2024-2025學年新教材高中物理課時檢測16力的合成和分解含解析新人教版必修1

PAGE7-力的合成和分解(25分鐘60分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題6分,共42分)1.將一個大小為15N的恒力F進行分解,下列所給的數(shù)值不行能取到的是()A.6N和9N B.3N和15NC.5N和7N D.20N和30N【解析】選C。當6N和9N共線同向時,合力為15N,故15N可以分解為6N和9N,A正確;3N和15N的合力取值范圍為12N≤F≤18N,15N在其間,故15N可以分解為3N和15N,B正確;同理C錯誤;D正確。2.一體操運動員倒立并靜止在水平地面上,下列圖示姿態(tài)中,假設兩手臂用力大小相等,那么沿手臂的力最大的是 ()【解析】選C。將運動員所受的重力依據(jù)效果可分解為兩個等大且沿手臂方向的分力,由大小和方向確定的一個力分解為兩個等大的力時,合力在分力的角平分線上,且兩分力的夾角越大,分力越大,因而C圖中沿運動員手臂的力最大,C項正確。3.同時作用在質(zhì)點O上的三個共點力F1、F2、F3,已知F1=F2=2N,F3=4N,它們的方向分別沿著正六邊形兩條邊和一條對角線,如圖所示,則這三個力的合力大小等于 ()A.6N B.8N C.10N D.12N【解析】選A。由圖可知,F1、F2的夾角為120°,依據(jù)平行四邊形定則可知,F1、F2的合力的大小為2N,方向沿F3的方向,所以F1、F2、F3的合力的大小為F=4N+2N=6N。A項正確。4.如圖所示,大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成封閉的直角三角形(頂角為直角)。下列4個圖中,這三個力的合力最大的是 ()【解析】選C。由矢量合成的法則可知,A中的合力的大小為2F1,B中的合力的大小為0,C中的合力的大小為2F2,D中的合力的大小為2F3,因為F2是直角三角形的斜邊,所以F2最大,所以合力最大的是C選項。故選C。【易錯提示】本題中要會區(qū)分三角形中的三條邊是代表的分力還是代表的合力,這是解決本題的關鍵所在。5.蹦床運動是運動員在一張彈性的網(wǎng)上借助于網(wǎng)的作用被彈起肯定的高度,運動員在空中做出各種美麗的動作。它在我國起步較晚,但發(fā)展快速。如圖為蹦床上彈性網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結構為正方格形,O、A、B、C、D……為網(wǎng)繩的結點。平安網(wǎng)水平張緊后,若質(zhì)量為m的運動員從高處落下,并恰好落在O點上。該處下凹至最低點時,網(wǎng)繩DOE、BOG均成向上的120°張角,此時O點受到的向下的沖擊力大小為F,則這時O點四周每根網(wǎng)繩承受的力的大小為()A.F B. C.F+mg D.【解析】選B。由題意知,4根繩子在豎直方向的合力大小為F,設每根繩子拉力為FT,如圖所示,則由幾何關系有4FTcos60°=F,所以FT=。故B正確。6.如圖所示,某同學通過滑輪組將一重物緩慢吊起的過程中,該同學對繩的拉力將(滑輪與繩的重力及摩擦均不計) ()A.越來越小B.越來越大C.先變大后變小D.先變小后變大【解析】選B。緩慢吊起重物時,兩繩對動滑輪的拉力的合力大小始終等于重物的重力,設繩子與豎直方向夾角為θ,依據(jù)幾何關系有:2Fcosθ=mg,θ越大,繩子拉力F越大,即合力肯定,夾角越大,分力越大,B項正確。7.如圖所示,細繩MO與NO所能承受的最大拉力相同,長度MO>NO。則在不斷增加重物的重力G的過程中(繩OC不會斷) ()A.ON繩先被拉斷B.OM繩先被拉斷C.ON繩和OM繩同時被拉斷D.因無詳細數(shù)據(jù),故無法推斷哪條繩先被拉斷【解析】選A。由于MO>NO,所以α>β,則作出力分解的平行四邊形如圖所示,由平行四邊形的兩個鄰邊的長短可以知道FON>FOM,所以在G增大的過程中,繩ON先斷,則A正確,B、C、D錯誤。二、非選擇題(本題共18分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)8.一個物體受到大小相等的兩個拉力作用,每個拉力都是100N,夾角為90°,求這兩個力的合力?！窘馕觥坑捎趦蓚€力大小相等,夾角為90°,故作出的平行四邊形為正方形,可用計算法求合力F。如圖所示可得:F==100N=141.4N方向:tanθ==1,即θ=45°,故合力方向與F1成45°。答案:見解析【延長探究】在上題中,(1)若兩個力的夾角為60°,求合力的大小及方向。(2)若兩個力的夾角為120°,求合力的大小及方向。提示:(1)由于兩個力大小相等,夾角為60°,所以作出的平行四邊形是菱形,可用計算法求得合力F,如圖所示,F=2F1cos30°=F1=100N=173.2N,方向沿F1與F2夾角的平分線。(2)合成后出現(xiàn)等邊三角形,合力大小等于分力大小,即F=F1=100N,方向沿F1與F2夾角的平分線。答案:(1)173.2N方向沿F1、F2夾角的平分線(2)100N方向沿F1、F2夾角的平分線(15分鐘40分)9.(6分)如圖所示,一架直升機通過輕繩打撈海中物體,物體質(zhì)量為m,由于流淌的海水對物體產(chǎn)生水平方向的沖擊,使輕繩張緊且偏離豎直方向,當直升機相對地面靜止時,繩子與豎直方向成θ角,已知物體所受的浮力不能忽視。下列說法正確的是 ()A.繩子的拉力為B.繩子的拉力肯定大于mgC.物體受到海水的水平方向的作用力等于繩子的拉力D.物體受到海水的水平方向的作用力小于繩子的拉力【解析】選D。物體受力如圖所示由平衡條件知FTcosθ+F浮=mgFTsinθ=F海水由此可知A、B、C錯誤,D正確。10.(6分)如圖所示,AB、AC兩光滑斜面相互垂直,AC與水平方向成30°角。若把球的重力依據(jù)其作用效果分解為兩個力,則兩個分力的大小分別為()A.,G B.G,GC.G,G D.G,G【解析】選A。球的重力G產(chǎn)生兩個作用效果:一個壓AC斜面,一個壓AB斜面。壓AB斜面的力F1與AB垂直,壓AC斜面的力F2與AC垂直,如圖所示,簡單求得F1=G,F2=G。則A正確,B、C、D錯誤。11.(6分)(2024·天津高考)2024年10月23日,港珠澳跨海大橋正式通車。為保持以往船行習慣,在航道處建立了單面索(全部鋼索均處在同一豎直面內(nèi))斜拉橋,其索塔與鋼索如圖所示。下列說法正確的是 ()A.增加鋼索的數(shù)量可減小索塔受到的向下的壓力B.為了減小鋼索承受的拉力,可以適當降低索塔的高度C.索塔兩側(cè)鋼索對稱且拉力大小相同時,鋼索對索塔的合力豎直向下D.為了使索塔受到鋼索的合力豎直向下,索塔兩側(cè)的鋼索必需對稱分布【解析】選C。以橋身為探討對象,鋼索對橋身拉力的合力與橋身的重力等大反向,即鋼索對索塔向下的壓力在數(shù)值上等于橋身的重力,增加鋼索的數(shù)量對索塔受到的向下的壓力無影響,因此A錯誤;由圖甲可知2Tcosα=Mg,當索塔高度降低后,α變大,cosα變小,故T變大,因此B錯誤;由對選項B的分析可知,當鋼索對稱分布時,2Tcosα=Mg,鋼索對索塔的合力豎直向下,因此C正確;如圖乙進行受力分析,由正弦定理可知,只要滿意=,鋼索AC、AB的拉力FAC、FAB按平行四邊形定則進行合成,其合力的方向肯定是豎直向下的,所以鋼索不肯定要對稱分布,故D錯誤;綜上分析可知答案為C。12.(22分)如圖所示,水平地面上固定著一根豎直立柱,某人