高考第一輪復習物理：12力的合成與分解 共點力作用下的物體的平衡_

1、高考第一輪復習物理:12力的合成與分解 共點力作用下的物體的平衡 _.txt9母愛是一滴甘 露,親吻干涸的泥土,它用細雨的溫情,用鉆石的堅毅,期待著閃著碎光的泥土的肥沃;母 愛不是人生中的一個凝固點, 而是一條流動的河, 這條河造就了我們生命中美麗的情感之景。 第單元 力的合成與分解·共點力作用下的物體的平衡闖關訓練夯實基礎1. 物體受共點力 F1、 F2、 F3作用而做勻速直線運動,則這三個力可能選取的數(shù)值為 A.15 N、 5 N、 6 N B.3 N、 6 N、 4 NC.1 N、 2 N、 10 N D.1 N、 6 N、 8 N解析:物體在 F1、 F2、 F3作用下而做勻

2、速直線運動,則三個力的合力必定為零,只有 B 選項中的三個力的合力可能為零,故選 B.答案:B2. 一組力作用于一個物體,其合力為零 . 現(xiàn)把其中的一個大小為 20 N的力的作用方向改 變 90°而大小不變,那么這個物體所受力的合力大小是 _.解析:由于物體所受的合力為零,則除 20 N以外的其他力的合力大小為 20 N,方向與 20 N 的力方向相反 . 若把 20 N 的力的方向改變 90°,則它與其余力的合力垂直,由平行四邊 形定則知物體所受力的合力大小為 20 N.答案:20 N3. 如圖 1-2-15所示, 物塊在力 F 作用下向右沿水平方向勻速運動, 則物塊受的

3、摩擦力 Ff 與拉力 F 的合力方向應該是圖 1-2-15A. 水平向右 B. 豎直向上C. 向右偏上 D. 向左偏上解析:對物塊進行受力分析如圖所示:除 F 與 Ff 外, 它還受豎直向下的重力 G 及豎直向 上的支持力 FN ,物塊勻速運動,處于平衡狀態(tài),合力為零 . 由于重力 G 和支持力 FN 在豎直方 向上,為使這四個力的合力為零, F 與 Ff 的合力必須沿豎直方向 . 由平行四邊形定則可知, F 與 Ff 的合力只能豎直向上 . 故 B 正確 .答案:B4. 如圖 1-2-16所示, 物體靜止于光滑水平面 M 上, 力 F 作用于物體 O 點, 現(xiàn)要使物體 沿著 O 方向做加速運

4、動(F 和 O 都在 M 水平面內 . 那么,必須同時再加一個力,這個力的最 小值是圖 1-2-16A.Fcos B.Fsin C.Ftan D.Fcot 解析:為使物體在水平面內沿著 O 做加速運動,則 F 與的合力方向應沿著 O ,為使最小, 應與 O 垂直,如圖所示 . 故的最小值為 =Fsin, B 選項正確 .答案:B5. 某運動員在單杠上做引體向上的動作, 使身體勻速上升 . 第一次兩手距離與肩同寬, 第 二次兩手間的距離是肩寬的 2倍 . 比較運動員兩次對單杠向下的作用力的大小,其結果為 _.解析:由于運動員勻速上升,運動員兩次所受單杠的作用力都等于他的重力,故他對單 杠向下的作

5、用力都是 mg.答案:mg6. 一根輕質細繩能承受的最大拉力是 G ,現(xiàn)把一重為 G 的物體系在繩的中點,兩手先并 攏分別握住繩的兩端,然后緩慢地左右對稱分開 . 為使繩不斷,兩繩間的夾角不能超過 A.45°B.60°C.120°D.135°解析:當兩繩間的夾角為 120°時,兩繩的拉力等于 G ;若兩繩的夾角大于 120°,兩繩 的拉力大于 G ;若兩繩間的夾角小于 120°,兩繩的拉力小于 G ,故選 C.答案:C7. 刀、斧、鑿、刨等切削工具的刃都叫做劈,劈的截面是一個三角形,如圖 1-2-17所示,使用劈的時候,在劈

6、背上加力 F ,這個力產生的作用效果是使劈的兩側面推壓物體, 把物體劈開 . 設劈的縱截面是一個等腰三角形, 劈背的寬度是 d , 劈的側面的長度是 L. 試求劈 的兩個側面對物體的壓力 F1、 F2.圖 1-2-17解析:根據力 F 產生的作用效果,可以把力 F 分解為兩個垂直于側面的力、 ,如圖所示, 由對稱性可知, =.根據力三角形 OF 與幾何三角形 ACB 相似可得 =所以 =F由于 F1=, F2=,故 F1=F2=F.答案:F1=F2=F8. 如圖 1-2-18所示,保持 不變,將 B 點向上移,則 BO 繩的拉力將圖 1-2-18A. 逐漸減小 B. 逐漸增大C. 先減小后增大

7、 D. 先增大后減小解析:對結點 O 受力分析如圖甲所示 . 由于結點 O 始終處于平衡狀態(tài),合力為零,故 F1、 FB 、 FA 經過平移可構成一個矢量三角形,其中 F1=mg,其大小和方向始終不變; FA 方向也不 變,大小可變; FB 的大小、方向都在變 . 在繩向上偏移的過程中,可能作出一系列矢量三角 形如圖乙所示,顯而易見在 FB 變化到與 FA 垂直前, FB 是逐漸變小的,然后 FB 又逐漸變大 . 同時看出 FA 是逐漸變小的,故 C 正確 . 應用此方法可解決許多相關動態(tài)平衡問題 .甲 乙答案:C9. 用細繩 AC 和 BC 吊起一重物,兩繩與豎直方向的夾角如圖 1-2-19

8、所示, AC 能承受 的最大拉力為 150 N , BC 能承受的最大拉力為 100 N. 為使繩子不斷裂,所吊重物的質量不得 超過多少 ?圖 1-2-19解析:重物受到的三個力的方向已確定 .當 AC 、 BC 中有一條繩的拉力達到最大拉力時,設 FAC 已達到 FAC =150 N,已知 FBC = FACtan30°=86.6 N<100 N.G = N=172 N.G =172 N時, FAC =150 N,而 FBC <100 N, AC 要斷 .所以 G 172 N, m 17.2 kg.答案:m 17.2 kg10. (2003年高考新課程理科綜合, 19如

9、圖 1-2-20所示,一個半球形的碗放在桌面 上,碗口水平, O 點為其球心,碗的內表面及碗口是光滑的 . 一根細線跨在碗口上,線的兩端 分別系有質量為 m1和 m2的小球, 當它們處于平衡狀態(tài)時, 質量為 m1的小球和 O 點的連線與 水平線的夾角為 =60°. 兩小球的質量比為圖 1-2-20A. B.C. D.解析:由 FN 與 FT 水平方向合力為零可知, FN=FT;豎直方向有 2FT cos30°=m1g,又 FT =m2 g,從而得 2m2 g×=m1 g,解得 =.答案:A培養(yǎng)能力11. 如圖 1-2-21所示, 重為 G 的均勻鏈條, 兩端用等長

10、的輕繩連接, 接在等高的地方, 繩與水平方向成 角 . 試求:(1繩子的張力;(2鏈條最低點的張力 .圖 1-2-21解析:(1如圖所示,設兩端繩的拉力均為 F1,則有 2F1sin =GF1=.(2設鏈條最低點的張力為 F2,則有F2=F1cos=Gcot.答案:(1 (2 Gcot 12. 水平橫梁的一端 A 插在墻壁內,另一端裝有一小滑輪 B. 一輕繩的一端 C 固定在墻壁 上,另一端跨過滑輪后懸掛一質量 m=10 kg 的重物, CBA=30°,如圖 1-2-22 所示 . 則滑 輪受到繩子的作用力為(g 取 10 m/s2圖 1-2-22A.50 N B.50 N C.10

11、0 N D.200 N解析:滑輪所受繩子的作用力是滑輪兩側繩子拉力的合力 . 根據定滑輪的特點, 兩側繩的 拉力均為 F=mg=100 N.由于兩側繩的夾角為 120°,所以,它們的合力也等于 100 N, C 選項 正確 .答案:C13. (2003年遼寧大綜合, 36如圖 1-2-23所示,一質量為 M 的楔形木塊放在水平桌面上,它的頂角為 90°,兩底角為 和 ; a 、 b 為兩個位于斜面上質量均為 m 的小木塊 . 已 知所有接觸面都是光滑的 . 現(xiàn)發(fā)現(xiàn) a 、 b 沿斜面下滑,而楔形木塊靜止不動,這時楔形木塊對 水平桌面的壓力等于圖 1-2-23A.Mg+mg

12、B.Mg+2mgC.Mg+mg(sin +sin D.Mg+mg(cos +cos解析:以楔形木塊為研究對象,它受到重力、支持力、兩木塊的壓力,根據平衡條件得 FN=Mg+mgcos2+mgcos2由于 +=90°,故 cos2+cos2=1,所以楔形木塊對地面的壓力為 FN=Mg+mg正確選項為 A.答案:A14. 如圖 1-2-24所示, 用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形, BC 水平, AC 邊豎直, ABC=, AB 及 AC 兩邊上分別套有細線連著的銅環(huán),當它們靜止時,細線跟 AB 所成的角 的大小 為(細線長度小于 BC 圖 1-2-24A. =B. >C. <

13、D. <<解析:若銅環(huán) Q 質量為零,則它僅受線的拉力和鐵絲 AC 的彈力,它們是一對平衡力 . 由 于鐵絲對 Q 環(huán)的彈力垂直于 AC , 則細線必定垂直于 AC , 此時 =, 由于 Q 環(huán)的質量大于零, 故 >. 同樣的道理,若銅環(huán) P 的質量為零,則 =,而銅環(huán) P 的質量大于零,則 <,故 <<. 選項 D 正確 .答案:D探究創(chuàng)新15. (2004年天津理綜, 17中子內有一個電荷量為 +e的上夸克和兩個電荷量為-e 的 下夸克, 一簡單模型是三個夸克都在半徑為 r 的同一圓周上, 如圖 1-2-25所示 . 圖 1-2-26給出的四幅圖中,能正

14、確表示出各夸克所受靜電作用力的是圖 1-2-25圖 1-2-26解析:電荷量為-e 的下夸克所受的另一個電荷量為-e 的下夸克給它的靜電力, 為電荷 量為 +e的上夸克給它靜電力的,則由受力圖及相應的幾何知識可得到,兩個電荷量為-e 的 下夸克所受的靜電力的合力均豎直向上,電荷量為 +e的上夸克所受的靜電力的合力豎直向 下,故 B 選項正確 .答案:B16. 有點難度喲!如圖 1-2-27所示,在傾角 =60°的斜面上放一個質量為 m 的物體,用 k=100 N/m 的 輕質彈簧平行斜面吊著 . 發(fā)現(xiàn)物體放在 PQ 間任何位置都處于靜止狀態(tài),測得 AP=22 cm , AQ=8 cm

15、 ,則物體與斜面間的最大靜摩擦力等于多少?圖 1-2-27解析:物體位于 Q 點時, 彈簧必處于壓縮狀態(tài), 對物體的彈力 FQ 沿斜面向下; 物體位于 P 點時, 彈簧已處于拉伸狀態(tài), 對物體的彈力 FP 沿斜面向上, P 、 Q 兩點是物體靜止于斜面上 的臨界位置,此時斜面對物體的靜摩擦力都達到最大值 Fm ,其方向分別沿斜面向下和向上 . 根據胡克定律和物體的平衡條件得:k (l0-l1 +mgsin=Fmk (l2-l0 =mgsin+Fm解得 Fm=k(l2-l1 =×100×0.14 N=7 N.答案:7 N17. 有點難度喲!壓榨機如圖 1-2-28所示, B

16、為固定鉸鏈, A 為活動鉸鏈 . 在 A 處作用一水平力 F , C 就 以比 F 大得多的力壓 D. 已知 L=0.5 m, h=0.1 m, F=200 N, C 與左壁接觸面光滑,求 D 受到 的壓力 .圖 1-2-28解析:根據水平力產生的效果,它可分解為沿桿的兩個分力 F1、 F2,如圖 a 所示 . 則 F1=F2=而沿 AC 桿的分力 F1又產生了兩個效果:對墻壁的水平推力 F3和對 D 的壓力 F4, 如圖 b 所示,則 F4=F1sin=Ftan而 tan =故 F4= N=500 N.答案:500 N信息鏈接破冰船為什么能夠破冰?每當嚴寒降臨、 冬季來到的時候, 北方的港灣

17、和海面常常會冰封, 使航道阻塞 . 為了便于 船舶出入港口,往往要用破冰船進行破冰 . 那么,破冰船是如何破冰的呢?原來破冰船同其他船比較,有自己的特點:它的船體結構特別堅實,船殼鋼板比一般船 舶厚得多; 船寬體胖上身小, 便于在冰層中開出較寬的航道; 船身短 (一般船的長與寬之比, 大約是七比一到九比一,破冰船是四比一 ,因而進退和變換方向靈活,操縱性好;吃水深, 可以破碎較厚的冰層;馬力大、航速高,這樣向冰層猛沖時,沖擊力大;它的船頭造成折線 型,使頭部底線與水平線成 2035度角,船頭可以 " 爬 " 到冰面上;它的船頭、船尾和船腹兩 側,都備有很大的水艙,作為破冰設

18、備 . 破冰船遇到冰層,就使翹起的船頭爬上冰面,靠船 頭部分的重量把冰壓碎 . 這個重量是很大的,一般要達到 1 000噸左右,不太堅固的冰層,在 破冰船的壓力之下馬上就讓步了 . 如果冰層較堅固, 破冰船往往要后退一段距離, 然后開足馬 力猛沖過去,一次不行,就反復沖,把冰層沖破 . 遇到很厚的冰層,一下沖不開,破冰船就開 動馬力很大的水泵, 把船尾的水艙灌滿, 因為船的重心后移, 船頭自然會抬高 . 這時, 將船身 稍向前進,使船頭擱在厚冰層上,接著就把船尾的水艙抽空,同時把船頭的水艙灌滿 . 這樣, 本來重量很大的船頭, 再加上打進船頭水艙里的幾百噸水的重量, 很厚的冰層, 也會被壓碎 . 這樣,破冰船就慢慢地不斷前進,在冰上開出一條水道 .歐洲國家的破冰船,在北冰洋有時遇到更厚更結實的冰層,往往會發(fā)生這樣的事情:破 冰船升到了冰面之上, 而冰層并不破裂,