第二章 第2讲 力的合成与分解-2021高考物理【创新教程】艺考生高考总复习课时冲关（新高考）

第2讲　力的合成与分解 1. (力的合成) 如图甲、乙、丙、丁所示，等大的三个力F作用于同一点O，则(　　) A．合力最大的是甲图　　　 B．合力最大的是乙图 C．合力最大的是丙图 D．合力量大的是丁图 答案：B 2. (合成法的应用) 如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则(　　) A．θ＝120° B．θ＞120° C．θ＜120° D．不论θ为何值，AO总是先断 解析：C　[以结点O为研究对象，受力情况如图所示，根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等，由平衡条件得，FAO＝2FBOcos ＞FBO，解得θ＜120°，故选项C正确．]，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则有2FBOcos 3．(力合成法的应用) 如图所示，小球A、B通过一条细绳跨过定滑轮连接，它们都穿在一根竖直杆上．当两球平衡时，连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为θ和2θ.假设装置中的各处摩擦均不计，则A、B球的质量之比为(　　) A．2cos θ∶1 B.1∶2cos θ C．tan θ∶1 D．1∶2sin θ 解析：B　[分别对A、B两球受力分析，运用合成法，如图： 由几何知识得：FTsin θ＝mAg，FTsin 2θ＝mBg，故mA∶mB＝sin θ∶sin 2θ＝1∶2cos θ，故选B.] 4．(力的实际效果分解) (2020·山东省烟台市模拟)减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全．当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是(　　) 解析：B　[减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误；按照力的作用效果分解，将F分解为水平方向和竖直方向，水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度，竖直方向的分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误．] 5．(力的实际效果分解) 刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈，如图是斧头劈木柴的示意图．劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力F，这个力产生两个作用效果，使劈的两个侧面推压木柴，把木柴劈开．设劈背的宽度为d，劈的侧面长为l，不计斧头的自身重力，则劈的侧面推压木柴的力约为(　　) A.FF B. C.FF D. 解析：B　[斧头劈木柴时，设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1＝F2，利用几何三角形与力的三角形相似有F，所以B正确，A、C、D错误．]，得推压木柴的力F1＝F2＝＝ 6．(力的正交分解) (2020·安阳模拟)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.mg B. C.mgmg D. 解析：A　[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°－FTsin 30°＝0，FTcos 30°＋Fsin 30°－mg＝0，联立可解得：F＝，故选A.] 7．(2020·衡阳模拟)(力分角的实际应用) 超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出)，工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开，已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力) A.FF B. C．F D.F 答案：C 8. (极值问题的分析) 如图所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为m、半径为r的半球体A.现在A上放一密度和半径与A相同的球体B，调整A的位置使得A、B保持静止状态，已知A与地面间的动摩擦因数为0.5.则A球球心距墙角的最远距离是(　　) A．2r B.r C.rr D. 解析：C　[由题可知B球质量为2m，当A球球心距墙角最远时，A受地面水平向右的摩擦力f＝μ·3mg，此时以B球为研究对象，对其受力分析，如图所示，有F2＝r，选项C正确．]，代入数据得θ＝53°.由几何关系可知，A球球心到墙角的最远距离l＝r＋2rcos θ＝＝，以A和B整体为研究对象，在水平方向有μ·3mg＝F2，则tan θ＝ 9．(轻绳、轻弹簧模型) 如图所示，轻杆与竖直墙壁成53°角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为mg(g为重力加速度)，则轻杆对小球的弹力大小为(　　) A.mgmg B. C.mgmg D. 解析：D　[由于轻杆斜插入墙