第二節(jié) 力的合成與分解(共5頁(yè))

1、 第二節(jié)力的合成(hchng)與分解(時(shí)間(shjin):45分鐘必做題滿(mǎn)分(mn fn):100分選做題:10分)一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得8分,選對(duì)但不全的得5分,有選錯(cuò)的得0分)1.作用在同一物體上的下列幾組力中,不能使物體做勻速運(yùn)動(dòng)的有()A.3 N,4 N,5 NB.2 N,3 N,6 NC.4 N,6 N,9 ND.5 N,6 N,11 N解析:欲使物體做勻速運(yùn)動(dòng),物體受到的合力必為零.物體受到三個(gè)力作用時(shí),若三個(gè)力在同一直線(xiàn)上,則其中的兩個(gè)力為同一方向,這兩個(gè)力的

2、合力與第三個(gè)力大小相同、方向相反.若三個(gè)力不在同一直線(xiàn)上,則這三個(gè)力必組成一個(gè)力的三角形.對(duì)照上述分析,選B.答案:B2.F1、F2是力F的兩個(gè)分力.若F=10 N,則下列不可能是F的兩個(gè)分力的是()A.F1=10 NF2=10 NB.F1=20 NF2=20 NC.F1=2 NF2=6 ND.F1=20 NF2=30 N解析:合力F和兩個(gè)分力F1、F2之間的關(guān)系為|F1-F2|FF1+F2,則應(yīng)選C.答案:C3.如圖所示,吊床用繩子拴在兩棵樹(shù)上等高位置.某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均處于靜止?fàn)顟B(tài).設(shè)吊床兩端系繩中的拉力為F1、吊床對(duì)該人的作用力為F2,則()A.坐著比躺著時(shí)F1大B.躺著

3、比坐著時(shí)F1大C.坐著比躺著時(shí)F2大D.躺著比坐著時(shí)F2大解析:設(shè)繩子與水平方向的夾角為,在豎直方向上由平衡條件有G=2F1sin ,所以F1=G2sin,因坐著比躺著夾角小,所以繩中的拉力大,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò);兩種情況吊床對(duì)該人的作用力F2的大小都等于人的重力大小,所以選項(xiàng)C、D錯(cuò).答案:A4.如圖所示,在一內(nèi)壁光滑的半圓球殼內(nèi)有兩個(gè)(lin )可視為質(zhì)點(diǎn)的小球用一勁度系數(shù)為k的輕彈簧(tnhung)連接著,已知球殼固定(gdng)且內(nèi)半徑為R,兩小球質(zhì)量均為m.兩球與彈簧靜止時(shí)處在同一水平線(xiàn)上,小球與球殼球心連線(xiàn)與水平方向成角,彈簧形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi),則彈簧的原長(zhǎng)為()A.mgkt

4、anB.mg2ktanC.mgktan+2Rcos D.mg2ktan+2Rcos 解析:對(duì)左邊小球受力分析如圖所示,由于彈力kx和重力mg的合力FN與FN等大反向,mg=kxtan ,x=mgktan,又由幾何關(guān)系得此時(shí)兩球間距為2Rcos ,所以彈簧的原長(zhǎng)為2Rcos +x,故C正確.答案:C5.如圖所示,用一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A,為使細(xì)繩與豎直方向夾角為30且繃緊,小球A處于靜止,則對(duì)小球施加的最小的力是()A.3mgB.32mgC.12mgD.33mg解析:將重力mg在沿繩方向與要施加的力的反方向分解,如圖所示,可知當(dāng)F1與F2垂直時(shí)F1最小,所以施

5、加的力與F1等大反向即可使小球靜止,故Fmin=mgsin 30=12mg,故C正確.答案:C6.如圖所示,清洗樓房玻璃的工人常用一根繩索將自己懸在空中,工人及其裝備的總重量為G,懸繩與豎直墻壁的夾角為,懸繩對(duì)工人的拉力大小為FT,墻壁對(duì)工人的彈力大小為FN,則()A.FT=GcosB.FN=Gtan C.若緩慢(hunmn)減小懸繩的長(zhǎng)度,FT與FN的合力(hl)變大D.若緩慢(hunmn)減小懸繩的長(zhǎng)度,FT減小,FN增大解析:分析人的受力,由平衡條件得:FTcos =G,FTsin =FN,所以FT=Gcos,FN=Gtan ,從以上表達(dá)式可看出,緩慢減小懸繩的長(zhǎng)度,增大,FT與FN都增

6、大,合力大小始終等于重力大小,選項(xiàng)A、B正確.答案:AB7.如圖所示,沿傾角為30的粗糙斜面上,有一根原長(zhǎng)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,另一端放置重80 N的物體A后,彈簧長(zhǎng)度縮短為8 cm,現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向上拉物體,若物體與斜面間最大靜摩擦力為25 N,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為8 cm時(shí),測(cè)力計(jì)讀數(shù)可能為()A.10 NB.20 NC.50 ND.60 N解析:施加拉力前,物體受到四個(gè)力的作用而平衡:重力G、垂直斜面向上的支持力FN、沿斜面向上的摩擦力Ff和彈簧對(duì)物體施加的沿斜面向上的彈力FT(受力圖略),其中FT=20 N,根據(jù)平衡條件可求出,Ff=G

7、sin 30-FT=20 N;施加拉力F后,彈簧長(zhǎng)度不變,說(shuō)明物體仍然靜止,并且彈簧對(duì)物體施加的彈力大小和方向不變,若摩擦力沿斜面向上,則F+Ff+FT=Gsin 30,即F+Ff=20 N,摩擦力Ff隨著F增大而變小,當(dāng)F=20 N時(shí),Ff=0,若F20 N,摩擦力沿斜面向下,因?yàn)槲矬w沒(méi)有滑動(dòng),所以F+FTGsin 30+Ffm,代入數(shù)據(jù)可得,FF2)解得:F1=8 NF2=6 N(2)合力的范圍是2 NF14 N答案:(1)8 N6 N(2)2 NF14 N10.(18分)如圖所示,質(zhì)量M=1 kg的木塊套在豎直桿上,并用輕繩與質(zhì)量m=2 kg的小球相連.今用跟水平方向成=30角的力F=2

8、0 N拉著球,帶動(dòng)木塊一起豎直向下勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中木塊、小球的相對(duì)位置保持不變,g取10 m/s2,求:(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中輕繩與豎直方向的夾角.(2)木塊與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù).解析: (1)對(duì)小球受力分析:因F=mg=20 N,且F與G夾角為120,則FT=20 N,方向在F與G夾角的平分線(xiàn)上,故=60.(2)對(duì)木塊受力分析:由平衡條件得:Fx=Mg+FTcos -Ff=0Fy=FTsin -FN=0又Ff=FN解得:=233.答案(d n):(1)60(2)233三、選做題(10分)11.三根不可伸長(zhǎng)(shn chn)的相同的輕繩,一端(ydun)系在半徑為r0的環(huán)1上,彼此間距相等,繩穿過(guò)半徑為r0的第2個(gè)圓環(huán),另一端同樣地系在半徑為2r0的環(huán)3上,如圖所示,環(huán)1固定在水平面上,整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).試求第2個(gè)環(huán)中心與第3個(gè)環(huán)中心之間的距離.(三個(gè)環(huán)都是用相同的金屬絲制作的,摩擦不計(jì))解析:過(guò)中心