2023年高考物理一轮复习课时练05《力的合成与分解》(含答案详解)

2023年高考物理一轮复习课时练05《力的合成与分解》一、选择题LISTNUMOutlineDefault\l3矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力F1。下列受力分析示意图可能正确的是（）LISTNUMOutlineDefault\l3关于力的合成与分解，下列说法正确的是()A.合力一定大于其中一个分力B.合力与分力一定是同种性质的力C.合力与分力是等效的，同时作用在物体上D.已知合力和它的两个分力的方向，则两个力有确定值LISTNUMOutlineDefault\l3如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°。下列判断正确的是()A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104NC.若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小LISTNUMOutlineDefault\l3如图所示，一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上，一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起，使绳与竖直方向的夹角为θ=30°，且绳绷紧，则练功队员对沙袋施加的作用力大小为()A.eq\f(1,2)mgB.eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),3)mgD.eq\r(3)mgLISTNUMOutlineDefault\l3科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是()A.手机受到的支持力大小为GcosθB.手机受到的支持力不可能大于GC.纳米材料对手机的作用力大小为GsinθD.纳米材料对手机的作用力竖直向上LISTNUMOutlineDefault\l3重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下。以下说法正确的是()A.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B.自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小C.自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小D.石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力LISTNUMOutlineDefault\l3如图所示，在绳下端挂一物体，用力F拉物体使悬线偏离竖直方向α的夹角，且保持其平衡。保持α角不变，当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角β应是()A.0B.eq\f(π,2)C.αD.2αLISTNUMOutlineDefault\l3如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为()A.kLB.2kLC.eq\f(\r(3),2)kLD.eq\f(\r(15),2)kLLISTNUMOutlineDefault\l3(多选)如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速直线运动，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为()A.μmgB.μ(mg＋Fsinθ)C.μ(mg－Fsinθ)D.FcosθLISTNUMOutlineDefault\l3(多选)已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为eq\f(\r(3),3)F，方向未知，则F1的大小可能是()A.eq\f(\r(3),3)FB.eq\f(\r(3),2)FC.eq\f(2\r(3),3)FD.eq\r(3)FLISTNUMOutlineDefault\l3(多选)如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，在水平地面上做匀速直线运动，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为()A.μmgB.μ(mg＋Fsinθ)C.μ(mg－Fsinθ)D.FcosθLISTNUMOutlineDefault\l3(多选)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可能指向第二象限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三、计算题LISTNUMOutlineDefault\l3如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的光滑小球放在墙与斜面体之间处于平衡状态，求小球对斜面体的压力大小和地面对斜面体的摩擦力大小。LISTNUMOutlineDefault\l3有些人，比如电梯修理员、牵引专家和赛艇运动员，常需要知道绳或金属线中的张力，可又不可能到那些绳、线的自由端去测量。一个英国公司制造出一种夹在绳子上的仪表，用一个杠杆使绳子的某中点有一个微小偏移量，如图所示。仪表很容易测出垂直于绳的恢复力，推导一个能计算绳中张力的公式。如果偏移量为12mm，恢复力为300N，计算绳中张力。LISTNUMOutlineDefault\l3压榨机结构如图所示，B为固定铰链，A为活动铰链，若在A处作用一水平力F，轻质活塞C就以比F大得多的力压D，若BC间距为2L，AC水平距离为h，C与左壁接触处光滑，则D受到的压力为多少？

LISTNUMOutlineDefault\l3\s0答案解析LISTNUMOutlineDefault\l3A；解析：由题意可知所受重力G竖直向下，空气阻力Ff与速度方向相反，升力F2与速度方向垂直，对比图中选项可知只有A选项符合题意。故选A。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：D；解析：由平行四边形定则可知，两个力的合力，可以比这两个分力都小，所以A错误；合力与分力在作用效果上等效，但不能说成是同种性质的力，故B错误；合力与分力是等效替代关系，但不是同时作用在物体上，所以C错误；根据力的合成与分解可知，已知合力和两个分力的方向，分解结果是唯一的，故D正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：D；解析：车轮刚被顶起时，千斤顶两臂支持力的合力为千斤顶对汽车的支持力，等于汽车对千斤顶的压力，大小为1.0×105N，B项错误；两臂夹角为120°，由力的合成可知千斤顶每臂受到的压力为1.0×105N，A项错误；继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶两臂夹角减小，每臂受到的压力减小，D项正确，C项错误。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：A；解析：如图，建立直角坐标系对沙袋进行受力分析。由平衡条件有：Fcos30°－FTsin30°=0，FTcos30°＋Fsin30°－mg=0，联立可解得：F=eq\f(1,2)mg，故A正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：D；解析：手机支架采用了纳米微吸材料，支架斜面会对手机存在一个吸引力，所以手机受到的支持力大小不可能为Gcosθ，其大小可能大于G，也可能小于G，取决于吸引力的大小，A、B错误；手机处于静止状态，受力平衡，手机受到竖直向下的重力和纳米材料的作用力(支持力、吸引力和摩擦力的合力)，故纳米材料对手机的作用力竖直向上，大小等于G，C错误，D正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：C；解析：石块下滑后，整体的重心位置降低，A错误；动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定，与倾角无关，B错误；石块受力如图所示，FN=mgcosθ，倾角变大时正压力减小，C正确；石块开始下滑时，受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力，D错误。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：C解析：物体处于平衡状态，合力为零，重力和拉力的合力与细绳的张力FT等大反向，如图所示，由“三角形”法可以知道当拉力F有极小值时，F与水平方向的夹角β应等于α，C正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：D解析：发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ，则sinθ＝eq\f(\f(L,2),2L)＝eq\f(1,4)，cosθ＝eq\r(1－sin2θ)＝eq\f(\r(15),4)。发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F合＝2Fcosθ，F＝kx＝kL，故F合＝2kL·eq\f(\r(15),4)＝eq\f(\r(15),2)kL，D正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：BD；解析：对木块进行受力分析如图所示，将F进行正交分解，由于木块做匀速直线运动，所以在x轴和y轴均受力平衡，即Fcosθ=Ff，FN=mg＋Fsinθ，又由于Ff=μFN，故Ff=μ(mg＋Fsinθ)，B、D正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：AC；解析：如图所示，因F2=eq\f(\r(3),3)F＞Fsin30°，故F1的大小有两种可能情况，由ΔF=eq\r(F22－Fsin30°2)=eq\f(\r(3),6)F，即F1的大小分别为Fcos30°－ΔF和Fcos30°＋ΔF，即F1的大小分别为eq\f(\r(3),3)F和eq\f(2\r(3),3)F，A、C正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：BD解析：对木块进行受力分析如图所示，将F进行正交分解，由于木块做匀速直线运动，所以在x轴和y轴均受力平衡，即Fcosθ＝Ff，FN＝mg＋Fsinθ，又由于Ff＝μFN，故Ff＝μ(mg＋Fsinθ)，B、D正确。LISTNUMOutlineDefault\l3答案为：AD解析：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正确、B错误；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错误；当F3与F2垂直时，F3最小，其最小值为F1cosθ，D正确。三 、计算题LISTNUMOutlineDefault\l3解：对小球受力分析如图甲所示，由平衡条件得：LISTNUMOutlineDefault\l3解：如图所示，将力F沿着拉伸的方向分解成FT1和FT2，显然FT1＝FT2＝FT，sinθ＝eq\f(F,2FT)；而由于θ角很小，所以sinθ约等于tanθ，而tanθ＝eq\f(12,12