新教材适用2024版高考物理一轮总复习练习5第二章相互作用第2讲力的合成与分解.docx

第二章相互作用第2讲力的合成与分解一、选择题(本题共12小题，18题为单选，912题为多选)1(2022·重庆高三期中)如下列各图所示，倾角不同的光滑斜面固定于水平地面上，挡板垂直固定于斜面。四个相同的小球靠着挡板静止在斜面上，则球对挡板压力最大的是( D )解析设斜面的倾斜角为，对重力进行分解，垂直于斜面和沿斜面向下的两个力，则球对挡板的压力等于重力沿斜面向下的分力Fmgsin ，所以倾斜角越大，球对挡板的压力越大，故选D。2(2023·全国高三专题练习)固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B，物块P放在平板上，两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P点，两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上，P、Q均处于静止，BQ段的细线竖直，重力加速度为g，则物块P受到平板的摩擦力( B )A为0 B等于mgC小于mg D大于mg解析BQ段的细线竖直，所以AQ段绳子没有拉力，即BQ段的细线的拉力等于mg，根据平衡条件，物块P受到平板的摩擦力等于mg。故选B。3(2021·广东卷)唐代耒耜经记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，<，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是( B )A耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力解析将拉力F正交分解如图所示，则在x方向可得出Fx曲Fsin ，Fx直Fsin ，在y方向可得出Fy曲Fcos ，Fy直 Fcos 。由题知<，则sin <sin ，cos > cos ，则可得到Fx曲 < Fx直，Fy曲 > Fy直，A错误，B正确；耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，无论是加速还是匀速，则C、D错误。4(2022·河北保定二模)如图所示，轻杆一端固定在竖直墙壁上，另一端固定一个质量为0.4 kg的小球，劲度系数为100 N/m的水平轻质弹簧夹在墙壁与小球之间，处于压缩状态，弹簧的压缩量为3 cm，轻杆与墙壁的夹角为60°。取重力加速度大小g10 m/s2，弹簧处在弹性限度内。轻杆对小球的作用力大小为( B )A4 N B5 N C6 N D8 N解析小球受重力mg、弹簧水平向右的弹力T、轻杆的作用力F而处于平衡状态，由平衡条件可得F，又Tkx3 N，mg4 N，得F5 N，故选B。5(2022·河北高三期中)如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。两绳间的夹角为60°，所构成的平面与水平面间的夹角恒为53°，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为Ff，则每根绳的拉力大小为( C )AFf BFf CFf DFf解析设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力F合2Fcos ，方向沿绳间夹角的角平分线，与水平面的夹角为，受力分析如图所示对轮胎F合cos Ff，解得FFf，故ABD错误，C正确。6(2023·安徽定远模拟预测)如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总质量为80 kg，当悬绳与竖直墙壁的夹角为30°，悬绳对工人的拉力大小为FT，墙壁对工人的弹力大小为FN，忽略一切摩擦，重力加速度g取10 m/s2。则( C )AFT1 600 NBFN800 NC若缓慢减小悬绳的长度，FT与FN的合力不变D若缓慢减小悬绳的长度，FT减小，FN增大解析工人的受力如图所示根据受力平衡可得FTcos 30°mg，FTsin 30°FN，解得FT N，FN N，AB错误；若缓慢减小悬绳的长度，由受力平衡可知FT与FN的合力大小始终等于工人的重力，方向竖直向上，即FT与FN的合力保持不变，C正确；若缓慢减小悬绳的长度，可知悬绳与竖直方向的夹角增大，根据FT，FNmgtan ，可知FT增大，FN增大，D错误。7(2022·河北高三期末)如图所示，某同学在用拖把拖地。拖把由质量为0.5 kg的拖把头和质量可忽略的拖把杆组成，拖把头与拖把杆连接的铰链可认为光滑。该同学用力推拖把杆，使拖把匀速前进，此时拖把头与地面之间的正压力为20 N。已知拖把头接触地面部分与地面之间的滑动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是( B )A拖把头与地面之间的滑动摩擦力为12.5 NB该同学给拖把杆的作用力为5 NC拖把杆与竖直方向夹角的正切值为0.5D地面给拖把头的弹力和摩擦力的合力方向沿拖把杆解析拖把头与地面之间的滑动摩擦力为FfFN10 N，A错误；对拖把头受力分析，如图所示由于拖把匀速前进，由平衡条件可得F5 N，B正确；拖把杆与竖直方向夹角的正切值满足tan ，C错误；地面给拖把头的弹力和摩擦力合力方向与竖直方向夹角满足tan 0.5，所以合力不沿拖把杆，D错误。8(2023·黑龙江大庆市模拟预测)如图所示，OA、OB是两根光滑的金属杆，且AOOB，OA与水平方向成60°角。小球a、b分别套在OA和OB两根杆上，其质量均为m，某位置系统处于平衡状态，弹簧与金属杆OB成60°角。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k。则以下说法中错误的是( D )A此时弹簧处于压缩状态，且其压缩量等于B小球a受到OA杆的弹力大小为mgC小球b受到OB杆的弹力大小为mgD向下移动小球b至O点，待系统再次平衡后，弹簧压缩量变为解析如图所示受力分析小球a，设弹簧对小球的弹力大小为FN，OA杆对小球a的弹力大小为FNA，设FN与水平方向的夹角为1，FNA与水平方向的夹角为2。根据图中的几何关系有1230°，根据物体的平衡条件有FNcos 1FNAcos 2，FNsin 1FNAsin 2mg，求得FNFNAmg。根据胡克定律，有弹簧的压缩量为x，故AB正确；如图所示受力分析小球b，根据如上分析，其所受弹簧的弹力FN也为mg，OB杆对小球b的弹力为FNB，设FNB与水平方向的夹角为3，FN与水平方向的夹角为4。根据图中的几何关系有360°，430°，根据物体的受力平衡条件有FNBcos 3FNcos 4，求得FNBmg，故C正确；如图所示当将小球b移动至O点后，对小球a受力分析，设mg与垂直于OA杆方向的夹角为5。根据图中的几何关系有560°，根据物体的受力平衡条件有FNmgsin 5，求得FNmg，根据胡克定律，弹簧的压缩量为x。故D错误。9(2022·广东汕头二模)图甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行，图乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行，下列说法正确的是( ACD )A阶梯电梯对小张没有摩擦力作用B斜面电梯对小李没有摩擦力作用C阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上D斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上解析小张、小李均做匀速运动，受力如图所示可知阶梯电梯对小张没有摩擦力作用，斜面电梯对小李有摩擦力作用，A正确，B错误；根据受力平衡可知阶梯电梯对小张的作用力与小张的重力平衡，故阶梯电梯对小张的作用力方向竖直向上，C正确；根据受力平衡可知斜面电梯对小李的作用力与小李的重力平衡，故斜面电梯对小李的作用力方向竖直向上，D正确。10(2022·广东广州二模)黄河铁牛是世界桥梁史上的传世之宝。如图，唐代蒲津浮桥通过两岸的铁牛固定，铁牛底部的铁柱插入地下。设桥索对铁牛的拉力为F1，铁柱对铁牛的作用力为F2，则( AC )A若F1增大，F2也增大B若F1增大，F2将减小CF1与F2的合力方向竖直向上DF1与F2的合力方向竖直向下解析对铁牛受力分析，铁牛受重力G，桥索对铁牛的拉力为F1，铁柱对铁牛的作用力为F2，三个共点力平衡。根据共点力平衡条件和三角形定则可得，若F1增大，F2也增大，A正确，B错误；F1与F2的合力与重力平衡，故合力方向竖直向上，C正确，D错误。11(2023·湖北高三阶段练习)如图，一个装满水的空心球总质量为m，左侧紧靠在竖直墙面上，右侧由方形物块顶在其右下方的A点，使球处于静止状态。空心球的圆心为O，半径为R，A点距离圆心O的竖直距离为，重力加速度为g。则( AC )A方形物块对空心球的弹力大小为2mgB仅将方形物块向右移动一小许，墙面对空心球的弹力将不变C仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力将变小D仅当空心球里的水放掉一小部分，方形物块对球的弹力与水平方向的夹角将变小解析对空心球整体为研究对象，受力分析如图，因平衡受三力构成矢量三角形，由几何关系可知图中sin ，故方形物体对空心球的弹力大小为2mg，A正确；仅将方形物块向右移动一小许，变小，墙面对空心球的弹力将变大，B错误；仅当空心球里的水放掉一小部分，重力变小，虽然重心下降，但方形物块对空心球的弹力方向仍然指向圆心，方向不变，所以方形物块对球的弹力将变小，方形物块对球的弹力与水平方向的夹角不变，C正确，D错误。12(2023·广东模拟预测)如图所示，质量为m的小环套在位于竖直面内的固定光滑圆弧上。轻质弹性细绳一端固定在圆弧最高点A，另一端系在小环上。弹性绳原长l0与圆弧半径R之比为，小环静止于B时，弹性绳的弹力大小为F1、方向与竖直方向成60°角。将小环移至圆弧最低点C后轻轻放手，小环静止在C点，此时圆弧对小环的作用力大小为F2。重力加速度为g，弹性绳的弹力符合胡克定律，且始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( AC )AF1一定等于mg BF1可能大于mgCF25mg DF26mg解析如图，根据几何知识，AOB为等边三角形，小环静止受力平衡F1sin 60°FNsin 60°，竖直方向上mgF1cos 60°FNcos 60°，解得F1mg，B错误，A正确；根据几何知识ABR，。设此时弹性绳的伸长量为l1，劲度系数k，则l1ABl0，F1kl1，设小环在C点时弹性绳的伸长量为l2，则l22Rl0，弹性绳的弹力F2kl2，联立解得F26mg，圆弧对小环的作用力大小为F2，F2F2mg5 mg，D错误，C正确。二、非选择题13如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重60 N，A与水平面之间的动摩擦因数为0.3，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角，CD绳上的拉力为15 N。sin 37°0.6，cos 37°0.8。求：(1)物体A受到的摩擦力为多大？(2)物体B重力为多大？答案(1)12 N(2)9 N解析以结点C为研究对象，受力情况如图所示，因为处于静止状态，F115 N，在x轴上，AC绳的拉力F2F1cos 37°12 N在y轴上，BC绳的拉力F3F1sin 37°9 NA物体处于静止，在水平方向受到的摩擦力Ff大小与绳AC拉力大小相等，即FfF212 N，B物体处于静止，则GBF39 N14一重为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相同，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为0.25，则：(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，如图乙所示，且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等，发现圆柱体能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小。(sin 37°06，cos 37°0.8)答案(1)0.5G(2)0.4G解析(1)分析圆柱体的受力可知，沿轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力，由题给条件知F2Ff由圆柱体重力产生的效果将重力进行分解，如图所示：由平衡条件可得GF1F2，由FfF1得F0.5G。(2)把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F1F2Gcos 37°0.8G，此时工件所受槽的摩擦力大小Ff2F10.4G。