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课时作业(四) 力的合成与分解
A组·基础巩固题
1.(2021·北京市昌平区期末考试)某实验小组发现:一个人直接用力拉汽车,一般无法将汽车拉动;但用绳索把汽车与固定立柱拴紧,在绳索的中央用较小的、垂直于绳索的水平侧向力F就可以拉动汽车,汽车运动后F的方向保持不变,如图所示。若汽车在运动过程中所受摩擦力大小不变,下列说法正确的是( )
A.汽车受到绳索的拉力大小等于F
B.汽车受到绳索的拉力大于立柱受到绳索的拉力
C.匀速拉动汽车的过程中所需拉力F为恒力
D.匀速拉动汽车过程中所需拉力F逐渐变大
解析 同一根绳子上拉力相等,汽车受到绳索的拉力等于立柱受到绳索的拉力,故B项错误;由于绳子的夹角很大,所以拉力F在绳子方向上的两个等大分力大于F,所以汽车受到绳索的拉力大小大于F,故A项错误;匀速拉动汽车的过程中,绳子的夹角越来越小,由于沿运动方向的分力大小不变,所以所需拉力F逐渐变大,故C项错误,D项正确。
答案 D
2. (2019·天津高考)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是( )
A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的
C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下
D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布
解析 增加钢索的数量,索塔受到的向下的压力增大,A项错误;当索塔受到的力F一定时,降低索塔的高度,钢索与水平方向的夹角α减小,则钢索受到的拉力将增大,B项错误;如果索塔两侧的钢索对称且拉力大小相同,则两侧拉力在水平方向的合力为零,钢索的合力一定竖直向下,C项正确;索塔受到钢索的拉力合力竖直向下,当两侧钢索的拉力大小不等时,由图可知,两侧的钢索不一定对称,D项错误。
答案 C
3. (2019·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则( )
A.F1=mg,F2=mg
B.F1=mg,F2=mg
C.F1=mg,F2=mg
D.F1=mg,F2=mg
解析 分析可知工件受力平衡,对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解如图所示,结合几何关系可知工件对斜面Ⅰ的压力大小为F1=mgcos 30°=、对斜面Ⅱ的压力大小为F2=mgsin 30°=,D项正确,A、B、C三项错误。
答案 D
4. (2021·河北省张家口市第一次质量检测)如图,一个吹胀的皮球用网兜悬挂于O点,A为网兜上对称分布的网绳结点,在皮球缓慢漏气体积变小的过程中(可视为重力不变),则( )
A.网绳拉力变大 B.网绳拉力不变
C.网绳拉力变小 D.网绳拉力先变大后变小
解析 设5条网绳与竖直方向夹角均为θ,每根网绳的拉力均为T,可得5Tcos θ=mg,则随着球的体积减小,半径减小,网绳与竖直方向的夹角θ减小,则T减小,C项正确。
答案 C
5. (多选)如图所示,质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速直线运动,已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为( )
A.μmg B.μ(mg+Fsin θ)
C.μ(mg-Fsin θ) D.Fcos θ
解析 对木块进行受力分析如图所示,将F进行正交分解,由于木块做匀速直线运动,所以在x轴和y轴均受力平衡,即Fcos θ =Ff,FN=mg+Fsin θ,又由于Ff=μFN,故Ff=μ(mg+Fsin θ),B、D两项正确。
答案 BD
6. 如图所示,小球A、B通过一条细绳跨过定滑轮连接,它们分别套在两根竖直杆上。当两球平衡时,连接A、B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 对A、B两球受力分析如图所示,由力的平衡条件可知,T′sin θ=mAg,Tsin 2θ=mBg,T′=T,解得mA∶mB=sin θ∶sin 2θ=1∶2cos θ,B项正确。
答案 B
7. 如图所示是轿车常用的千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时,汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°。下列判断正确的是( )
A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 N
B.此时千