2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)優(yōu)化測控試題 力的合成和分解（38套）

1、2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)同步優(yōu)化測控試題第3講力的合成和分解體驗成功1.關(guān)于兩個力的合力與這兩個力的關(guān)系，下列說法正確的是()A.合力比這兩個力都大B.合力至少比這兩個力中較小的力要大C.合力可能比這兩個力都小D.合力可能比這兩個力都大解析：|F1F2|F合F1F2.答案：CD2.三段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖所示.其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩()A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OC D.可能是OC，也可能是OB解析：取O點為研究對象，TOCG，由平行四邊形定則或正交分解法都可得到TOA，

2、TOBGtan (為AO與豎直方向的夾角).故OA的張力始終最大，最容易斷.答案：A3.如圖甲所示，水平地面上固定著一豎直立柱，某人通過柱頂?shù)亩ɑ喞K的一端將200 N的重物拉住不動.已知繩與水平地面的夾角為30°，則定滑輪所受繩的壓力大小為()A.400 NB.200 NC.300 N D.200 N解析：定滑輪受到與其接觸的繩子的彈力，取這段繩子為研究對象，其受力情況如圖乙所示由平衡條件得：FN2FT·cos 30°200 N又由牛頓第三定律得：繩對滑輪的壓力FNFN200 N.答案：B4.如圖甲所示，用輕彈簧豎直懸掛一質(zhì)量為m的物體，靜止時該彈簧的伸長量

3、為L0.現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為3m的物體，靜止時彈簧的伸長量也為L0，已知斜面的傾角為30°，則物體所受到的摩擦力() A.等于零B.大小為mg，方向沿斜面向下C.大小為mg，方向沿斜面向上D.大小為mg，方向沿斜面向上解析：彈簧沿斜面拉物體時，彈力的大小FkL0mg，故物體的受力情況如圖乙所示.物體受到摩擦力的大小為：f3mgsin 30°Fmg，方向沿斜面向上.答案：C5.如圖甲所示，AOB為水平放置的光滑桿，AOB60°，AO、BO桿上套有兩個質(zhì)量不計的小環(huán)，兩環(huán)間連有可伸縮的彈性繩.今從繩的中點處以沿AOB的角平分線且水平向右的力F緩慢地拉繩，待兩

4、環(huán)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，求繩對環(huán)的拉力FT的大小.解析：小環(huán)受到重力G、繩的拉力FT和桿的彈力FN的作用，其中重力和彈力都與桿垂直，當(dāng)繩的拉力也與桿垂直時小環(huán)才能平衡，故小環(huán)平衡時繩的中點處的受力情況如圖乙所示.由繩的張力的特點可知，繩對環(huán)的拉力FT的大小為F.答案：F第4講共點力平衡受力分析體驗成功1.如圖甲所示，豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點A，Q正上方的P點處固定一細(xì)線，細(xì)線另一端懸掛質(zhì)點B， A、B兩質(zhì)點因為帶電而相互排斥，致使懸線與豎直方向成角.由于漏電使A、B兩質(zhì)點的帶電荷量逐漸減小，在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力大小將()A.保持不變B.先變大后變小C.逐漸減小 D.逐漸增大解析

5、：小球B的受力情況如圖乙所示，三個力構(gòu)成的矢量三角形與BPA相似，根據(jù)相似比有：故T保持不變.答案：A2.如圖甲所示，一個半球形碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口都是光滑的.一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平方向的夾角60°，則兩個小球的質(zhì)量之比 為()A.B.C.D.解析：方法一分解法將球m1的重力分解，作出力的示意圖，如圖乙所示，由題意知，作出的平行四邊形為一菱形，則繩中張力為：F2對球m2，繩中張力F1m2g解得：.方法二正交分解法將m1所受的繩的拉力F1和碗的支持力F2正交分

6、解，如圖丙所示.在x軸上：F1cos F2cos 在y軸上：F1sin F2sin m1g又F1m2g，60°聯(lián)立解得：.答案：A3.如圖甲所示，輕桿插入墻中，輕繩繞過桿末端的定滑輪懸掛一重物，另一端由墻上A點逐漸上移.下列關(guān)于繩上的張力和輕桿對滑輪的彈力的敘述中，正確的是()A.繩的張力與桿的彈力均減小B.繩的張力先減小后增大，桿的彈力一直減小C.繩的張力先增大后減小，桿的彈力一直增大D.繩的張力保持不變，桿的彈力一直減小解析：繞過滑輪的輕繩張力處處相等，大小等于重物的重力，故A點上移時繩的張力不變.再取滑輪及與其接觸的輕繩為研究對象，其受力情況如圖乙所示.由平衡條件知，輕桿對滑輪

7、的彈力與兩側(cè)繩的拉力的合力大小相等、方向相反，故A點上移時，兩側(cè)繩拉力的夾角增大，輕桿的彈力減小，選項D正確.答案：D4.如圖甲所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于豎直方向，則斜面體P此刻受到外力的個數(shù)可能為()A.2B.3C.4D.5解析：當(dāng)彈簧的彈力大小等于斜塊的重力時，P受2個力的作用；當(dāng)彈簧彈力大于P受的重力時，受4個力作用，受力示意圖分別如圖乙所示.答案：AC5.如圖甲所示，重為G的均勻鏈條，兩端用等長的輕繩連接掛在等高的地方，繩與水平方向成角.試求：(1)繩子的張力.(2)鏈條最低點的張力.解析：在求鏈條兩

8、端的張力時，可把鏈條當(dāng)做一個質(zhì)點處理，由于兩邊具有對稱性，兩端點的拉力大小相等，受力情況如圖乙所示.取鏈條整體為研究對象.(1)由平衡條件知，在豎直方向：2Fsin G得：繩對鏈條兩端的拉力F.(2)在求鏈條最低點的張力時，可將鏈條一分為二，取一半研究.受力情況如丙所示.由平衡條件知，在水平方向：FFcos cot .答案：(1)(2)cot 6.如圖甲所示，用光滑的金屬桿做的直角三角形框ABC的AB邊和AC邊上各有一完全相同的小環(huán)E和F，用一根細(xì)線把E、F連接起來，細(xì)線比BC邊短，使三角形豎直放置，BC邊水平.若已知AB邊與BC邊的夾角60°，求兩環(huán)平衡時細(xì)線與AB邊的夾角.解析：

9、平衡時每個小環(huán)都受重力、金屬桿的彈力和細(xì)線拉力的作用.如圖乙所示，若，容易判斷F不可能平衡；若，則容易判斷E不能平衡，故的大小應(yīng)大于60°而小于90°.現(xiàn)分別畫出E、F的受力示意圖如圖丙所示.對于E，由平衡條件可得：mgcos 30°Tcos 對于F，由平衡條件可得：mgTcos (150°)解得：tan 即平衡時細(xì)線與AB邊的夾角arctan.答案：arctan金典練習(xí)二力的合成和分解共點力平衡受力分析選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.1.如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA

10、2 N、GB4 N，A、B之間用輕直桿連接，A用輕彈簧懸掛在頂板上.已知彈簧的彈力大小F3 N，則輕桿內(nèi)部的彈力以及B對地面的壓力的可能值分別是()A.5 N和9 NB.2 N和5 NC.1 N和6 N D.2 N和3 N解析：當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時，有：FTFGA5 N，F(xiàn)NFGAGB9 N當(dāng)彈簧處于伸長狀態(tài)時，有：FTFGA1 N，F(xiàn)NGAGBF3 N.答案：A2.如圖所示，一個直角支架AOB的AO部分水平放置，表面粗糙；OB部分豎直向下，表面光滑.AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)的質(zhì)量均為m，兩環(huán)由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡.現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)

11、再次達(dá)到平衡.那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力FN和摩擦力f的變化情況是()A.FN不變，f變大 B.FN不變，f變小C.FN變大，f變大 D.FN變大，f變小解析：用隔離法分析Q，因OB桿光滑，所以繩拉力F的豎直分力等于Q環(huán)的重力，即Fcos mg，式中表示繩與OB的夾角.當(dāng)P向左平移一段距離后，變小，由F知，拉力F變小.對P環(huán)有fFsin ，可知f變小.用整體法分析P、Q，其所受的外力有：重力2mg、OB桿對Q環(huán)的水平向左的彈力FB、OA桿對P環(huán)豎直向上的支持力FN和水平向右的摩擦力f.根據(jù)豎直方向平衡知，F(xiàn)N恒等于2mg.所以，正確選項為B.答案：B3.如

12、圖甲、乙、丙所示，彈簧秤、繩和滑輪的重力均不計，摩擦力不計，物體的重都是G.在甲、乙、丙三種情況下，彈簧秤的示數(shù)分別是F1、F2、F3，則()A.F3>F1F2 B.F3F1>F2C.F1F2F3 D.F1>F2F3解析：由圖可知：F1G，F(xiàn)2G·cos 30°GF3G.答案：B4.如圖甲所示，斜面體b的質(zhì)量為M，放在粗糙的水平地面上.質(zhì)量為m的滑塊a以一定的初速度沿粗糙的斜面向上滑，然后又返回，此過程中b沒有相對地面移動.由此可知()A.地面對b一直有向右的摩擦力B.地面對b一直有向左的摩擦力C.地面對b的摩擦力方向先向左后向右D.地面對b的支持力一直小

13、于(Mm)g解析：在a向上滑的過程中，a、b的受力情況分別如圖乙、丙所示.則有：f2FN1sin f1cos mgcos sin mgcos2 ，方向向左FN2MgFN1cos f1sin Mgmgcos2 mgcos sin <(Mm)g.當(dāng)a下滑時，由mgsin >mgcos 可得摩擦力的水平分力小于正壓力的水平分力.故知斜面體有向右滑行的趨勢，地面對它的靜摩擦力向左.答案：BD5.如圖甲所示，一光滑球夾在豎直墻與水平面上的楔形木塊間，處于靜止.現(xiàn)對光滑球施一個豎直向下的力F，整個裝置仍處于靜止，則施加F前后()A.水平面對楔形木塊的彈力增大B.水平面對楔形木塊的靜摩擦力不變C

14、.墻對光滑球的彈力增大D.楔形木塊對球的彈力增大解析：球和木塊的受力情況分別如圖乙、丙所示.施加壓力F前，有：FN3(mM)gFN1FN2fFN1·sin mgtan 施加壓力F后，有：FN3(mM)gFFN1FN2fFN1sin (mgF)tan .答案：ACD6.如圖甲所示，把球夾在豎直墻AC和木板BC之間，不計摩擦，球?qū)Φ膲毫镕N1，球?qū)Π宓膲毫镕N2.在將板BC逐漸放至水平的過程中，下列說法正確的是()A.FN1和FN2都增大 B.FN1和FN2都減小C.FN1增大，F(xiàn)N2減小 D.FN1減小，F(xiàn)N2增大解析：球的受力情況如圖乙所示，板BC逐漸放至水平的過程時增大，F(xiàn)N

15、1和FN2都減小.答案：B7.如圖甲所示，在用力F拉小船勻速靠岸的過程中，若水的阻力保持不變，下列說法正確的是()A.小船所受到的合外力保持不變B.繩子的拉力F不斷增大C.繩子的拉力F保持不變D.船所受到的浮力不斷減小解析：小船的受力情況如圖乙所示.由平衡條件得：Fcos fF浮mgFsin 可知隨著增大，F(xiàn)增大，浮力F浮不斷減小.答案：ABD8.如圖所示，跳傘運動員打開傘后經(jīng)過一段時間，將在空中保持勻速降落，其中跳傘運動員受到的空氣阻力不計.已知運動員和他身上的裝備總重為G1，圓頂形降落傘傘面重為G2，有8條相同的拉線一端與飛行員相連(拉線的重量不計)，另一端均勻分布在傘面邊緣上(圖中沒有把

16、拉線都畫出來)，每根拉線和豎直方向都成30°角.那么每根拉線上的張力大小為()A. B.C. D.解析：由8Tcos 30°G1，解得：TG1.答案：A9.如圖甲所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上，輕桿OA、OB與墻，AO與BO之間都通過可自由轉(zhuǎn)動的鉸鏈連接.斜梁OB與豎直方向的夾角為，設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點的彈力分別為F1和F2，則以下結(jié)果正確的是()A.F1mgsin B.F1C.F2mgcos D.F2解析：取O點為研究對象，乙BO、AO對O點的彈力都沿桿的方向，O點的受力情況如圖乙所示.由平衡條件可得：F2F1Ttan mgtan .答案：D10.如圖

17、甲所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦均忽略不計，衣服處于靜止?fàn)顟B(tài).如果保持兩桿不動，繩子B端在桿上的位置不變，將A端上移少許，穩(wěn)定后衣服仍處于靜止?fàn)顟B(tài).則()A.繩子的彈力增大B.繩子的彈力不變C.繩對掛鉤彈力的合力減小D.繩對掛鉤彈力的合力不變解析：由平衡條件知， 乙繩對掛鉤的彈力的合力方向向上，大小等于衣服及衣架的總重力，故選項D正確.設(shè)繩子與水平方向的夾角為，有FN，延長BO與左豎桿交于A點，可知OAOA(如圖乙所示).再設(shè)繩的總長為L，兩豎桿的間距為x，有Lsin .可見繩子與水平方向的夾角與A、B兩點的高度差無關(guān)，故選項C錯誤

18、、D正確.答案：BD非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)有些人如電梯修理員、牽引專家和賽艇運動員，常需要知道繩或金屬線中的張力，可又不能到那些繩、線的自由端去測量.英國一家公司現(xiàn)在制造出了一種夾在繩上的儀表，用一個杠桿使繩子的某點有一個微小偏移量，如圖甲所示.儀表很容易測出垂直于繩的恢復(fù)力.試推導(dǎo)一個能計算繩中張力的公式.如果偏移量d12 mm，恢復(fù)力為300 N，請估算繩中的張力.解析：如圖乙所示設(shè)繩中的張力為FT，取垂直力的作用點為研究對象，由平衡條件有：F2FTsin 2FTtan 2FT所以FT已知F300 N，s0.125 m，d0.012 m所以FT N1.56×103 N.答案：1.56×103 N12.(13分)舉重運動員在抓舉比賽中，為了減小杠鈴上升的高度和發(fā)力，抓杠鈴的兩手間要有較大距離.圖甲為2008年8月13日著名舉重運動員劉春紅在北京奧運會上69公斤級決賽中舉起128公斤杠鈴的現(xiàn)場照片.從圖可看出劉春紅兩手臂間的夾角約為120 °，求該運動員每只手臂對杠鈴的作用力大小.(取g10 m/s2)解析：手臂對杠鈴的作用力方向為手臂的方向，設(shè)大小為F，則杠鈴的受力如圖乙所示.由平衡條件