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课时分层作业(四)
1.(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F(不为零),则( )
A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍
B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 N
C.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变
D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大
AD [F1、F2同时增大一倍,由平行四边形定则知F也增大一倍,选项A正确;当F1、F2方向相同时,F1、F2同时增加10 N,F增加20 N,选项B错误;当F1、F2方向相反时,F1增加10 N、F2减少10 N,则F增加20 N或减少20 N,选项C错误;当F1、F2共线反向时,当其中一个增大,合力F不一定增大,选项D正确。]
2.(2022·广东深圳市二模)冰雪运动爱好者利用无人机牵引,在光滑水平冰面上匀速滑行,如图所示。牵引绳与竖直方向夹角为θ, 人所受空气阻力恒定。则( )
A.θ角越大,绳子对人的拉力越大
B.θ角越大,地面对人的支持力越大
C.空气对无人机的作用力可能沿着绳子方向
D.无人机对绳的拉力与绳对人的拉力是一对相互作用力
B [以人为研究对象,受力分析如图。水平方向f=Tsin θ,竖直方向Tcos θ+N=mg,可得N=mg-Tcos θ,T=,人所受空气阻力恒定,θ角越大,绳子对人的拉力T越小,地面对人的支持力N越大,故B正确,A错误;以飞机为研究对象,飞机受空气阻力、绳子拉力和重力,由平衡条件可知空气阻力与飞机的重力和绳子拉力的合力等大反向,不可能沿着绳子方向,故C错误;相互作用力是在两个相互作用的物体之间,无人机对绳的拉力与绳对人的拉力中涉及三个物体,故D错误。故选B。]
3.(2022·广东卷)下图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB静止时,连接AB的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点,F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。下列关系式正确的是( )
A.F=F1 B.F=2F1
C.F=3F1 D.F=F1
D [以O点为研究对象,受力分析如图,
由几何关系可知θ=30°,由平衡条件可得F1sin 30°=F2sin 30°,F1cos 30°+F2cos 30°=F,联立可得F=F1,故D正确,A、B、C错误。故选D。]
4.(2022·河南洛阳市高三下学期3月适应性考试)如图为一个用细绳悬挂的广告装饰,由4个完全相同的装饰球组成。当沿水平方向的风吹过时,悬绳与竖直方向的夹角稳定在30°。设每个球的质量均为m,重力加速度为g。自上往下数,第一个球与第二个球之间细绳的弹力大小为( )
A.1.5mg B.mg
C.2mg D.2mg
D [以下面3个球为研究对象受力分析如图,受到重力、风力及绳的拉力,由平衡条件可得cos 30°=,可解得T=2mg,D正确。]
5.(2022·全国乙卷)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时,它们加速度的大小均为( )
A. B.
C. D.
A [当两球运动至二者相距L时,如图所示。由几何关系可知sin θ==,设绳子拉力为T,水平方向有2Tcos θ=F,解得T=F,对任意小球由牛顿第二定律可得T=ma,解得a=,故A正确,B、C、D错误。故选A。]
6.(多选)已知力F的一个分力F1跟F成30°角,大小未知,另一个分力F2的大小为F,方向未知,则F1的大小可能是( )
A. B.
C. D.F
AC [如图所示,因F2=F>Fsin 30°,故F1的大小有两种可能情况,由ΔF==F,即F1的大小分别为Fcos 30°-ΔF和Fcos 30°+ΔF,即F1的大小分别为F和F,A、C正确。]
7.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
D [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=F1′=mgcos 30°=mg,对斜面Ⅱ的压力大小为F2=F2′=mgsin 30°=mg,选项D正确,A、B、C错误。]
8.如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑(如图甲),再改用水平推力F2作用于物