3.4力的合成与分解-2021-2022学年高一物理优化训练（2019人教版必修第一册）

第三章 相互作用——力 3.4力的合成与分解 一、单选题 1.如图，用于水平方向成 的力F拉质量为m的物体水平匀速前进x，已知物体和地面间的动摩擦因数为μ，则在此过程中F做功为（    ） A.                                 B.                               C.                              D.  【答案】 D 【解析】对物体进行受力分析，并对拉力F进行分解如图所示： 根据物体在竖直方向的平衡条件可知： ，又 ，得， 再根据滑动摩擦力公式 ，解得： 又因为物体做匀速运动，所以 ，所以，由 解得，  ，根据功的公式，拉力F 对物体所做的功为： 则有， ， D符合题意。 故答案为：D 2.晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上，A点高于B点，原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止（如图），不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，下列说法中一定正确的是（   ） A. 有风时，挂钩左右两侧的绳子拉力不相等 B. 无风时，挂钩左右两侧绳子OA较陡 C. 相比无风时，有风的情况下∠AOB大 D. 在有风的情况下，A点沿杆稍下移到C点，绳子的拉力变小 【答案】 D 【解析】A．由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则O点为活结，活结两端的拉力总是相等，所以A不符合题意； B．无风时，根据平衡条件可得，两细绳拉力的合力等于重力，则有 两细绳拉力水平方向的分力大小相等，方向相反，有 所以挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相同，则B不符合题意； C．有风时，水平风力与重力的合力为恒力，方向斜向右下方，则两细绳拉力的合力，方向斜向左上方，则绳子OA较陡，所以相比无风时，有风的情况下∠AOB变小，则C不符合题意； D．在有风的情况下，A点沿杆稍下移到C点，∠AOB变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，根据力的分解特点合力一定，两分力随夹角的减小而减小，所以D符合题意； 故答案为：D。 3.如图所示，物体A左侧为粗糙的竖直墙面，在竖直轻弹簧作用下，A、B保持静止。若在A的上方施加一竖直向下的作用力F，使A缓慢下移一小段距离在此过程中（   ）   A. A可能相对B向下滑动                                          B. 墙对A的弹力会慢慢变大 C. 墙壁对A的摩擦力变小                                        D. B对A的作用力不断变大，方向始终为竖直向上 【答案】 D 【解析】开始时整体受力平衡，竖直方向受到重力和弹簧的弹力，水平方向不受力，所以A与墙之间没有弹力，没有弹力就不会有摩擦力。 A．以A为研究对象，A受到重力、支持力和摩擦力，设B斜面的倾角为θ，则有mAgsinθ≤μmAgcosθ 若在A的上方施加一竖直向下的作用力F，一定有（F+mAg）sinθ≤μ（F+mAg）cosθ 所以A相对于B不会向下运动，A不符合题意； BC．水平方向系统不受外力作用，墙壁对A的弹力仍为零，所以摩擦力仍为零，保持不变，BC不符合题意； D．若在A的上方施加一竖直向下的作用力F，AB一起向下运动，当A、B再次达到静止时，弹簧的压缩量增大，所以弹簧对B的弹力变大，因mBg+FAB=F弹 则A对B的作用力逐渐变大，则B对A的作用力也不断增大，方向始终为竖直向上，D符合题意； 故答案为：D。 4.被誉为“中国天眼”的射电天文望远镜（FAST）如图所示，质量为3×104kg的馈源舱用对称的六索六塔装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600m，不计绳索重力，则每根绳索承受的拉力大约为（   ） A. 4×105N                             B. 6×104N                             C. 1×105N                             D. 3×104N 【答案】 B 【解析】将各塔顶连接起来，得到正六边形，由几何关系可得馈源舱到塔顶的水平距离等于相邻塔顶的水平距离为300m，则可知每根绳索与竖直方向的夹角为 ，由平衡条件可得 解得 故答案为：B。 5.金属滑杆ab连着一弹簧，水平放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图所示．cd、ef间有匀强磁场，磁场方向如图所示。合上开关S，滑杆ab平衡时，弹簧伸长2cm，测得电路中电流为2A，已知弹簧的劲度系数为20N/m，ab的长L=0.1m．则匀强磁场的磁感