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2011届高三物理一轮复习同步练习7: 力的合成与分解

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文档简介:

中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.com力的合成与分解一、选择题(本大题共10个小题,共70分,每小题至少有一个选项正确,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.手握轻杆,杆的另一端安装有一个小滑轮C,支持着悬挂重物的绳子,如图1所示,现保持滑轮C的位置不变,使杆向下转动一个角度,则杆对滑轮C的作用力将()图1A.变大B.不变C.变小D.无法确定解析:杆对滑轮C的作用力大小等于两绳的合力,由于两绳的合力不变,故杆对滑轮C的作用力不变.答案:B2.如图2所示,一个物体由绕过定滑轮的绳拉着,分别用图中所示的三种情况拉住,在这三种情况下,若绳的张力分别为F1、F2、F3,轴心对定滑轮的支持力分别为FN1、FN2、FN3.滑轮的摩擦、质量均不计,则()图2A.F1=F2=F3,FN1>FN2>FN3B.F1>F2>F3,FN1=FN2=FN3C.F1=F2=F3,FN1=FN2=FN3D.F1<F2<F3,FN1<FN2<FN3解析:由于定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,所以F1=F2=F3=G,又轴心对定滑轮的支持力等于绳对定滑轮的合力.而已知两个分力的大小,其合力与两分力的夹角θ满足关系式:F=G2+G2+2GGcosθ=G2(1+cosθ),θ越大,F越小,故FN1>FN2>FN3,只有选项A正确.答案:A3.如图3所示,用一根长为l的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹30°角且绷紧,小球A处于静止,对小球施加的最小的力是()图3A.3mgB.32mg中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.comC.12mgD.33mg解析:将mg在沿绳方向与垂直于绳方向分解,如图所示.所以施加的力与F1等大反向即可使小球静止,故Fmin=mgsin30°=12mg,故选C.答案:C4.(2010·长沙模拟)如图4所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图.使用时,用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动,把涂料均匀地粉刷到墙壁上.撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计,而且撑竿足够长.粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推图4涂料滚,使撑竿与墙壁间的夹角越来越小.该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1,墙壁对涂料滚的支持力为F2,下列说法正确的是()A.F1、F2均减小B.F1、F2均增大C.F1减小,F2增大D.F1增大,F2减小解析:在缓缓上推过程中涂料滚受力如图所示.由平衡条件可知:F1sinθ-F2=0F1cosθ-G=0解得F1=cosGF2=Gtanθ由于θ减小,所以F1减小,F2减小,故正确答案为A.答案:A5.如图5所示,轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B,物体B放在水平地面上,A、B均静止.已知A和B的质中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.com量分别为mA、mB,绳与水平方向的夹角为θ,则()图5A.物体B受到的摩擦力可能为0B.物体B受到的摩擦力为mAgcosθC.物体B对地面的压力可能为0D.物体B对地面的压力为mBg-mAgsinθ解析:对B受力分析如右图所示,则水平方向上:Ff=FT·cosθ由于FT=mAg所以Ff=mAgcosθ,故A错B对;竖直方向上:FNB+FTsinθ=mBg所以FNB=mBg-FTsinθ=mBg-mAgsinθ,故C错D对.答案:BD6.如图6甲所示为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,O、a、b、c、d…等为网绳的结点.安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在O点上.该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均成120°向上的张角,如图乙所示,此时O点受到的向下的冲击力大小为F,则这时O点周围每根网绳承受的力的大小为()图6A.FB.F2C.F+mgD.F+mg2解析:O点周围共有4根绳子,设每根绳子的力为F′,则4根绳子的合力大小为2F′,所以F=2F′,所以F′=F2,应选B.答案:B7.(2009·浙江高考)如图7所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.com斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()图7A.32mg和12mgB.12mg和32mgC.12mg和12μmgD.32mg和32μmg解析:三棱柱受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用而平衡,故FN=mgcos30°=32mg,Ff=mgsinθ=12mg,A正确.答案:A8.如图8所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的()图8A.F1B.F2C.F3D.F4解析:由于小球B处于静止状态,且细线OB沿竖直方向,因此细线AB无弹力,对小球A受力分析,由于它受力平衡,并根据小球A受到的细线的拉力和重力的方向可知,施加给小球A的力F应沿F2或F3的方向,故选B、C.答案:BC9.(2010·天津模拟)如图9所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是()图9A.物体A的高度升高,θ角变大B.物体A的高度降低,θ角变小C.物体A的高度升高,θ角不变中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.comD.物体A的高度不变,θ角变小解析:最终平衡时,绳的拉力F大小仍为mAg,由二力平衡可得2Fsinθ=mBg,故θ角不变,但因悬点由Q到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,所以C正确.答案:C10.在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处,为此工人们设计了一种如图10所示的简易滑轨:两根圆柱形木杆AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上,把一摞弧形瓦放在两木杆构成的滑轨上,瓦将沿滑轨滑到低处.在实际操作图10中发现瓦滑到底端时速度较大,有时会摔碎,为了防止瓦被损坏,下列措施中可行的是()A.增加每次运送瓦的块数B.减少每次运送瓦的块数C.增大两杆之间的距离D.减小两杆之间的距离解析:沿两个杆的方向仰视或俯视,弧形瓦受到两个杆各自提供的两个支持力,且支持力垂直于瓦面和杆倾斜向上,如图所示.因为瓦在垂直两杆的平面内受力平衡,即其垂直分量不变,所以两杆之间距离越大支持力的方向就越倾斜,支持力也就越大,滑动摩擦力Ff随着支持力的增大而增大;根据牛顿第二定律得弧形瓦下滑的加速度a=gsinα-fFm,其值会随Ff增大而减小;因为弧形瓦滑到底端的路程即木杆的长度一定,所以加速度越小,到达底端的速度就越小,C正确.答案:C二、非选择题(本大题共2个小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11.(15分)(2008·重庆高考)滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力FN垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时(如图11所示),滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.com108kg,试求(重力加速度g取10m/s2,sin37°=35,忽略空气阻力):图11(1)水平牵引力的大小;(2)滑板的速率.解析:(1)以滑板和运动员为研究对象,其受力如图所示由共点力平衡条件可得FNcosθ=mg①FNsinθ=F②由①、②联立,得F=810N(2)FN=mg/cosθFN=kv2得v=mgkcosθ=5m/s.答案:(1)810N(2)5m/s12.(15分)榨油在我国已有上千年的历史,较早时期使用的是直接加压式榨油方法.而现在已有较先进的榨油方法,某压榨图12机的结构示意图如图12所示,其中B点为固定铰链,若在A铰链处作用一垂直于壁的力F,则由于力F的作用,使滑块C压紧物体D,设C与D光滑接触,杆的重力及滑块C的重力不计.压榨机的尺寸如图所示,l=0.5m,b=0.05m.求物体D所受压力的大小是F的多少倍?解析:按力F的作用效果沿AB、AC方向分解为F1、F2,如图甲所示,则中国最大的教育门户E度高考网www.gaokao.com中国最大的教育门户网站E度高考网www.gaokao.comF1=F2=2cosF由几何知识得tanθ=lb=10.按力F2的作用效果沿水平向左和竖直向下分解为FN′、FN,如图乙所示,则FN=F2sinθ以上各式联立解得FN=5F所以物体D所受压力的大小是F的5倍.答案:5倍2011届高三物理一轮复习同步练习7: 力的合成与分解

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