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课后提升训练(十六) 力的分解与动态平衡
1.(2020·天津高一上月考)关于合力和分力,下列说法中正确的是( )
A.合力一定大于分力
B.合力大小可能等于分力
C.其中一个分力增大,合力一定增大
D.物体可以同时受合力和分力作用
B 解析:若夹角较大时,两个力的合力可能小于任一分力,A错误;由平行四边形定则可知,合力与分力的大小没有必然的联系,合力可能大于、小于或等于任一分力,B正确;由力的平行四边形定则,当夹角一定时,一个分力一定,另一个分力增大,合力不一定会增大,C错误;合力与分力是等效替代关系,合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同,因而合力与分力不是同时作用在物体上,D错误。
2.(2020·黑龙江绥化高一上联考)L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示,若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力,则木板P的受力个数为( )
A.3
B.4
C.5
D.6
C 解析:把P、Q看作一个整体,一起沿斜面匀速下滑时,该整体处于平衡状态,受重力、斜面支持力和斜面的摩擦力;隔离滑块Q进行受力分析,Q受重力、P对Q的支持力、弹簧对Q沿斜面向上的弹力;再隔离木板P进行受力分析,P受重力、Q对P的压力、弹簧对P沿斜面向下的弹力、斜面对P的支持力、斜面对P的摩擦力,C正确。
3.如图所示,一个小球放在固定的光滑斜面上,用平行于斜面向上的拉力拉着,小球保持静止,现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向,小球始终保持静止,则在转动的过程中,关于拉力及斜面体对小球的弹力,下列判断正确的是( )
A.拉力一直变小
B.拉力先变小后变大
C.弹力一直变小
D.弹力一直变大
C 解析:小球受重力、拉力和垂直斜面的支持力并处于静止状态,三力平衡,则三力首尾相连构成闭合矢量三角形,如图所示,拉力F一直增大,弹力一直减小,C正确。
4.如图所示,质量为m的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ,设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2,以下结果正确的是( )
A.F1=mgsin θ
B.F2=
C.F2=mgcos θ
D.F2=
D 解析:取O点进行分析,绳的拉力F大小等于重物的重力mg,即F=mg,绳对O点的拉力按效果分解如图所示,解直角三角形可得F1=F1′=mgtan θ,F2=F2′=,D正确。
5.(2021·山东淄博高一上期末)如图甲所示,笔记本电脑底座一般设置四个卡位来调节角度,某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位4调至卡位1,如图乙所示,电脑始终处于静止状态,则( )
A.电脑受到的支持力变大
B.电脑受到的摩擦力变小
C.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和与重力大小相等
D.散热底座对电脑的作用力始终与电脑重力大小相等、方向相反
D 解析:笔记本电脑受重力mg、支持力FN和摩擦力Ff,根据平衡条件,有FN=mgcos θ,Ff=mgsin θ,由原卡位4调至卡位1,θ增大,支持力FN减小,摩擦力Ff增大,A、B错误;散热底座对电脑的作用力即支持力和摩擦力的合力,与电脑重力等大反向,D正确;支持力和摩擦力的合成遵循平行四边形定则,支持力与摩擦力两力大小之和大于重力,C错误。
6.如图所示,轻杆一端P用光滑轴固定于竖直墙上,另一端O用轻绳系于墙上A点,轻杆恰好水平,一物体悬挂于O点,现将A点缓慢上移,同时加长轻绳使轻杆仍保持水平,则关于轻杆所受压力与轻绳所受拉力,下列说法正确的是( )
A.轻杆所受压力增大
B.轻杆所受压力不变
C.轻绳所受拉力增大
D.轻绳所受拉力减小
D 解析:物体的重力有如图所示的作用效果,从图中可以看出,将轻绳上调后,随着两个分力的变化,轻绳的拉力F2减小,轻杆受到的压力F1也减小,D正确。
7.重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作,当运动员竖直倒立保持静止状态时,两手臂对称支撑,夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.当θ取不同的值时,运动员受到的合力不同
B.当θ取不同的值时,运动员左手与地面之间的摩擦力大小不变
C.当θ=60°时,运动员左手对地面的正压力大小为
D.当θ=120°时,运动员左手对地面的正压力大小为G
C 解析:运动员受重力和地面对运动员的作用力静止,合力为0,当θ不同时,运动员受到的合力相同,A错误;以运动员的左手为研究对象,受到地面的支持力FN,摩擦力Ff和手臂对手的弹力,竖直方向根据平衡条件可得2FN=G,解得FN=,C正确,D错误。,与θ无关,根据牛顿第三定律可得运动员左手对地面的正压力为,当θ取不同的值时,运动员左手与地面之间的摩擦力大小发生变化,B错误;运动员左手受到地面的支持力始终等于t