繩子下端所掛重物的質(zhì)量是5 kg,ab段繩子與水平方向的夾角為30°,問: (1)病人

13、的腿所受水平方向的牽引力是多大? (2)病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力共是多大?(g取10 N/kg) 解析:因繩子中各處與其他物體沒有結(jié)點(diǎn),所以繩子中各處的張力(拉力)都等于所懸掛的重物的重力,即 FT=mg=50 N. 將ab段繩子的拉力沿水平方向和豎直方向分解,如圖所示. F水平=FTcos 30°≈43.3 N, F豎直=FTsin 30°=25 N. (1)由題圖知,病人的腳所受水平方向的牽引力: F牽=FT+F水平=50 N+43.3 N=93.3 N. (2)由題圖知,病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力: F牽'=FT+F豎直=50 N+25 N=75 N. 答案:(1)93.3 N　(2)75 N