備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第二章相互作用第3講力的合成與分解

第3講力的合成與分解1.[多選]一物體靜止于水平桌面上，與桌面間的最大靜摩擦力為5N，現(xiàn)將水平面內(nèi)三個力同時作用于物體的同一點，三個力的大小分別為2N、2N、3N.下列關(guān)于物體受力狀況和運動狀況的說法正確的是（ABC）A.物體所受靜摩擦力可能為2NB.物體所受靜摩擦力可能為4NC.物體可能仍保持靜止D.物體確定被拉動解析兩個2N的力的合力范圍為0～4N，然后與3N的力合成，則三力的合力范圍為0～7N，由于最大靜摩擦力為5N，因此可判定A、B、C正確，D錯誤.2.[傳統(tǒng)文化/2024廣東廣州真光中學(xué)高三校考]耙在中國已有1500年以上的歷史，北魏賈思勰著《齊民要術(shù)》稱之為“鐵齒楱”，將運用此農(nóng)具的作業(yè)稱作耙.如圖甲所示，牛通過兩根耙索拉耙沿水平方向勻速耙地.兩根耙索等長且對稱，延長線的交點為O1，夾角∠AO1B＝60°，拉力大小均為F，平面AO1B與水平面的夾角為30°（O2為AB的中點），如圖乙所示.忽視耙索質(zhì)量，下列說法正確的是（B）A.兩根耙索的合力大小為FB.兩根耙索的合力大小為3FC.地對耙的水平阻力大小為32D.地對耙的水平阻力大小為F解析兩根耙索的合力大小為F'＝2Fcos30°＝3F，故A錯誤，B正確；由平衡條件可知，地對耙的水平阻力大小為f＝F'cos30°＝32F3.如圖所示，一個“Y”形彈弓頂部跨度為L，4根相同的橡皮條自由長度均為L，在橡皮條的末端用一塊軟羊皮（長度不計）做成囊片.若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿意胡克定律，且勁度系數(shù)為k，放射彈丸時將橡皮條拉長至每根橡皮條長度均為2L（彈性限度內(nèi)），然后放手.剛放手時囊片對彈丸的作用力為（D）A.2kL B.3kL C.7kL D.15kL解析依據(jù)胡克定律知，每根橡皮條的彈力F＝k（2L－L）＝kL，設(shè)此時一側(cè)橡皮條與合力的夾角為θ，如圖所示，依據(jù)幾何關(guān)系知sinθ＝14，剛放手時囊片對彈丸的作用力為F合＝2×2Fcosθ＝15kL4.[力分解的實際應(yīng)用/2024高三TOP二十名校調(diào)研四]如圖所示，把帆面張在航向（船頭指向）和風(fēng)向之間，因風(fēng)對帆的壓力F垂直帆面，它會分成兩個分力F1、F2，其中F2垂直船軸即航向（“龍骨”），會被很大的橫向阻力平衡，F(xiàn)1沿著航向，已知帆面與航向之間的夾角為θ，船的總質(zhì)量為m，下列說法正確的是（C）A.F2＝FsinθB.船受到的合力是F1C.F1是船前進的動力D.若船沿著航向的阻力為f，則船的加速度為F解析由題圖可得F2＝Fcosθ、F1＝Fsinθ，選項A錯誤；F1與船運動的方向相同，是船前進的動力，因為船沿著航向還會受到阻力，則船受到的合力小于F1，選項B錯誤，選項C正確；由牛頓其次定律可得船的加速度a＝F1－fm5.[2024湖南常德一中?？糫如圖所示，半徑為R的半圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，O為圓心，P為軌道最高點.中間有孔、質(zhì)量為m的小球穿過半圓形軌道，輕彈簧一端固定在P點，另一端與小球相連，小球在M點保持靜止，OM與OP夾角為θ＝60°.已知重力加速度為g，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則（D）A.小球受到兩個力的作用B.小球不行能有形變C.軌道對小球的彈力大小為0.6mgD.輕彈簧的原長為R－mg解析分析可知，小球受重力、彈簧的彈力、軌道的彈力三個力的作用，故A錯誤；小球受到彈力作用，必定有反作用的彈力，小球確定有形變，故B錯誤；軌道對小球的彈力方向與彈簧彈力的方向夾角為120°，且兩者都與豎直方向成60°角，依據(jù)對稱性可知，小球處于平衡狀態(tài)時軌道對小球的彈力大小為mg，故C錯誤；同理可知，輕彈簧對小球的彈力大小也為mg，依據(jù)胡克定律可得，伸長量為Δx＝mgk，所以輕彈簧的原長為L0＝R－mg6.[2024江西大余中學(xué)階段練習(xí)]如圖，“V形”對接的斜面P、Q固定在水平面上，兩斜面與水平面夾角均為θ＝60°，其中P斜面粗糙，Q斜面光滑，兩個質(zhì)量均為m的小滑塊a、b通過輕桿分別靜止在P、Q上，滑塊與輕桿間連有鉸鏈，輕桿垂直于斜面P，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.下列說法正確的是（D）A.輕桿對a的彈力表現(xiàn)為拉力B.輕桿對a的彈力方向與斜面P不垂直C.輕桿對b的彈力大小為32D.斜面P對a的摩擦力大小為32解析對b進行受力分析，依據(jù)平衡條件可知，輕桿對b的彈力沿桿向上，則輕桿對a的彈力沿桿向下，表現(xiàn)為推力，故A錯誤；由于滑塊與輕桿間連有鉸鏈，故輕桿對a的彈力方向沿桿的方向，與斜面P垂直，故B錯誤；以b為探討對象，設(shè)輕桿的彈力大小為F，依據(jù)平衡條件可得Fcos30°＝mgsin60°，解得F＝mg，故C錯誤；對a進行受力分析，依據(jù)平衡條件可知，a受到的靜摩擦力大小為f＝mgsin60°＝32mg7.[2024福建泉州質(zhì)量監(jiān)測]如圖甲的玩具吊車，其簡化結(jié)構(gòu)如圖乙所示，桿AB固定于平臺上且不行轉(zhuǎn)動，其B端固定一光滑定滑輪；輕桿CD用鉸鏈連接于平臺，可繞C端自由轉(zhuǎn)動，其D端連接兩條輕繩，一條輕繩繞過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物，另一輕繩纏繞于電動機轉(zhuǎn)軸O上，通過電動機的牽引限制重物的起落.某次吊車將重物吊起至確定高度后保持靜止，此時各段輕繩與桿之間的夾角如圖乙所示，其中兩桿處于同一豎直面內(nèi)，OD繩沿豎直方向，γ＝30°，θ＝90°，重力加速度大小為g，則（B）圖甲圖乙A.α確定等于βB.AB桿受到繩子的作用力大小為3mgC.CD桿受到繩子的作用力方向沿∠ODB的角平分線方向，大小為mgD.當(dāng)啟動電動機使重物緩慢下降時，AB桿受到繩子的作用力將漸漸減小解析依據(jù)幾何關(guān)系可知，桿AB兩側(cè)繩子的夾角i＝α＋β＝90°－γ＝60°，又桿AB兩側(cè)繩子拉力均為mg，依據(jù)力的合成有F繩＝2mgcosi2，解得F繩＝3mg，B正確；F繩沿i的角平分線方向，由于桿AB的A端固定，則B處繩子對桿的彈力方向不愿定沿桿【點撥：“死桿”模型中，桿上彈力不愿定沿桿】，則i的角平分線不愿定沿桿AB，即α不愿定等于β，A錯誤；由于CD桿的C端帶鉸鏈，則D處繩子對桿的彈力方向確定沿桿【點撥：“活桿”模型中，桿上彈力確定沿桿】，C錯誤；重物緩慢下降的過程中，α漸漸減小，則i漸漸減小，依據(jù)B項分析可知，F(xiàn)繩漸漸8.如圖為汽車的機械式手剎（駐車器）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)構(gòu)對稱.當(dāng)向上拉動手剎拉桿時，手剎拉索（不行伸縮）就會拉緊，拉索OD、OC分別作用于兩邊輪子的制動器，從而實現(xiàn)駐車的目的，則以下說法正確的是（D）A.當(dāng)OD、OC兩拉索夾角為60°時，三根拉索的拉力大小相等B.拉動手剎拉桿時，拉索AO上的拉力總比拉索OD和OC中任何一個拉力大C.若在AO上施加一恒力，OD、OC兩拉索夾角越小，拉索OD、OC拉力越大D.若保持OD、OC兩拉索拉力不變，OD、OC兩拉索越短，拉動拉索AO越省力解析當(dāng)OD、OC兩拉索夾角為120°時，依據(jù)三角形定則可知，三根拉索的拉力大小相等，A、B錯誤；若在AO上施加一恒力，依據(jù)平行四邊形定則可知，OD、OC兩拉索夾角越小，拉索OD、OC拉力越小，C錯誤；若保持OD、OC兩拉索拉力不變，OD、OC兩拉索越短，則兩力夾角越大，合力越小，即拉動拉索AO越省力，D正確.9.科學(xué)地佩戴口罩，對于呼吸道傳染疾病具有防范作用，既疼惜自己，又有利于公眾健康.如圖所示為一側(cè)耳朵佩戴口罩的示意圖，一側(cè)的口罩帶是由直線AB、弧線BCD和直線DE組成的.若口罩帶可認為是一段勁度系數(shù)為k的彈性輕繩，在佩戴好口罩后彈性輕繩被拉長了x（彈性限度內(nèi)），此時AB段與水平方向的夾角為37°，DE段與水平方向的夾角為53°，彈性輕繩涉及的受力均在同一平面內(nèi)，忽視一切摩擦，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則下列說法正確的是（D）A.耳朵對口罩帶的作用力方向與水平方向的夾角為37°B.耳朵對口罩帶的作用力方向與水平方向的夾角為53°C.耳朵受到的口罩帶的作用力為2kxD.耳朵受到的口罩帶的作用力為72解析由于AB段和DE段為同一彈性輕繩上的兩段且摩擦不計，則FAB＝FDE，又彈性輕繩被拉長了x，則有FAB＝FDE＝kx，建立直角坐標系，對FAB和FDE進行正交分解，如圖所示，則Fx＝FABcos37°＋FDEcos53°，F(xiàn)y＝FABsin37°＋FDEsin53°，則耳朵受到的口罩帶的作用力F＝Fx2＋Fy2，聯(lián)立解得F＝725kx10.[波浪滑翔器運動機理/2024湖北名校聯(lián)考/多選]波浪滑翔器是一種新型海洋無人無動力自主航行器，它包括水面船體和水下牽引機（由主框架和翼板組成），二者通過柔性吊纜連接（如示意圖所示）.波浪滑翔器在海洋表面與起伏波浪相互作用而實現(xiàn)前向運動，整個過程中柔性吊纜時而張緊、時而松弛.關(guān)于波浪滑翔器的運動，下列說法正確的是（BC）A.如圖（a）所示，水面船體隨波浪向上運動時，柔性吊纜松弛，海水對牽引機翼板上側(cè)的壓力推動其前進B.如圖（a）所示，水面船體隨波浪向上運動時，柔性吊纜張緊，海水對牽引機翼板上側(cè)的壓力推動其前進C.如圖（b）所示，水面船體隨波浪向下運動時，柔性吊纜松弛，水下牽引機在自身重力作用下下潛，海水對牽引機翼板下側(cè)的壓力推動其前進D.如圖（b）所示，水面船體隨波浪向下運動時，柔性吊纜張緊，水下牽引機在自身重力作用下下潛，海水對牽引機翼板下側(cè)的壓力推動其前進解析由題圖可知，當(dāng)水面船體隨波浪向上運動時，柔性吊纜張緊，海水對牽引機翼板上側(cè)的壓力沿船前進方向有重量，則可推動其前進；當(dāng)水面船體隨波浪向下運動時，柔性吊纜松弛，水下牽引機在自身重力作用下下潛，使得牽引機翼板傾斜，于是海水對牽引機翼板下側(cè)的壓力沿船前進方向有重量，從而推動其前進，則選項B、C正確，A、D錯誤.11.[空間中力的合成/2024河北武邑中學(xué)?？糫圖甲為雜技表演的平安網(wǎng)示意圖，網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形，O、a、b、c、d等為網(wǎng)繩的結(jié)點.平安網(wǎng)水平張緊后，若質(zhì)量為m的雜技演員從高處落下，并恰好落在O點上.該處下凹至最低點時，網(wǎng)繩dOe、bOg均成90°向上的