课时跟踪检测(7) 力的合成和分解(Word练习)-【新高考方案】2024高考物理一轮复习(老教材 新高考)
课时跟踪检测(七) 力的合成和分解
一、立足主干知识,注重基础性和综合性
1.两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F。以下说法正确的是( )
A.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
B.合力F一定总比分力F1和F2中的一个力大
C.若F1和F2大小不变,θ越小,合力F就越大
D.如果夹角θ不变,若F1的大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大
解析:选C 二力平衡时,合力为零,此时合力F比分力中的任何一个力都小,A、B错误;若F1和F2大小不变,θ越小,合力F越大,C正确;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力F可能减小,也可能增大,故D错误。
2.如图所示,某质点在共点力F1、F2、F3作用下处于静止状态,现将F1逆时针旋转60°,其他力均保持不变,那么该质点所受合力大小为( )
A.F1 B.F2+F1
C.F3 D.F1+F3
解析:选A 三力平衡时任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线,故除F1外的两个力F2、F3的合力大小等于F1,方向与F1相反;现将F1逆时针旋转60°,根据平行四边形定则可知,两个大小均为F1且互成120°角的力合成时,合力在两个分力的角平分线上,大小等于分力F1,故此时质点所受到的合力大小为F1,故A正确。
3.(2023·西安高三模拟)如图所示,水平长为L、重为G的长方体工件放在水平地面上,弹性绳(可等效成轻弹簧)两端系在工件的两端,用光滑吊钩吊着弹性绳,当弹性绳刚要绷紧时,吊钩两侧弹性绳与水平方向的夹角θ为37°,将吊钩缓慢向上提起,当工件刚好要离开地面时,吊钩两侧弹性绳与水平方向的夹角θ为53°,弹性绳始终在弹性限度内,sin 37°=0.6,则弹性绳的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
解析:选C 当工件刚要离开地面时,弹性绳的伸长量为x=-
=
L,设弹性绳上的弹力为F,则有2Fsin 53°=G,解得F=
G,则弹性绳的劲度系数为k=
=
,
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选项C正确。
4.小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室,如图所示,水和水桶的总质量为m,两人拉力方向与竖直方向都成θ角,大小都为F,下列说法中正确的是( )
A.不管θ为何值,F= B.当θ=30°时,F=mg
C.当θ=45°时,F=mg D.θ越大,F越大
解析:选D 由题可知小陶、小盛的手臂对水桶的拉力大小为F,两人拉力方向与竖直方向都成θ角,根据对称性可知,结合平衡条件得2Fcos θ=mg,解得F=,当θ=0°时,cos θ值最大,则F=
;当θ=30°时,F=
mg;当θ=45°时,F=
mg;当θ为60°时,F=mg;当θ越大时,则F越大;故A、B、C错误,D正确。
5.如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )
A.kL B.2kL
C.kL D.
kL
解析:选D 设发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ,则sin θ==
,cos θ=
=
。发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F合=2Fcos θ,F=kx=kL,故F合=2kL·
=
kL,D正确。
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6.如图所示,在两竖直墙面间的同一竖直面内有两根等长细绳AO和BO连接于O点,O点的下方用绳子CO悬挂一重物,D点在B点正下方,且A、O、D在等高处,物体处于静止状态,绳BO与竖直墙面的夹角θ=37°,此时绳AO的张力为T1。现在把绳子端点B移到D点,静止时绳子AO的张力为T2,则下列结论正确的是( )
A.T1=mg B.T1=
mg
C.T2=mg D.T2=mg
解析:选C 绳子端点B在最初位置时,根据平衡条件可得T1=mgtan θ=mg,设细绳AO长度为L,据几何关系可知两竖直墙面间的距离为d=L+Lsin θ=1.6L,绳子端点B移到位置D点时,绳子AO与竖直墙面间的夹角为α,由几何知识得sin α=
=0.8,此时有2T2cos α=mg,得T2=
mg,所以C正确,A、B、D错误。
7.(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
解析:选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。
8.蹦床可简化为如图所示的完全相同的网绳构成的正方形,点O、a、b、c、…为网绳的结点。当网水平张紧时,若质量为m的运动员从高处竖直落下,并恰好落在O点,当该处下凹至最低点时,网绳aOe、cOg均成120°向上的张角,此时O点受到的向下的冲击力为F,则这时O点周围每
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