新高考物理一轮复习跟踪训练第07讲 力的合成与分解（解析版）

第07讲力的合成与分解（模拟精练+真题演练）1．（2023·广东梅州·高三二模）梅州的非物质文化遗产有不少，兴宁花灯就是其中一种，它与北京宫灯是一脉相承，始于宋代，流行于明清，是传承了上千年的客家传统习俗，花灯用四条长度相同、承受能力相同的绳子高高吊起，如图所示，绳子与竖直方向夹角为SKIPIF1<0，花灯质量为m，则下列说法正确的是（

）A．每条绳子的拉力均相同 B．增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力增大C．绳子拉力的合力方向为竖直方向 D．绳子长一些更易断【答案】C【详解】A．每条绳子的拉力的大小相等，但力的方向不一样，A错误；B．由于花灯处于静止状态，所以合外力始终为零，所以增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力不变，B错误；C．合外力始终为零，子拉力与重力等大反向，故绳子拉力的合力方向为竖直方向，C正确；D．设绳子拉力为SKIPIF1<0，则SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0绳子长一些，夹角SKIPIF1<0减小，则拉力变小，不容易断，D错误。故选C。2．（2023·山东枣庄·高三模拟预测）如图所示，五个共点力的合力为0，现在保持其他力不变，进行如下操作，其中正确的是（）A．如果撤去SKIPIF1<0，物体所受合力大小为SKIPIF1<0，方向和SKIPIF1<0方向相反B．如果将SKIPIF1<0减半，合力大小为SKIPIF1<0C．如果将SKIPIF1<0逆时针旋转90°，合力大小将变为SKIPIF1<0D．如果将SKIPIF1<0逆时针旋转180°，合力大小将变为SKIPIF1<0【答案】B【详解】A．五个共点力的合力为0，F2、F3、F4、F5的合力与SKIPIF1<0大小相等方向相反，如果撤去SKIPIF1<0，物体所受合力大小为SKIPIF1<0，方向和SKIPIF1<0方向相反，故A错误；B．五个共点力的合力为0，F1、F3、F4、F5的合力与SKIPIF1<0大小相等方向相反，如果将SKIPIF1<0减半，合力大小为SKIPIF1<0故B正确；C．五个共点力的合力为0，F1、F2、F4、F5的合力与SKIPIF1<0大小相等方向相反，如果将SKIPIF1<0逆时针旋转90°，合力大小将变为SKIPIF1<0故C错误；D．五个共点力的合力为0，F1、F2、F3、F4、的合力与SKIPIF1<0大小相等方向相反，如果将SKIPIF1<0逆时针旋转180°，合力大小将变为SKIPIF1<0故D错误。故选B。3．（2023·江苏·模拟预测）在静力平衡实验中，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和F3三力作用于一圆环形轴承上，三力的方向均通过轴承的圆心。初始状态下，轴承静止，圆轴紧靠在轴承底端，轴圆心和轴承圆心在同一竖直线上，如图所示。轴承与圆轴间的摩擦力可忽略，若只调整其中两力的量值，欲移动轴承使圆轴位于轴承的正中央，则下列施力过程可能实现上述目的的是（）A．增加SKIPIF1<0和F3两力的量值，且F3的量值增加较多B．增加SKIPIF1<0和SKIPIF1<0两力的量值，且SKIPIF1<0的量值增加较多C．减小SKIPIF1<0和F3两力的量值，且F3的量值减小较多D．减小SKIPIF1<0和SKIPIF1<0两力的量值，且SKIPIF1<0的量值减小较多【答案】B【详解】欲移动轴承使圆轴位于轴承的正中央，即要使轴承竖直向下移动，则调整两力后三个力的合力方向要竖直向下，水平方向合力为零。A．增加SKIPIF1<0和F3两力的量值，且F3的量值增加较多，合力斜向左上方，不符合题意，A错误；B．增加SKIPIF1<0和SKIPIF1<0两力的量值，且SKIPIF1<0的量值增加较多，据平行四边形定则可知，合力可竖直向下，符合题意，B正确；C．减小SKIPIF1<0和F3两力的量值，且F3的量值减小较多，合力斜向左下方，不符合题意，C错误；D．减小SKIPIF1<0和SKIPIF1<0两力的量值，且SKIPIF1<0的量值减小较多，合力斜向右上方，不符合题意，D错误。故选B。4．（2023·陕西渭南·高三一检）如图所示，解放军战士在水平地面上拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高。两绳间的夹角为SKIPIF1<0，所构成的平面与水平面间的夹角恒为SKIPIF1<0，轮胎重为G，地面对轮胎的摩擦阻力大小恒为F，则每根绳的拉力大小为（）A．SKIPIF1<0SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0SKIPIF1<0【答案】C【详解】设每根绳的拉力为F，则这两根绳拉力的合力SKIPIF1<0方向沿绳子所组成角的角平分线，与水平面的夹角为α，受力分析如图所示对轮胎SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故ABD错误，C正确。故选C。5．（2023·福建·福州第一中学高三模拟）如图为一小型起重机，A、B为光滑轻质滑轮，C为电动机。物体P和A、B、C之间用不可伸长的轻质细绳连接，滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动。当物体P静止时（）A．滑轮A的轴所受压力可能沿水平方向B．滑轮A的轴所受压力一定大于物体P的重力C．当只将滑轮A向外移动时，A的轴所受压力变大D．当只将滑轮B向上移动时，A的轴所受压力变大【答案】C【详解】AB．滑轮A的轴所受压力为BA方向的拉力和物体P重力的合力，这两个力大小相等，设两力方向的夹角为θ，其变化范围为90°<θ<180°根据力的合成法则可知，滑轮A的轴所受压力不可能沿水平方向，θ的大小不确定，滑轮A的轴所受压力可能大于物体P的重力，也可能小于或等于物体P的重力，故AB错误；C．当只将滑轮A向外移动时，θ变小，合力变大，A的轴所受压力变大，故C正确；D．当只将滑轮B向上移动时，θ变大，合力变小，A的轴所受压力变小，故D错误。故选C。6．（2023·广东·模拟预测）2020年的春节刚刚来临，国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。在药物使用中就应用到很多物理知识。两图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力F，针尖会对瓶塞产生很大的推力。现只分析如图的针尖倾斜侧面与水平侧面对瓶塞产生的两个推力，则（）A．针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比水平侧面的推力大C．若F一定，使用顶角越小的针尖，则倾斜侧面对瓶塞产生的推力就越小D．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力SKIPIF1<0【答案】B【详解】AB．将力F分解在垂直于针尖的两个侧面的方向上，如图所示由几何关系知，针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力SKIPIF1<0比水平侧面的推力SKIPIF1<0大,故A错误，B正确；CD．由数学知识得SKIPIF1<0；SKIPIF1<0若F一定，使用顶角越小的针尖，则倾斜侧面对瓶塞产生的推力就越大，故CD错误。故选B。7．（2023·河北·高三名校联考）如图甲所示，一艘帆船正逆风行驶.如图乙所示是帆船逆风行驶的简单受力分析图，风力SKIPIF1<0、方向与帆面的夹角为SKIPIF1<0，航向与帆面的夹角也为SKIPIF1<0，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，则风力F在航向方向的分力为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【详解】把风力F分别沿着帆面和垂直帆面的方向分解，风在垂直帆面方向的分力为SKIPIF1<0再把风在垂直帆面方向的分力SKIPIF1<0分别沿着航向和垂直航向的方向分解，风力F在航向方向的分力SKIPIF1<0就是SKIPIF1<0在沿着航行方向的分力SKIPIF1<0综合可得SKIPIF1<0代入SKIPIF1<0；SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0选项B正确，ACD错误。故选B。8．（2023·河南·郑州外国语学校高三模拟）如图，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态。现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是（）A．夹角θ将变小 B．夹角θ将变大C．物体B位置将变高 D．绳子张力将增大【答案】C【详解】因为绳子张力始终与B物体重力平衡，所以绳子张力不变，因为重物A的重力不变，所以绳子与水平方向的夹角不变，因为绳子一端从P点缓慢移到Q点，所以重物A会下落，物体B位置会升高。故选C。9．（2023·山西·百校联盟高三联考）如图所示，一可视为质点的小球用两根不可伸长的轻质细线OA和OB连接后挂在天花板和墙上，AOM水平，OB倾斜，ON竖直，A、B、O、M、N各点在同一竖直平面内。现对小球施加一大小恒定、方向由OM逐渐变化至ON方向的力F，则此过程中，两细线上的拉力大小变化情况为（）A．细线OA上的拉力先增大后减小B．细线OA上的拉力一直减小C．细线OB上的拉力先增大后减小D．细线OB上的拉力一直减小【答案】A【详解】未施加力SKIPIF1<0前，将重力沿两细线方向分解，如图甲所示可知SKIPIF1<0，SKIPIF1<0外加方向顺时针改变的作用力SKIPIF1<0后，采用画圆法将SKIPIF1<0沿两细线方向分解，如图乙所示，SKIPIF1<0先增加后减小，SKIPIF1<0一直增大，细线SKIPIF1<0上的拉力SKIPIF1<0细线SKIPIF1<0上的拉力SKIPIF1<0细线SKIPIF1<0上的拉力大小先增大后减小，细线SKIPIF1<0上的拉力大小一直增大，故A正确，BCD错误。故选A。10．（2023·山东日照·高三校考）如图所示，两个可视为质点的小球SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，用质量可忽略的刚性细杆相连，放置在一个光滑的半球面内，已知小球SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的质量之比为SKIPIF1<0。当两球处于平衡状态时，光滑球面对小球SKIPIF1<0的支持力大小等于SKIPIF1<0，对小球SKIPIF1<0的支持力大小等于SKIPIF1<0。若要求出SKIPIF1<0的比值大小，则（）A．需要知道刚性细杆的长度与球面半径的关系 B．需要知道刚性细杆的长度和球面半径的大小C．不需要其他条件，有SKIPIF1<0 D．不需要其他条件，有SKIPIF1<0【答案】C【详解】受力分析如图分别对小球SKIPIF1<0和SKIPIF1<0受力分析有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0根据几何关系有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0则有SKIPIF1<0故选C。11．（2023·贵州·高三模拟预测）如图所示，两个轻环P和Q套在位于竖直面你的一固定“∧”形光滑框架上，框架两边与竖直方向的夹角均为30°，两段伸长可忽略的细绳，一端分别系在P、Q环上，另一端与绳套系在一起，结点为O。现在绳套上挂一小物块，平衡时细绳OP所受拉力大小为F，拉直时两段细绳长度相等，不计细绳与绳套的重力。小物块的重力大小为（）A．2F B．F C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【详解】如图所示对P、Q小环分析，小环受光滑杆的支持力和绳子的拉力，根据平衡条件，这两个力是一对平衡力，支持力是垂直于杆子向上的，故绳子的拉力也是垂直于杆子的，故两细绳之间的夹角为SKIPIF1<0，由几何关系可知，两根绳子与竖直方向之间的夹角都是SKIPIF1<0所以绳子OQ的拉力也是F，两根绳子的长度相等，对结点O受力分析如图所示，根据平衡条件可知，由几何关系可知，三个力之间的夹角都是SKIPIF1<0，所以SKIPIF1<0故B正确，ACD错误。故选B。12．（2023·全国·高三模拟预测）如图所示为缓慢关门时（图中箭头方向）门锁的示意图，锁舌尖角为SKIPIF1<0，此时弹簧弹力为SKIPIF1<0，锁舌表面较光滑，摩擦不计，已知SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，则下列说法正确的是（）A．关门过程中锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大B．关门过程中锁壳碰锁舌的弹力保持不变C．此时锁壳碰锁舌的弹力为SKIPIF1<0D．此时锁壳碰锁舌的弹力为SKIPIF1<0【答案】AD【详解】AB．关门时，锁舌受到锁壳的作用力，弹簧被压缩，处于压缩状态，则弹力增大，故A正确B错误；CD．对锁舌，受到弹簧弹力，锁壳的作用力，受力平衡，则有SKIPIF1<0因此SKIPIF1<0故C错误D正确。故选AD。13．（2023·江西·高三期末考试）张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后，挂在如图所示的晾衣架上晾晒，A、B为竖直墙壁上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆。转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面上。∠AOB＝120°，∠DOC＝30°，衣服质量为m。则（）A．CO杆所受的压力大小为SKIPIF1<0mg B．CO杆所受的压力大小为2mgC．AO绳所受的拉力大小为SKIPIF1<0mg D．BO绳所受的拉力大小为mg【答案】BC【详解】设绳AO和绳BO拉力的合力为F，以O点为研究对象，O点受到重力mg、杆的支持力F2和绳AO与绳BO拉力的合力F，作出力的示意图，如图所示根据平衡条件得SKIPIF1<0；SKIPIF1<0将F分解，如图设AO所受拉力的大小F1，因为∠AOB＝120°，根据几何知识得SKIPIF1<0所以绳AO和BO所受到的拉力F1为SKIPIF1<0，而杆OC所受到的压力大小等于F2为2mg故选BC。14．（2023·黑龙江·高三模拟预测）如图所示，竖直平面内有一光滑直杆AB，杆与水平方向的夹角为θ（0°≤θ≤90°），一质量为m的小圆环套在直杆上，给小圆环施加一与该竖直平面平行的恒力F，并从A端由静止释放，改变直杆和水平方向的夹角θ，当直杆与水平方向的夹角为30°时，小圆环在直杆上运动的时间最短，重力加速度为g，则（）A．恒力F可能沿与水平方向夹30°斜向右下的方向B．当小圆环在直杆上运动的时间最短时，小圆环与直杆间必无挤压C．若恒力F的方向水平向右，则恒力F的大小为SKIPIF1<0D．恒力F的最小值为SKIPIF1<0【答案】BCD【详解】A．根据题意，小圆环在直杆上运动的时间最短，则加速度最大，即力F的方向沿杆的方向，A错误；B．由于小圆环在直杆上运动的时间最短，即加速度方向沿杆的方向，而恒力F和小圆环的重力的合力一定沿与水平方向夹30°斜向右下的方向，即为杆的方向，小圆环与直杆间必无挤压，B正确；C．当恒力F的方向水平向右，如图所示的受力则有SKIPIF1<0，C正确；D．合力SKIPIF1<0与mg、F三力可构成矢量三角形，如下图所示：由图可知，当F与SKIPIF1<0垂直时，即与斜面垂直时，F有最小，则有SKIPIF1<0，D正确。故选D。15．（2023·全国·高三校级联考）如图（a）所示，将一右端固定有光滑定滑轮的轻杆固定在竖直挡板上，轻绳ABC跨过光滑的定滑轮悬吊质量为m1=1kg的物块；如图（b）所示，将一轻杆用转轴固定在竖直挡板上，两段轻绳DE、EF系在杆的右端并悬吊质量为m2=1.5kg的物块。已知两杆均水平，且绳子的倾斜部分与水平方向的夹角均为30°，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A．图（a）中AB绳的拉力大小为10NB．图（b）中DE绳的拉力大小为15NC．图（a）中轻杆对滑轮的支持力大小为10ND．图（b）中轻杆对结点的支持力大小为15N【答案】AC【详解】A．对（a）、（b）两图中的B、E点分别进行受力分析，如图甲、乙所示图甲中轻绳ABC跨过定滑轮拉住质量为m1的物块，物块处于平衡状态，轻绳AB的拉力大小为F=F=m1g=10N故A正确；BD．图乙中由于杆可自由转动，因此杆对结点的作用力方向一定沿杆的方向，则由平衡条件可知Fsin30°=F；Fcos30°=F乙又F=m2g代入数据解得轻绳DE的拉力为F=30N轻杆对结点的支持力大小为SKIPIF1<0故BD错误。C．由于图甲中的杆为固定的杆，因此杆对滑轮的作用力不一定沿杆的方向，因为AB绳与BC绳的夹角为120°，故分析可得轻杆对滑轮的支持力大小为F甲=F=F=10N故C正确。故选AC。16．（2022·辽宁·高考真题）如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝SKIPIF1<0与竖直方向夹角分别为SKIPIF1<0。用SKIPIF1<0分别表示SKIPIF1<0的拉力，则（）A．SKIPIF1<0的竖直分力大于SKIPIF1<0的竖直分力 B．SKIPIF1<0的竖直分力等于SKIPIF1<0的竖直分力C．SKIPIF1<