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[对应学生用书第332页]
[基础题组]
1.舰载机保持牵引力F大小不变在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止,此时阻拦索夹角θ=120°,空气阻力和甲板阻力不计,则阻拦索承受的张力大小为( )
A. B.F
C.F D.2F
答案 B
2.两个分力F1和F2之间的夹角为θ,其合力为F,下列说法正确的是( )
A.合力F等于F1和F2的代数和
B.若F1和F2大小不变,夹角θ越小,合力F一定越小
C.若夹角θ不变,F1和F2都减小,合力可能增大
D.若夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,则合力F一定增大
解析 F1和F2的矢量和等于F,不是代数和,故选项A错误;由平行四边形定则可知,若F1和F2大小不变,夹角θ越小,合力F越大,故选项B错误;如果F1和F2两个力反向且F1比F2减小得多,则合力增大,故选项C正确;若夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,若F2与F1反向且F1>F2,则合力F减小,故选项D错误。
答案 C
3.关于共点力的合成,下列说法正确的是( )
A.两个分力的合力一定比分力大
B.两个分力大小一定,夹角越大,合力越小
C.两个力合成,其中一个力增大,另外一个力不变,合力一定增大
D.现有三个力,大小分别为3 N、6 N、8 N,这三个力的合力最小值为1 N
解析 合力可以比分力都大,也可以比分力都小,或者大于一个分力,小于另一个分力,选项A错误;力的合成满足平行四边形定则,当两个分力的大小一定,若夹角越大,则平行四边形中与分力共顶点的对角线越短,即合力越小,故选项B正确;当两个力方向相反时,若其中一个力大小不变,另一个力增大时,合力将变小,选项C错误;3 N和6 N进行力的合成后,合力的范围为3~9 N,第三个力8 N在这个范围内,故这三个力的最小合力为0,选项D错误。
答案 B
4.如图所示,F1、F2(F1<F2)为有一定夹角的两个力,L为过O点的一条共面直线,当L取什么方向时,F1、F2在L上的分力之和最小( )
A.F1的方向 B.F1、F2夹角角平分线的方向
C.F1、F2合力的方向 D.与F1、F2合力相垂直的方向
解析 F1和F2在L上的分力等价于F1和F2的合力在L上的分力,而F1和F2的合力要分解在L上的力最小,就应该取垂直于F1、F2的合力方向,因为分解在其他方向都会使这个分力减小的,故选项D正确。
答案 D
5.(多选)如图所示,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,用A、B两弹簧测力计拉橡皮条结点,使其到达O点处,此时α+β>90°,然后保持弹簧测力计B的示数不变而减小β时,为保持结点O位置不变,可采取的办法是( )
A.减小A的读数,同时减小α角
B.减小A的读数,同时增大α角
C.增大A的读数,同时减小α角
D.增大A的读数,同时增大α角
解析 要使结点不变,应保证合力不变,故可以根据平行四边形定则作图进行分析。
O点位置不变,即合力大小和方向不变,保持B的示数不变,即B的拉力大小不变,即一个分力大小不变,一个分力大小和方向都变,要减小β,如图所示,根据平行四边形定则可得减小A的读数,同时减小α角或减小A的读数,同时增大α角,选项A、B正确。
答案 AB
6.如图所示,一个物体在平面直角坐标系xOy的坐标原点,只受到F1和F2的作用,F1=20 N,F2=10 N,则物体的合力( )
A.方向沿+y B.方向沿-y
C.大小等于10 N D.大小等于10 N
解析 因F2x=F2sin 45°=10 N=F1,则x方向受合力大小为F2x,方向指向x正方向,则两个力的合力大小为F2,方向与水平方向成45°偏向右下角,故选项D正确。
答案 D
7.如图所示,在竖直的墙面上用铰链固定一可绕O点自由转动的轻杆,一根满足胡克定律的橡皮筋两端固定在轻杆上的A、C两点,轻质动滑轮B跨过橡皮筋悬挂一定质量的钩码。开始时轻杆处于水平位置,橡皮筋的总长度为L0,忽略滑轮与橡皮筋间的摩擦。若将轻杆沿顺时针方向转过一个角度Δθ=10°,橡皮筋的总长度为L1;若将轻杆沿逆时针方向转过一个角度Δθ′=10°,橡皮筋的总长度为L2,下列关于L0、L1和L2的关系正确的是( )
A.L1=L2=L0 B.L1=L2<L0
C.L1=L2>L0 D.L1<L2<L0
解析 以滑轮为研究对象进行受力分析,如图所示。设橡皮筋与水平方向的夹角分别为α和β,同一根橡皮筋拉力大小相等,即F1=F2,则平衡时有F1cos β=F2cos α,解得α=β,两根橡皮筋与竖直方向的夹角相等设为θ,
根据平衡条件可得2F1cos θ=mg,橡皮筋两端的水平距离为d,伸长为L,则sin θ=,无论将轻杆怎样转动,d均减小,则θ减小,cos θ增大,F1、F2均减小,根据胡克定律可得橡皮筋的长度减