高考物理一轮课时演练：力的合成与分解(含答案)

课时提能演练（五）
力的合成与分解
(45分钟100分)
选择题(本大题共16小题,1～12每小题6分,13～16每小题7分,共100分。

每小题只有一个选项正确)
1.如图所示,一重为8N的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为6N,则AB杆对球作用力的大小为( )
A.6N
B.8N
C.10 N
D.12N
【解析】选C。

球受竖直向下的重力、测力计水平向右的拉力和杆的弹
力作用,重力和拉力的合力与杆的弹力等大、反向,故AB杆对球作用力
的大小为=N=10N,C正确。

2.(2018·福州模拟)关于合力与分力之间的关系的说法,正确的是( )
A.合力就是分力的代数和
B.合力总比某一分力大
C.分力与合力的方向总是不一致的
D.合力等于某一分力是可能的
【解析】选D。

合力是分力的矢量和,而不是代数和,A错误;合力大小在两分力代数和与两分力代数差的绝对值之间,合力不一定比分力大,有时可能等于某一分力,B错误,D对;当两分力方向相同时,合力与分力方向相同,C错误。

【变式备选】关于两个分力F1、F2及它们的合力F的说法正确的是( )
A.合力F产生的效果一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同种性质的力
C.两力F1、F2可以是不同物体所受的力
D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
【解析】选A。

只有同一个物体的受力才能合成,分别作用在不同物体上的力不能合成;合力是对原来几个力的等效替换,可以是不同性质的力,但不能同时存在,故正确答案为A。

3.如图所示,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( )
A.mg
B.mg
C.mg
D.mg
【解析】选C。

将mg在沿绳方向与施加的力的反方向分解,如图所示,所以施
加的力与F1等大反向即可使小球静止,故F min=mgsin30°=mg,故C正确。

4.如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直。

杆的下端有一个轻滑轮O。

另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,BO段细线与天花板的夹角θ
=30°。

系统保持静止,不计一切摩擦。

下列说法中正确的是( )
A.细线BO对天花板的拉力大小是
B.a杆对滑轮的作用力大小是
C.a杆和细线对滑轮的合力大小是G
D.a杆对滑轮的作用力大小是G
【解析】选D。

细线对天花板的拉力等于物体的重力G;以滑轮为对象,两段细线的拉力都是G,互成120°,因此合力大小是G,根据共点力平衡,a杆对滑轮的作用力大小也是G(方向与竖直方向成60°角斜向右上方);a杆和细线对滑轮的合力大小为零,故A、B、C均错,D正确。

5.(2018·泉州模拟)如图所示,舰载机保持牵引力F大小不变在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止,此时阻拦索夹角θ=120°,空气阻力和甲板阻力不计,则阻拦索承受的张力大小为
( )
A. B.F
C. F
D.2F
【解析】选B。

由题意可知两阻拦索上的张力大小相等,其合力与飞机的牵引力
F等大反向,由几何关系知阻拦索承受的张力大小为F′=F,B正确。

6.如图所示,作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零。

F1沿-y方向,大小已知。

F2与+x方向夹角为θ(θ<90°),大小未知。

下列说法正确的是( )
A.F3一定指向第二象限
B.F3一定指向第三象限
C.F3与F2的夹角越小,则F3与F2的合力越小
D.F3的最小可能值为F1cosθ
【解析】选D。

因F1、F2、F3的合力为零,故F3应与F2、F1的合力等大反向,故F3可能在第二象限,也可能在第三象限,A、B均错; F3、F2的合力与F1等大反向,而F1大小、方向均已知,故F3与F2的合力与其夹角大小无关,C错;当F3与F2垂直时,F3最小,其最小值为F1cosθ,D正确。

7.如图所示,滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连,且滑块A套在
水平直杆上。

现用大小为10N、与水平方向成30°角的力F拉B,使A、
B一起向右匀速运动,运动过程中A、B保持相对静止。

已知A、B的质
量分别为2 kg、1 kg,重力加速度为10 m/s2,则( )
A.轻绳与水平方向的夹角θ=30°
B.轻绳与水平方向的夹角θ=60°
C.滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为
D.滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为
【解析】选D。

设轻绳的拉力大小为T,小球B共受三个力作用,其受力如图
所示,由平衡条件知
水平方向:Fcos30°=Tcosθ
竖直方向:Fsin30°+Tsinθ=m B g
将F=10N,m B=1kg代入得:θ=30°,T=10 N,故A正确,B错误;对
滑块A受力分析,由平衡条件知
Tcos30°=f
N=m A g+Tsin30°
f=μN
以上三式联立得μ=,故C错、D正确。

8.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如图所示。

已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为( )
A.mg mg
B.mg mg
C.mg mg
D.mg mg
【解析】选A。

结点c受到绳子向下的拉力F大小等于物块的重力mg,它产生两个作用效果:拉紧ac绳和bc绳,将力F沿ac绳和bc绳方向分解,如图所示。

由图中的几何关系可得F1=Fcos30°=mg,F2=Fsin30°=mg。

则有ac绳中的拉力F ac=F1=mg,bc绳中的拉力
F bc=F2=mg,故A正确。

9.如图甲所示,在圆柱体上放一物块P,圆柱体绕水平轴O缓慢转动,从A转至
A′的过程,物块与圆柱体保持相对静止,则图乙反映的是该过程中( )
A.重力随时间变化的规律
B.支持力随时间变化的规律
C.摩擦力随时间变化的规律
D.合外力随时间变化的规律
【解题指南】解答本题可按如下思路分析:
【解析】选B。

在圆柱体缓慢转动的过程中,物块P的重力是定值,不随时间发生
变化,A错误;物块P受三个力的作用,竖直向下的重力mg,沿半径指向外的支持力
N,沿切线方向的静摩擦力f,因圆柱体缓慢移动,所以物块P在任意位置所受合力
为零,D错误;对三力正交分解,设重力mg与支持力N方向所夹锐角为θ,则
N=mgcosθ,f=mgsinθ,从A转至A′的过程中,θ先减小后增大,所以N先增大后
减小,f先减小后增大,B正确,C错误。

10.如图所示,A、B两物体的质量分别为m A、m B,且m A>m B,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的变化情况是
( )
A.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
D.物体A的高度不变,θ角变小
【解析】选C。

最终平衡时,绳的拉力F大小仍为m A g,由二力平衡可得
2Fsinθ=m B g,故θ角不变,但因悬点由Q移到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,所以C正确。

11.如图所示,细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同,长度MO>NO,则在不断增加重物G的重力过程中(绳OC不会断) ( )
A.NO绳先被拉断
B.MO绳先被拉断
C.NO绳和MO绳同时被拉断
D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断
【解析】选A。

作出力分解的平行四边形如图所示:
由于MO>NO,所以α>β,由四边形的两个邻边的长短可以知道T NO>T MO,所以在G增
大的过程中,绳NO先断,A正确。

12.(2018·上海高考改编)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则
( )
A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍
B.F1、F2同时增加10N,F也增加10N
C.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变
D.若F1、F2中的一个增大,F一定增大
【解析】选A。

F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,选项A正确;F1、F2同时增加10N,F不一定增加10N,选项B错误;F1增加10N,F2减少10N,F可能变化,选项C错误;若F1、F2中的一个增大,F不一定增大,选项D错误。

13.春节是全世界华人的重大节日,节日里有挂红灯笼的传统,如图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O 为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为T A、T B,灯笼受到的重力为G。

下列表述正确的是( )
A.T A一定小于G
B.T A与T B大小相等
C.T A与T B是一对平衡力
D.T A与T B大小之和等于G
【解析】选B。

由A、B两点等高,AO、BO等长可知,AO绳与BO绳两力对称,B选项正确;若两绳间的夹角θ=120°,T A=T B=G;当θ<120°时:T A=T B<G;当θ>120°时:T A=T B>G,A选项错误;这两个力的矢量和与重力是平衡力,C 选项错误;这两个力不是大小之和而是矢量之和等于G,D选项错误。

14.如图所示,作用在滑块B上的推力F=100N,若α=30°,装置重力和摩擦力均不计,则工件上受到的压力为( )
A.100 N
B.100N
C.50 N
D.200 N
【解析】选B。

对B进行受力分析,如图甲所示,得F2==2F;对上部分进行受力分析,如图乙所示,其中F′2=F2,得N=F′2·cos30°=100N,故B正确。

15.如图所示,质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间,处于
静止状态。

m与M相接触边与竖直方向的夹角为α,若不计一切摩擦,则下列说法中
正确的是( )
A.质量为M的正方体受3个力的作用
B.质量为m的正方体受2个力的作用
C.水平面对正方体M的弹力大小为Mg
D.墙面对正方体m的弹力大小为
【解析】选D。

对正方体m进行受力分析如图所示,共受3个力,把N2沿水平方向和竖直方向分解有:N2sinα
=mg,N2cosα=N1,可判断B错误,D正确;以两个正方体所组成的系统为研究对象,竖直方向上系统受到向上的支持力和向下的重力,整体处于静止状态,所以水平面对正方体M的弹力大小为(M+m)g,所以C错误;对正方体M进行受力分析可判断M受4个力作用,故A错误。

16.(能力挑战题)如图所示,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在
受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负。

A连接质量不计的细绳,可沿固定
的圆弧形轨道移动。

B固定不动,通过光滑铰链连接长为0.3m的轻杆。

将细绳
连接在杆右端O点构成支架。

始终保持杆水平,绳与杆的夹角∠AOB用θ表示。

用另一绳在O点悬挂一个钩码,两个传感器的读数用F1、F2表示。

移动传感器
A改变θ,F1、F2的数值相应地发生变化,如表所示,(g=10m/s2)则( )
A.A传感器对应的表中力F2
B.B传感器对应的表中力F1
C.钩码质量为0.05 kg
D.钩码质量为0.2 kg
【解析】选C。

设钩码对O点产生竖直向下的拉力为F,当θ为锐角
时,该力作用在O点产生两个效果,一个是沿AO方向拉细绳,另一个则是沿OB方向压杆,而当θ为钝角时,F对细绳和杆都产生拉力,所以A传感器对应的是表格中的力F1,B传感器对应的是表格中的力F2,故A、B均错。

如图为θ=30°时力F的分解示意图,由图可
知,mg=F1cos60°,故m==0.05kg,C项正确,D项错误。

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