高中物理-《力的合成和分解》典型例题

高中物理--《力的合成和分解》典型例题（含答案）1•如图所示，质量为m的木块质量为M的三角形斜劈B上，现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B。A沿三角斜劈匀速上滑，B保持静止，则（）地面对B的支持力大小一定等于（M+m）gB与地面之间一定存在摩擦力B对A的支持力一定小于mgA与B之间一定存在摩擦力【答案解析】AA、将A、B看成整体，竖直方向上受力平衡，则可知地面对B的支持力的大小一定等于:，故A正确；B、将A、B看成整体，由于平衡合力为零，故B与地面之间无摩擦力，故B错误；C、对A分析作出对应的受力分析图如图所示；根据平衡条件可知，支持力等于重力和推力在垂直斜面上的分力，由于不明确F的大小，故无法确定支持力与重力的关系，故C错误；D、由图可知，若重力和推力在沿斜面方向上的分力相同，则物体A可以不受B的摩擦力，故D错误。点睛：先对A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；再对物体A受力分析，根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力。2.（多选题）位于坐标原点0的质点在F1、F2和F3三力的作用下保持静止，已知其中F1的大小恒定不变，方向沿y轴负方向的；F2的方向与x轴正方向的夹角为0（0<45°），但大小未知，如图所示，则下列关于力F3的判断正确的是（）4JA.F3的最小值为F1cos0

F3的大小可能为FlsinO力F3可能在第三象限F3与F2的合力大小与F2的大小有关【答案解析】AC【考点】合力的大小与分力间夹角的关系.【分析】三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；题中第三个力F3与已知的两个力的合力平衡.【解答】解：A、三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;通过作图可以知道，当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小，等于F1cos6,即力F3的最小值为FIcosO•故A正确;B、OV45°,故sinOVcosO，由前面分析知F3的最小值为FIcosO，则不可能等于FlsinO，故B错误；C、通过作图可知，当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向，而三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上，可能在第三象限，故C正确；D、根据平衡条件：F3与F2的合力大小一定与F1等值反向，则与F2大小无关，故D错误；故选：AC.3•杂技表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上.该处下凹至最低点时，网绳dOe、bOg均为120°张角，如图乙所示，此时0点受到向下的冲击力大小为2F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（）甲乙A.FBA.FB.C.2F+mgD.—【答案解析】A【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成；力的合成与分解的运用.

【分析】将运动员对O点的冲力进行分解：分解成四个沿网绳的分力，根据几何关系求解O点周围每根网绳承受的张力大小.【解答】解：将运动员对O点的冲力分解成四个沿网绳的分力，根据对称性，作出图示平面内力的分解图，根据几何关系得，0点周围每根网绳承受的张力大小F=F.故A正确.故选A4•如图，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成0角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为a已知6<a，不计空气阻力，重力加速度为g,则下列说法正确的是（）OO小车一定向右做匀加速运动轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向小球P受到的合力不一定沿水平方向小球Q受到的合力大小为mgtana【答案解析】【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用.【分析】先对细线吊的小球分析进行受力，根据牛顿第二定律求出加速度•再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究，得出轻杆对球的作用力方向.【解答】解：A、对细线吊的小球研究，根据牛顿第二定律，得mgtana=ma，得到a=gtana，故加速度向右，小车向右加速，或向左减速，故A错误；B、由牛顿第二定律，得：mgtanp=ma"，因为a=a",得到P=a>0，则轻杆对小球的弹力方向与细线平行，故B错误；C、小球P和Q的加速度相同，水平向右，则两球的合力均水平向右，大小F合=ma=mgtana，故C错误，D正确.故选：D.5•关于合力和分力，下列说法不正确的是（）1N和2N的两个共点力的合力可能等于2N两个共点力的合力一定大于任一个分力两个共点力的合力可能大于任一个分力，也可能小于任何一个分力合力与分力是等效替代关系，因此受力分析时不能重复分析【答案解析】【考点】力的合成.

【分析】解答此题时，要从合力与分力的关系：等效替代，进行分析.根据平行四边形定则分析合力与分力的大小关系：如果二力在同一条直线上，同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差.如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间.【解答】解：A、1N和2N的两个共点力的最大合力为3N，最小合力为1N,故A正确；BC、力的合成遵守平行四边形定则，两个力的合力可以比分力大，也可以比分力小，也可以等于分力，故B不正确，C正确；D、合力是分力等效替代的结果，因此受力分析时不能重复分析，故D正确；本题选择不正确的，故选：B.6•质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示.则关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是【答案解析】B.向外，鼻磁C【答案解析】B.向外，鼻磁C.向里，-品mgD.向里，趾D【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；洛仑兹力.【分析】由导体棒所受重力和弹力方向以及左手定则，可知导体棒电流向里，对其受力分析，正交分解可得电流大小.【解答】解：对导体棒受力分析如图IFn\BILBIL=mgtan60°，由左手定则知电流方向向里,故选：D（多选题）均匀长棒一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示受力分析示意图中，正确的是（）

B.C.D.B.C.D.【答案解析】ACD【考点】力的合成与分解的运用.【分析】均匀长木棒处于静止状态，抓住合力为零确定受力图的正误.【解答】解：A、因为重力mg和地面支持力FN的方向都在竖直方向上，若拉力F在竖直方向上，则地面对木棒就没有摩擦力作用（木棒对地面无相对运动趋势），故A正确；B、若拉力F的方向与竖直方向有夹角，则必然在水平方向上有分力，使得木棒相对地面有运动趋势，则木棒将受到地面的静摩擦力Ff,且方向与F的水平分力方向相反，才能使木棒在水平方向上所受合力为零，故B错误，C、D正确.故选ACD.（多选题）如图所示，倾角0=30。的斜面上有一重为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，若图中©=45°,则（）物体所受摩擦力方向平行于斜面沿虚线向上物体与斜面间的动摩擦因数尸3物体所受摩擦力方向与水平推力垂直且平行斜面向上物体与斜面间的动摩擦因数尸I【答案解析】AD【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用.【分析】本题具有一定的空间思维逻辑，画出受力分析图，然后进行受力分析，最后简化到斜面平面内的受力分析.【解答】解：A、C、对物块进行受力分析，如图所示：

jV物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力f共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动，因为G，N,F三力的合力方向向下，故摩擦力f方向沿斜面虚线向上，所以物块向下运动，故A正确，C错误；B、D、现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边（也垂直于推力F）的下滑力G1、垂直与其中G2恰好把N平衡掉了，这样可视为物体在推力F、下滑力G1、摩擦力f三个力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，根据三力平衡特点，F与G1的合力必沿斜面向下，同时摩擦力f只能沿斜面向上，故选项A5__对BC错；根据几何关系，F与G1的合力：F合/□胡5"「亦1，即1砧1,故物体与fV2Csin30°^6斜面间的动摩擦因数尸此Gem30”=3，故b错误，D正确.故选：AD9•如图所示，斜面的倾角为30°,物块A、B通过轻绳连接在弹簧测力计的两端，A、B重力分别为10N、6N,整个装置处于静止状态，不计一切摩擦，则弹簧测力计的读数为（）

A.5NA.5NB.6NC.10ND.11N【答案解析】A【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用.【分析】分析A的受力，求出A对弹簧的拉力，该拉力即为弹簧受到的拉力大小，也就是弹簧秤的示数.【解答】解：分析A的受力，弹簧对A的拉力等于A的重力沿斜面向下的分力，故F=Gsin30°=5N,故弹簧测力计的读数为5N.故A正确，BCD错误.故选：A.10.（多选题）如图所示，表面光滑的半圆柱体固定在水平面上，小物块在拉力F的作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向，则（）小物块受到的支持力逐渐变大小物块受到的支持力先变小后变大拉力F逐渐变小拉力F先变大后变小【答案解析】AC