内容正文:
第06讲 力的合成与分解 受力分析
目录
课标达标练 1
题型01 力的合成 1
题型02 力的分解 3
题型03 受力分析 6
核心突破练 8
真题溯源练 12
01 力的合成
1.(2025·贵州遵义·模拟预测)如图(a)所示,声镊技术可用于精准地将药物输送至病变部位。某小组模拟声镊输送药物:如图(b)所示,在光滑水平面上O点放置一小物体,给物体施加三个力。初始时,三力两两互成,且均与物体在同一水平面内,分别正对M口、N口方向,物体静止在O点。现通过调整力,使物体沿虚线路径运动,下列说法正确的是( )
A.仅减小的大小,能使物体沿虚线运动到M口
B.仅增加的大小,能使物体沿虚线运动到P口
C.仅调整的方向,不能使物体沿虚线运动到P口
D.仅调整的方向,不能使物体沿虚线运动到N口
2.(2025·山东菏泽·二模)某兴趣小组探究分力、与合力F的关系。保持合力F的大小和方向不变,分力的大小不变,在如图所示平面内改变分力的方向,分力的箭头的轨迹图形为( )
A. B.
C. D.
3.(2025·河南·模拟预测)如图为质点P受到的8个力的图示,8个力的顶点刚好构成长方体,为该长方体的中心,若力的图示可表示为有向线段,则质点P受到的合力为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·四川成都·期中)如图所示,手提袋装满东西后总重为G,轻质提绳与手提袋的4个连接点M、N、P、Q形成边长为L的正方形。竖直外力作用在提绳中点O将手提袋提起,4段提绳OM、ON、OP、OQ等长且与竖直方向均成30°夹角,则下列说法正确的是( )
A.提绳OM对手提袋的作用力为
B.提绳OM对手提袋的作用力为
C.若增大提绳的长度,提绳OM和ON对手提袋的合力将减小
D.若增大提绳的长度,提绳OM和OP对手提袋的合力将减小
5.(2024·陕西安康·模拟预测)四个小朋友玩“东西南北跑比赛”,他们被围在一个弹力圈中,从中心向外沿各自的方向移动,去拿外围的游戏道具,谁先拿到谁就能赢得比赛。某时刻四个小朋友处于如图所示的僵持状态,则此时受到弹力圈的弹力最小的是( )
A.1号小朋友 B.2号小朋友
C.3号小朋友 D.4号小朋友
6.(24-25高三上·天津河西·期末)如图甲所示,一架直梯斜靠光滑的竖直墙壁上,直梯下端放在粗糙的水平地面上。一位工人站上直梯,从侧面观察时,可画成如图乙所示的图形。工人和直梯始终处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.工人越重,直梯所受合力越大
B.墙壁对直梯的弹力方向垂直于直梯所在平面并且指向斜上方
C.地面对梯子的作用力不沿竖直方向
D.地面对直梯的摩擦力大于墙壁对直梯的弹力
02 力的分解
7.(2025·内蒙古赤峰·三模)逆风使帆的原理如图所示,把帆面张在航向(船头指向)和风向之间,因风对帆的压力垂直帆面,可分解成两个分力、,其中垂直船轴即航向(“龙骨”),会被很大的横向阻力平衡,沿着航向,已知帆面与航向之间的夹帆面航向角为,船的总质量为,下列说法正确的是( )
A.提供船前进的动力
B.船受到的合力大小一定与值相等
C.若船垂直航向的阻力为,则
D.若船沿着航向的阻力为,则船的加速度为
8.(24-25高三上·安徽·联考)如图所示,质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过两根长度均为L的细线悬挂在天花板的O点,两球之间通过长度为的轻杆相连,重力加速度为g。现对小球P施加一外力F并确保轻杆始终处于水平状态,则( )
A.外力F竖直向上时,外力取得最小值2mg
B.外力F水平向左时,外力取得最小值
C.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
D.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
9.(2025·四川成都·三模)用轻质鞋带穿过跑鞋某一鞋孔后系在衣架两端,先后采用图(a)所示衣架水平、图(b)所示衣架倾斜两种方式晾晒在水平粗糙晾衣杆上,两种方式衣架挂钩受到杆的支持力分别为Na与Nb,摩擦力分别为fa与fb,鞋带两端与竖直方向夹角均相等,分别为与,鞋带张力分别为Ta与Tb。忽略鞋带与鞋孔间的摩擦,鞋带长度不变。下列说法正确的是( )
A.Na大于Nb B.fa小于fb
C.小于 D.Ta大于Tb
10.(24-25高三上·广东佛山·开学考试)如图甲所示是斧子砍进木桩时的示意图,其横截面如图乙所示,斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形,若施加竖直向下的力与斧子的重力合计为F,则( )
A.侧向分力F1、F2大小为
B.F越小,斧头对木桩的侧向压力越大
C.相同的力F,θ越大的斧子,越容易劈开木桩
D.相同的力F,θ越小的斧子,越容易劈开木桩
11.(24-25高三上·山东德州·模考)将一重为G的圆柱形工件放在“V”形槽中,如图所示,槽的两侧面与水平面的夹角相同,“V”形槽两侧面的夹角为120°。当槽的棱与水平面的夹角为30°时,工件恰好能够匀速下滑,则( )
A.工件对槽每个侧面的压力均为
B.工件对槽每个侧面的压力均为
C.工件与槽间的动摩擦因数为
D.工件与槽间的动摩擦因数为
12.(24-25高上上·江苏徐州·期中)科学的佩戴口罩,对于新冠肺炎、流感等呼吸道传染病具有预防作用,既保护自己,又有利于公众健康。如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图,一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为k的弹性轻绳,在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x,此时段与水平方向的夹角为37°,段与水平方向的夹角为53°,弹性绳涉及到的受力均在同一平面内,不计摩擦,已知,,则下列说法正确的是( )
A.耳朵受到的口罩带的作用力为
B.耳朵受到的口罩带的作用力小于2kx
C.耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向夹角为37°
D.耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向夹角为53°
03 受力分析
13.(24-25高三上·广东佛山·开学考试)用四颗磁吸块将一张纸质通知固定在竖直平面上的公告栏内,磁吸块间的作用力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.磁吸块a受到3个力作用
B.磁吸块a受到的摩擦力方向向下
C.纸质通知受到白板的摩擦力大小大于自身重力
D.去掉磁吸块c,纸质通知受到白板的摩擦力保持不变
14.(24-25高三上·全国·模拟预测)如图所示,用一竖直向上的力使一可视为质点的物块与倾斜的墙面接触,物块处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.物块对斜面的作用力方向一定竖直向下
B.物块可能受到3个力的作用
C.若稍增大,物块仍静止,则物块所受摩擦力一定增大
D.若稍减小,物块仍静止,则物块所受摩擦力可能增大
15.(24-25高三上·山东滨州·联考)如图所示,倾斜直杆的左端固定在地面上,与水平面成角,杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当ab静止时,Oa端绳与杆的夹角也为,不计一切摩擦,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.a一定受到2个力的作用 B.a一定受到3个力的作用
C.绳对a的拉力大小为 D.杆对a的弹力大小为
16.(2024·广西钦州·模拟预测)如图所示,物体A、B叠放在粗糙的斜面C上,沿斜面向上的拉力F作用在物体B上,使A、B一起沿斜面向上匀速运动,斜面C始终静止在水平地面上。下列说法正确的是( )
A.此过程中,物体A受2个力作用
B.此过程中,物体B受5个力作用
C.此过程中,斜面C受5个力作用
D.此过程中,地面受到的压力等于A、B、C整体所受的重力
17.(2024·河北保定·一模)如图所示,质量为m的均匀直木杆静置在水平面与倾角为的光滑斜面之间,已知斜面对木杆的支持力大小为F,重力加速度为g,、,下列说法正确的是( )
A.木杆处于四力平衡状态
B.水平面可能是光滑的
C.水平面对木杆的支持力大小为
D.水平面对木杆的摩擦力大小为
18.(2025·江西萍乡·三模)如图,甲、乙为两种吊装装置,杆OA的端点分别固定在水平地面和竖直墙面上,另一端固定一个光滑定滑轮。轻绳绕过定滑轮,一端固定在点,另一端连接两个相同的物块。装置中的均为,乙装置中的杆OA水平,定滑轮的质量不计,则甲、乙装置中,定滑轮受到轻绳的作用力大小之比为( )
A. B. C. D.
19.(24-25高三上·广东汕头·模拟预测)一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力、和的作用,其大小分别为、、,且的方向指向正北,下列说法中正确的是( )
A.这三个力的合力可能为零
B.、两个力的合力大小可能为20N
C.若物体处于匀速直线运动状态,则、的合力大小为48N,方向指向正南
D.若物体处于静止状态,则、的合力大小一定为42N,方向指向正南
20.(24-25高三上·重庆·开学考试)两个共点力之间夹角为θ,它们的合力为F,下列说法正确的是( )
A.合力F的大小不一定大于的大小
B.和F同时作用于同一物体上
C.若与大小不变,夹角θ越大,则合力F就越大
D.若与大小不变,夹角θ越大,则合力F就越小
21.(2023·广东·二模)耙在中国已有1500年以上的历史,北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”,将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示,牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称,延长线的交点为,夹角,拉力大小均为F,平面与水平面的夹角为(为AB的中点),如图乙所示。忽略耙索质量,下列说法正确的是( )
A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为
C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为
22.(2025·山东烟台·一模)如图所示,吊车悬臂PM的一端装有大小不计的定滑轮,另一端可绕M点转动,绕过定滑轮的钢索通过四条相同的绳OA、OB、OC、OD吊着一长方形混凝土板。忽略一切摩擦,钢索和绳的质量均不计,当悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小时,下列说法正确的是( )
A.钢索受到的拉力逐渐变小
B.吊车对地面的摩擦力始终为零
C.钢索对定滑轮的作用力逐渐变大
D.若四条绳增加相同的长度,则四条绳受到的拉力均变大
23.(24-25高三上·吉林长春·联考)卡车车厢中装有完全相同的水泥圆管,下面的两根圆管前端与车厢壁接触,上面的圆管未与车厢壁接触,三根圆管互相接触,如图所示。已知圆管之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列有关说法中正确的是( )
A.汽车启动过程,最上面的水泥圆管受到的摩擦力向前
B.汽车启动过程,最上面的水泥圆管受到的摩擦力逐渐增大
C.为了安全起见,汽车刹车过程中的加速度不能超过μg
D.为了安全起见,汽车刹车过程中的加速度不能超过
24.(24-25高三上·浙江绍兴·联考)现将一个沿水平方向大小为F=100 N的力分解成两个分力,其中一个分力大小未知,方向与水平方向成30°夹角,则关于另一分力的大小及分解情况,下列说法中正确的是( )
A.另一分力的大小方向不确定,有无数组解
B.另一分力的大小为50 N时,有唯一解
C.另一分力的大小为80 N时,有两解
D.另一分力的大小为60 N时,无解
25.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角,使飞行器恰恰与水平方向成角的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向沿逆时针旋转60°,同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行,飞行器所受空气阻力不计,下列说法中正确的是( )
A.加速时加速度的大小为g
B.加速时动力的大小等于mg
C.减速时动力的大小等于mg
D.减速飞行时间2t后速度为零
26.(24-25高三上·湖南·联考)如图所示,静止在地面上的半圆柱体P的截面对应的圆心为,P和竖直挡板之间夹着质量为的光滑圆柱体Q,Q的截面圆的圆心为,两截面的圆心和在同一竖直面内。已知圆柱体Q的半径为,半圆柱体P的半径为,到竖直挡板的距离为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.半圆柱体P受到三个力作用
B.在图示位置圆柱体Q受到半圆柱体P的支持力大小为
C.在图示位置圆柱体Q受到竖直挡板的作用力大小为
D.若将半圆柱体P缓慢右移少许,整个系统仍静止,圆柱体Q受到半圆柱体P的支持力和竖直挡板的作用力都变大
27.(2024·四川内江·模拟预测)如图所示,楔形物体a和b叠放在水平地面上,物体a用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接整个系统处于静止状态。已知物体a、b之间的接触面光滑,下列说法正确的是( )
A.物体b对物体a的支持力大于物体a的重力
B.物体b受到3个力的作用
C.弹簧可能处于伸长状态
D.物体b对地面的摩擦力水平向右
28.(24-25高三上·广西桂林·联考)如图所示,一根竖直的弹簧下端连接一个光滑的小球,小球处于斜面和挡板之间并和斜面、挡板均接触,下列说法正确的是( )
A.若小球与斜面之间有弹力,则小球与挡板之间一定有弹力
B.若小球与斜面之间有弹力,则小球与挡板之间不一定有弹力
C.若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间一定有弹力
D.若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间不一定有弹力
29.(2025·贵州贵阳·二模)“世界桥梁看中国,中国桥梁看贵州”。目前贵州在建的世界第一高桥六安高速公路花江峡谷大桥于2025年1月17日在距离水面625米高空精准接龙,实现贯通。如图所示为斜拉桥的索塔与钢索的简单示意图,斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内,假设每根钢索对桥作用力大小相等、其与水平方向夹角相等(忽略钢索的质量及桥面高度的变化)。下列说法正确的是( )
A.仅减小索塔高度可减小每根钢索的拉力大小
B.仅增加索塔高度可减小每根钢索的拉力大小
C.仅增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
D.仅减少钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
30.(2025·广东茂名·一模)图甲为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形,撞击木楔的力为F,则下列说法正确的是( )
A.为了增大木块对油饼的压力,通常设计得较小
B.木锲对每个木块的压力均为
C.木块挤压油饼过程中,油饼内能减小
D.木块加速挤压油饼过程中,木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力
31.(2025·河南·三模)榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式,我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示木工凿,凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄,将木工凿尖端钉入木头,木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示,锤子对木工凿施加的力沿竖直面向下,木工凿对木头的侧面和竖直面的压力大小分别为和,下列说法正确的是( )
A.和是的两个分力
B.凿子尖端打磨的夹角不同,可能大于
C.凿子尖端打磨的夹角不同,可能大于
D.凿子尖端打磨的夹角不同,可能小于
32.(2025·广东湛江·二模)下图为乘客坐飞机的姿态图。座椅背板AP与底板PB夹角稍大于90°,飞机匀速水平飞行时,底板PB右端比左端稍微高点,忽略乘客与座椅的摩擦力,在飞机逐渐向上匀速爬升的过程中,座椅背板AP与底板PB也逐渐绕P轴在竖直面内逆时针转动,直到PB板与水平面成30°。下列说法正确的是( )
A.未爬升前背板AP对乘客没有作用力
B.爬升过程中乘客始终受到三个力的作用
C.爬升过程中座椅对乘客的作用力的合力逐渐减小
D.爬升过程中乘客对背板AP与底板PB的压力都逐渐增大
33.(2025·河北邢台·三模)随着人民生活水平的提高,户外旅游越来越受欢迎。如图所示,在东北雪乡有一款坐马拉爬犁的旅游体验项目深受游客的喜爱。假设马拉爬犁在水平雪地上做匀速圆周运动,下列有关说法正确的是( )
A.爬犁受到的支持力和重力是一对平衡力
B.马拉爬犁的力等于爬犁受到的摩擦力
C.重力、支持力和摩擦力的合力和马拉爬犁的力构成一对平衡力
D.马拉爬犁的力的一个分力提供向心力
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第06讲 力的合成与分解 受力分析
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课标达标练 1
题型01 力的合成 1
题型02 力的分解 5
题型03 受力分析 12
核心突破练 16
真题溯源练 26
01 力的合成
1.(2025·贵州遵义·模拟预测)如图(a)所示,声镊技术可用于精准地将药物输送至病变部位。某小组模拟声镊输送药物:如图(b)所示,在光滑水平面上O点放置一小物体,给物体施加三个力。初始时,三力两两互成,且均与物体在同一水平面内,分别正对M口、N口方向,物体静止在O点。现通过调整力,使物体沿虚线路径运动,下列说法正确的是( )
A.仅减小的大小,能使物体沿虚线运动到M口
B.仅增加的大小,能使物体沿虚线运动到P口
C.仅调整的方向,不能使物体沿虚线运动到P口
D.仅调整的方向,不能使物体沿虚线运动到N口
【答案】C
【详解】AB.初始时,三力两两互成,物体静止在O点,则任意两个力的合力与第三个力等大反向,所以仅减小的大小,则合力与反向,能使物体沿虚线运动到P口,同理仅增加的大小,则合力与同向,能使物体沿虚线运动到N口,故AB错误;
C.和的合力等于,三力的合力一定在和的合力与的角分线上,,所以仅调整的方向,不能使物体沿虚线运动到P口,故C正确;
D.和的合力等于,三力的合力一定在和的合力与的角分线上,所以仅调整的方向,可以使物体沿虚线运动到P口,故D错误。
故选C。
2.(2025·山东菏泽·二模)某兴趣小组探究分力、与合力F的关系。保持合力F的大小和方向不变,分力的大小不变,在如图所示平面内改变分力的方向,分力的箭头的轨迹图形为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】若以O点为坐标原点,以的方向为轴正向建立坐标系,设与的夹角为,则合力的箭头的坐标满足,
联立化简得
因保持合力F的大小和方向不变,分力的大小不变,则使与的夹角从逐渐增大到的过程中,的箭头的轨迹图形为圆,A正确。
故选A。
3.(2025·河南·模拟预测)如图为质点P受到的8个力的图示,8个力的顶点刚好构成长方体,为该长方体的中心,若力的图示可表示为有向线段,则质点P受到的合力为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图,易知点O为AG的中点,由平行四边形定则可知力、的合力为,同理,力、的合力、力、的合力、力、的合力均为,所以质点P受到的合力为。
故选D。
4.(24-25高三上·四川成都·期中)如图所示,手提袋装满东西后总重为G,轻质提绳与手提袋的4个连接点M、N、P、Q形成边长为L的正方形。竖直外力作用在提绳中点O将手提袋提起,4段提绳OM、ON、OP、OQ等长且与竖直方向均成30°夹角,则下列说法正确的是( )
A.提绳OM对手提袋的作用力为
B.提绳OM对手提袋的作用力为
C.若增大提绳的长度,提绳OM和ON对手提袋的合力将减小
D.若增大提绳的长度,提绳OM和OP对手提袋的合力将减小
【答案】C
【详解】A.依题知4段提绳与竖直方向均成30°夹角,设4段提绳的拉力为T,对手提袋受力分析可知,竖直方向有
解得
故AB错误;
C.设提绳OM和ON对手提袋的合力F1与上表面夹角为,根据竖直方向受力平衡
解得
若增大提绳的长度,则增大,故提绳OM和ON对手提袋的合力将减小,故C正确;
D.对称性可知,提绳OM和OP对手提袋的合力方向为竖直向上,提绳ON和OQ对手提袋的合力方向也为竖直向上,由于四根提绳拉力大小相等,相邻提绳夹角相同。根据对称性与竖直方向受力平衡可得,提绳OM和OP 对手提袋的合力F2与提绳ON和OQ对手提袋的合力F3满足因此减小提绳的长度,提绳OM和OP对手提袋的合力大小不变,故D错误。故选C 。
5.(2024·陕西安康·模拟预测)四个小朋友玩“东西南北跑比赛”,他们被围在一个弹力圈中,从中心向外沿各自的方向移动,去拿外围的游戏道具,谁先拿到谁就能赢得比赛。某时刻四个小朋友处于如图所示的僵持状态,则此时受到弹力圈的弹力最小的是( )
A.1号小朋友 B.2号小朋友
C.3号小朋友 D.4号小朋友
【答案】C
【详解】弹力圈上的力可近似为大小处处相等,弹力圈对3号小朋友的张角最大,根据平行四边形定则可知合力最小。故选C。
6.(24-25高三上·天津河西·期末)如图甲所示,一架直梯斜靠光滑的竖直墙壁上,直梯下端放在粗糙的水平地面上。一位工人站上直梯,从侧面观察时,可画成如图乙所示的图形。工人和直梯始终处于静止状态,下列说法中正确的是( )
A.工人越重,直梯所受合力越大
B.墙壁对直梯的弹力方向垂直于直梯所在平面并且指向斜上方
C.地面对梯子的作用力不沿竖直方向
D.地面对直梯的摩擦力大于墙壁对直梯的弹力
【答案】C
【详解】A.依题意,直梯处于静止状态,受力平衡,工人的轻重与否,不影响直梯的状态,其合力始终为零,故A错误;
B.墙壁对直梯的弹力方向垂直于墙面水平向右,故B错误;
CD.根据受力平衡可知,地面对直梯的摩擦力与墙壁对直梯的弹力等大反向,即地面对梯子的摩擦力方向水平向左,地面对梯子的支持力方向竖直向上,则地面对梯子的作用力方向斜向上偏左,故C正确;D错误。故选C。
02 力的分解
7.(2025·内蒙古赤峰·三模)逆风使帆的原理如图所示,把帆面张在航向(船头指向)和风向之间,因风对帆的压力垂直帆面,可分解成两个分力、,其中垂直船轴即航向(“龙骨”),会被很大的横向阻力平衡,沿着航向,已知帆面与航向之间的夹帆面航向角为,船的总质量为,下列说法正确的是( )
A.提供船前进的动力
B.船受到的合力大小一定与值相等
C.若船垂直航向的阻力为,则
D.若船沿着航向的阻力为,则船的加速度为
【答案】A
【详解】A.据题意可知与船运动的方向相同,是船前进的动力,故A正确;
B.题意知与横向阻力平衡,在船运动的方向上除外,还有其他阻力,如水的阻力等,船运动状态不确定,故船受到的合力大小一定不与值相等,故B错误;
C.题意知与横向阻力平衡,则有
故C错误;
D.若船沿着航向的阻力为,根据牛顿第二定律可知船的加速度为
故D错误。
故选A。
8.(24-25高三上·安徽·联考)如图所示,质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过两根长度均为L的细线悬挂在天花板的O点,两球之间通过长度为的轻杆相连,重力加速度为g。现对小球P施加一外力F并确保轻杆始终处于水平状态,则( )
A.外力F竖直向上时,外力取得最小值2mg
B.外力F水平向左时,外力取得最小值
C.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
D.外力F垂直于绳子OP时,外力取得最小值
【答案】C
【详解】根据题意,几何关系可知OQ与PQ的夹角、OP与PQ的夹角均为,分析可知,Q受到重力mg、杆的弹力、绳子拉力而平衡,由平衡条件得
联立解得
对P受力分析可知,P受到重力3mg、杆的弹力、绳子拉力和外力F而平衡,如图甲所示。
则小球P受的重力与杆的合力
联立以上解得
作出、、三个力的矢量三角形如图乙所示,当作用在小球P的外力方向与P相连的细绳方向垂直时,外力F最小,即最小值为联立以上解得故选C。
9.(2025·四川成都·三模)用轻质鞋带穿过跑鞋某一鞋孔后系在衣架两端,先后采用图(a)所示衣架水平、图(b)所示衣架倾斜两种方式晾晒在水平粗糙晾衣杆上,两种方式衣架挂钩受到杆的支持力分别为Na与Nb,摩擦力分别为fa与fb,鞋带两端与竖直方向夹角均相等,分别为与,鞋带张力分别为Ta与Tb。忽略鞋带与鞋孔间的摩擦,鞋带长度不变。下列说法正确的是( )
A.Na大于Nb B.fa小于fb
C.小于 D.Ta大于Tb
【答案】D
【详解】AB.对跑鞋和衣架整体考虑,整体受力平衡,如图
则竖直方向上
水平方向上没有摩擦力
故AB错误;
CD.由于鞋带和鞋孔之间没有摩擦力,则鞋孔两侧的鞋带拉力大小相等,设跑鞋质量为,则跑鞋水平方向合力为零,所以跑鞋的重力方向沿鞋孔两侧两鞋绳拉力的角平分线,竖直方向、
所以
鞋带的长度不变,设为L
图(a)所示
图(b)所示
由于
则,
故C错误,D正确;
故选D。
10.(24-25高三上·广东佛山·开学考试)如图甲所示是斧子砍进木桩时的示意图,其横截面如图乙所示,斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形,若施加竖直向下的力与斧子的重力合计为F,则( )
A.侧向分力F1、F2大小为
B.F越小,斧头对木桩的侧向压力越大
C.相同的力F,θ越大的斧子,越容易劈开木桩
D.相同的力F,θ越小的斧子,越容易劈开木桩
【答案】D
【详解】AB.如图所示,将力F进行分解,由几何关系可知
解得
可知,力F越小,侧向分力F1、F2越小,则斧头对木桩的侧向压力越小,故AB错误;
CD.由AB选项可知
则施加相同的力F,θ越小,斧头对木桩的侧向压力越大,越容易劈开木桩,故C错误,D正确。故选D。
11.(24-25高三上·山东德州·模考)将一重为G的圆柱形工件放在“V”形槽中,如图所示,槽的两侧面与水平面的夹角相同,“V”形槽两侧面的夹角为120°。当槽的棱与水平面的夹角为30°时,工件恰好能够匀速下滑,则( )
A.工件对槽每个侧面的压力均为
B.工件对槽每个侧面的压力均为
C.工件与槽间的动摩擦因数为
D.工件与槽间的动摩擦因数为
【答案】C
【详解】
AB.工件的重力可以分解为沿槽顶方向向下的分力与垂直于槽顶方向的分力,如图
垂直于槽顶方向的分力又进一步分解为两个挤压斜面的压力,如图
由几何关系可知
解得
故AB错误;
CD.此时沿槽顶方向的分力与圆柱体和槽之间的摩擦力大小相等,有
解得
故C正确、D错误。
故选C。
12.(24-25高上上·江苏徐州·期中)科学的佩戴口罩,对于新冠肺炎、流感等呼吸道传染病具有预防作用,既保护自己,又有利于公众健康。如图所示为一侧耳朵佩戴口罩的示意图,一侧的口罩带是由直线AB、弧线BCD和直线DE组成的。假若口罩带可认为是一段劲度系数为k的弹性轻绳,在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了x,此时段与水平方向的夹角为37°,段与水平方向的夹角为53°,弹性绳涉及到的受力均在同一平面内,不计摩擦,已知,,则下列说法正确的是( )
A.耳朵受到的口罩带的作用力为
B.耳朵受到的口罩带的作用力小于2kx
C.耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向夹角为37°
D.耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向夹角为53°
【答案】B
【详解】AB.弹性轻绳被拉长了x,同一根轻绳弹力大小相等,即将、分别正交分解,如下图
在x方向
在y方向
则耳朵受到口罩的作用力为
故A错误B正确;
C.作用力方向与水平方向的夹角为,则
所以作用力方向与水平方向夹角为,故C错误;
D.由C知,D错误;
故选B。
03 受力分析
13.(24-25高三上·广东佛山·开学考试)用四颗磁吸块将一张纸质通知固定在竖直平面上的公告栏内,磁吸块间的作用力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.磁吸块a受到3个力作用
B.磁吸块a受到的摩擦力方向向下
C.纸质通知受到白板的摩擦力大小大于自身重力
D.去掉磁吸块c,纸质通知受到白板的摩擦力保持不变
【答案】C
【详解】A.磁吸块a受到重力、弹力、摩擦力、吸引力4个力作用,故A错误;
B.磁吸块a相对纸有向下运动的趋势,则摩擦力方向向上,故B错误;
CD.纸质通知在竖直方向受自身重力,公告栏对其向上的摩擦力和四颗磁铁向下的摩擦力,有
所以受到白板的摩擦力大小大于自身重力,去掉磁吸块c,纸质通知受到白板的摩擦力变小,故C正确,D错误;
故选C。
14.(24-25高三上·全国·模拟预测)如图所示,用一竖直向上的力使一可视为质点的物块与倾斜的墙面接触,物块处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.物块对斜面的作用力方向一定竖直向下
B.物块可能受到3个力的作用
C.若稍增大,物块仍静止,则物块所受摩擦力一定增大
D.若稍减小,物块仍静止,则物块所受摩擦力可能增大
【答案】C
【详解】A B.对物块进行受力分析可知,物块受力存在两种情况:受2个力或者4个力(如图甲、乙所示)
若物块只受2个力,即物块与斜面处于刚好接触但是无相互作用力的状态,则力与满足二力平衡,即
若物块受到4个力,因为和都是竖直方向的力,则和的合力方向一定竖直向下,则物块对斜面的作用力方向一定竖直向上,故AB错误;
C D.若物块受4个力,由正交分解可得,沿斜面方向
可得
所以物块保持静止状态时,增大也增大,减小也减小,故C正确,D错误。
故选C。
15.(24-25高三上·山东滨州·联考)如图所示,倾斜直杆的左端固定在地面上,与水平面成角,杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当ab静止时,Oa端绳与杆的夹角也为,不计一切摩擦,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.a一定受到2个力的作用 B.a一定受到3个力的作用
C.绳对a的拉力大小为 D.杆对a的弹力大小为
【答案】C
【详解】AB.当时,由几何关系可知,Oa绳处于竖直方向,对a进行受力分析,根据受力平衡可知,a受到重力和绳子拉力两个力的作用;当时,根据受力平衡可知,a受到重力、绳子拉力和杆的弹力三个力的作用;故AB错误;
CD.以a为对象,沿倾斜直杆方向根据受力平衡可得
解得绳对a的拉力大小为
垂直倾斜直杆方向根据受力平衡可得
可得杆对a的弹力大小为
故C正确,D错误。
故选C。
16.(2024·广西钦州·模拟预测)如图所示,物体A、B叠放在粗糙的斜面C上,沿斜面向上的拉力F作用在物体B上,使A、B一起沿斜面向上匀速运动,斜面C始终静止在水平地面上。下列说法正确的是( )
A.此过程中,物体A受2个力作用
B.此过程中,物体B受5个力作用
C.此过程中,斜面C受5个力作用
D.此过程中,地面受到的压力等于A、B、C整体所受的重力
【答案】C
【详解】A.物体A沿斜面向上做匀速直线运动,所受合力为0,则A受到重力、B对A的支持力与B对A沿斜面向上的静摩擦力,即此过程中,物体A受3个力作用,故A错误;
B.结合上述,根据牛顿第三定律可知,B受到A的压力与沿斜面向下的静摩擦力,B还受到拉力F作用,斜面对B有支持力与沿斜面向下的滑动摩擦力,B还受到重力作用,可知,此过程中,物体B受6个力作用,故B错误;
C.斜面C受到重力、B对C有压力与沿斜面向上的滑动摩擦力,地面对B有支持力与水平向左的静摩擦力,可知,此过程中,斜面C受5个力作用,故C正确;
D.对A、B、C整体进行分析,整体受到重力,斜向右上方的拉力F作用,地面对整体有支持力与水平向左的静摩擦力,令斜面夹角为,则有
根据牛顿第三定律有
解得
可知,此过程中,地面受到的压力小于A、B、C整体所受的重力,故D错误。
故选C。
17.(2024·河北保定·一模)如图所示,质量为m的均匀直木杆静置在水平面与倾角为的光滑斜面之间,已知斜面对木杆的支持力大小为F,重力加速度为g,、,下列说法正确的是( )
A.木杆处于四力平衡状态
B.水平面可能是光滑的
C.水平面对木杆的支持力大小为
D.水平面对木杆的摩擦力大小为
【答案】A
【详解】AB.根据题意,对木杆受力分析,受重力、斜面的支持力和水平面的支持力,由于斜面光滑,木杆和斜面间没有摩擦力,由平衡条件可知,水平面一定给木杆水平向右的摩擦力,如图所示
可知,木杆处于四力平衡状态,且水平面不可能是光滑的,故A正确,B错误;
CD.由平衡条件有
解得
故CD错误。
故选A。
18.(2025·江西萍乡·三模)如图,甲、乙为两种吊装装置,杆OA的端点分别固定在水平地面和竖直墙面上,另一端固定一个光滑定滑轮。轻绳绕过定滑轮,一端固定在点,另一端连接两个相同的物块。装置中的均为,乙装置中的杆OA水平,定滑轮的质量不计,则甲、乙装置中,定滑轮受到轻绳的作用力大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意,设重物重力为,可知甲、乙装置中,每段绳的拉力大小等于重物的重力大小,根据平行四边形定则,可得,
所以
故选A。
19.(24-25高三上·广东汕头·模拟预测)一物体位于光滑水平面上,同时受到三个水平共点力、和的作用,其大小分别为、、,且的方向指向正北,下列说法中正确的是( )
A.这三个力的合力可能为零
B.、两个力的合力大小可能为20N
C.若物体处于匀速直线运动状态,则、的合力大小为48N,方向指向正南
D.若物体处于静止状态,则、的合力大小一定为42N,方向指向正南
【答案】ABD
【详解】B.、的合力范围是,即
故B正确;
A.的大小处于、的合力范围之内,所以这三个力的合力可能为零,故A正确;
CD.若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),则某两个力的合力必定与第三个力等大反向,故C错误,D正确。
故选ABD。
20.(24-25高三上·重庆·开学考试)两个共点力之间夹角为θ,它们的合力为F,下列说法正确的是( )
A.合力F的大小不一定大于的大小
B.和F同时作用于同一物体上
C.若与大小不变,夹角θ越大,则合力F就越大
D.若与大小不变,夹角θ越大,则合力F就越小
【答案】AD
【详解】A.合力与分力是等效关系,合力F的范围为
可知合力不一定大于任一分力,也有可能小于某一分力。故A正确;
B.合力和分力在作用效果上相等,不是同时作用在物体上的力。故B错误;
CD.由力的合成法则可知,与大小不变,合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小,随F1、F2间夹角减小而增大。故C错误;D正确。
故选AD。
21.(2023·广东·二模)耙在中国已有1500年以上的历史,北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”,将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示,牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称,延长线的交点为,夹角,拉力大小均为F,平面与水平面的夹角为(为AB的中点),如图乙所示。忽略耙索质量,下列说法正确的是( )
A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为
C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为
【答案】BC
【详解】AB.两根耙索的合力大小为
A错误,B正确;
CD.由平衡条件,地对耙的水平阻力大小为
C正确,D错误。
故选BC。
22.(2025·山东烟台·一模)如图所示,吊车悬臂PM的一端装有大小不计的定滑轮,另一端可绕M点转动,绕过定滑轮的钢索通过四条相同的绳OA、OB、OC、OD吊着一长方形混凝土板。忽略一切摩擦,钢索和绳的质量均不计,当悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小时,下列说法正确的是( )
A.钢索受到的拉力逐渐变小
B.吊车对地面的摩擦力始终为零
C.钢索对定滑轮的作用力逐渐变大
D.若四条绳增加相同的长度,则四条绳受到的拉力均变大
【答案】BC
【详解】A.依题意,悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小时,混凝土板受力平衡,有
由牛顿第三定律可知钢索受到的拉力保持不变,故A错误;
B.对整体受力分析,水平方向不受外力,吊车不受地面的摩擦力,由牛顿第三定律可知吊车对地面的摩擦力始终为零,故B正确;
C.钢索对定滑轮的作用力为两根钢索的合力,悬臂PM与竖直方向的夹角缓慢减小过程中,两力大小不变,夹角变小,所以合力逐渐变大,即钢索对定滑轮的作用力逐渐变大,故C正确;
D.若四条绳增加相同的长度,由几何知识可知绳子与竖直方向夹角变小,根据
可知四条绳受到的拉力均变小,故D错误。
故选BC。
23.(24-25高三上·吉林长春·联考)卡车车厢中装有完全相同的水泥圆管,下面的两根圆管前端与车厢壁接触,上面的圆管未与车厢壁接触,三根圆管互相接触,如图所示。已知圆管之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列有关说法中正确的是( )
A.汽车启动过程,最上面的水泥圆管受到的摩擦力向前
B.汽车启动过程,最上面的水泥圆管受到的摩擦力逐渐增大
C.为了安全起见,汽车刹车过程中的加速度不能超过μg
D.为了安全起见,汽车刹车过程中的加速度不能超过
【答案】AD
【详解】AB.汽车启动过程中,汽车做加速运动,故加速度方向向前;最上面的水泥圆管的加速度也向前,故其受到的摩擦力方向向前;汽车启动过程中,若牵引力恒定,则加速度大小不变,最上面的水泥圆管受到的摩擦力大小不变;若发动机功率不变,则加速度减小,最上面的水泥圆管受到的摩擦力逐渐减小,故A正确,B错误;
CD.最上面的水泥圆管的受力侧视图如图
最大静摩擦力为
若汽车刹车过程中,最上面的水泥圆管发生相对滑到,则将撞击车头车厢壁,发生安全事故,所以汽车刹车的加速度不能超过
故C错误,D正确。
故选AD。
24.(24-25高三上·浙江绍兴·联考)现将一个沿水平方向大小为F=100 N的力分解成两个分力,其中一个分力大小未知,方向与水平方向成30°夹角,则关于另一分力的大小及分解情况,下列说法中正确的是( )
A.另一分力的大小方向不确定,有无数组解
B.另一分力的大小为50 N时,有唯一解
C.另一分力的大小为80 N时,有两解
D.另一分力的大小为60 N时,无解
【答案】ABC
【详解】A.设方向已知的分力为F1,如下图所示
根据三角形法则可知,由于分力F1的方向确定,但大小不确定,则F1、F2和F可构成无数个矢量三角形,则另一分力F2的大小方向不确定,有无数组解,故A正确;
B.由图可知,当另一个分力F2与分力F1垂直时,则F2有最小值为
F2=Fsin 30°=50 N
此时另一个分力F2的大小方向均确定,有唯一解,故B正确;
CD.当另一个分力F2大小满足
50 N<F2<100 N
此时,F1、F2和F可构成如图所示的两个矢量三角形,此时有两组解,故C正确,D错误。
故选ABC。
25.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角,使飞行器恰恰与水平方向成角的直线斜向右上方匀加速飞行,经时间t后,将动力的方向沿逆时针旋转60°,同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行,飞行器所受空气阻力不计,下列说法中正确的是( )
A.加速时加速度的大小为g
B.加速时动力的大小等于mg
C.减速时动力的大小等于mg
D.减速飞行时间2t后速度为零
【答案】ACD
【详解】AB.加速起飞时,飞行器受重力和发动机提供的动力,两力的合力与水平方向成角斜向上,如下图所示
在中,由几何关系得
由牛顿第二定律得飞行器的加速度为
故A正确,B错误;
CD.在t时刻的速率
将动力的方向沿逆时针旋转60°,合力的方向与水平方向成角,斜向下,动力与合力垂直,如下图所示
此时
飞行器的加速度大小为
到最高点的时间
故CD正确。
故选ACD。
26.(24-25高三上·湖南·联考)如图所示,静止在地面上的半圆柱体P的截面对应的圆心为,P和竖直挡板之间夹着质量为的光滑圆柱体Q,Q的截面圆的圆心为,两截面的圆心和在同一竖直面内。已知圆柱体Q的半径为,半圆柱体P的半径为,到竖直挡板的距离为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.半圆柱体P受到三个力作用
B.在图示位置圆柱体Q受到半圆柱体P的支持力大小为
C.在图示位置圆柱体Q受到竖直挡板的作用力大小为
D.若将半圆柱体P缓慢右移少许,整个系统仍静止,圆柱体Q受到半圆柱体P的支持力和竖直挡板的作用力都变大
【答案】BD
【详解】A.对半圆柱体P受力分析,受自身重力、地面的支持力、地面的摩擦力和Q的压力共4个力作用。故A错误;
BC.对Q受力分析,如图
根据平衡条件,可得
,
由几何关系,可知
,
解得
,
故B正确;C错误;
D.若将半圆柱体P缓慢右移少许,则增大,整个系统仍静止,根据前面选项分析可知圆柱体Q受到半圆柱体P的支持力和竖直挡板的作用力都变大。故D正确。
故选BD。
27.(2024·四川内江·模拟预测)如图所示,楔形物体a和b叠放在水平地面上,物体a用一水平轻弹簧和竖直墙壁相连接整个系统处于静止状态。已知物体a、b之间的接触面光滑,下列说法正确的是( )
A.物体b对物体a的支持力大于物体a的重力
B.物体b受到3个力的作用
C.弹簧可能处于伸长状态
D.物体b对地面的摩擦力水平向右
【答案】AD
【详解】AC.物体a要在光滑的斜面上静止,弹簧一定压缩状态,对a受力分析如图所示
根据平衡关系因此物体b对物体a的支持力大于物体a的重力,故A正确,C错误;
B.物体b受到自身重力,地面支持力,物体a的压力,和地面对物体b的摩擦力4个力的作用,故B错误;
D.将a和b作为一个整体,因为整体受到弹簧水平向右的弹力,地面一定给木块B一个向左的摩擦力,物体b对地面的摩擦力水平向右,故D正确。
故选AD。
28.(24-25高三上·广西桂林·联考)如图所示,一根竖直的弹簧下端连接一个光滑的小球,小球处于斜面和挡板之间并和斜面、挡板均接触,下列说法正确的是( )
A.若小球与斜面之间有弹力,则小球与挡板之间一定有弹力
B.若小球与斜面之间有弹力,则小球与挡板之间不一定有弹力
C.若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间一定有弹力
D.若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间不一定有弹力
【答案】AD
【详解】AB.若小球与斜面之间有弹力,此时小球受到竖直向下的重力,斜面对其垂直斜面斜向左上方的弹力,可知此时小球必定受到挡板对其水平向右的弹力,否则不能平衡,故A正确,B错误;
CD.若小球与挡板之间有弹力,此时小球受到竖直向下的重力,挡板对其水平向右的弹力,此时斜面对小球必定有弹力,否则不能平衡,但是小球与弹簧之间不一定有弹力,故C错误,D正确。
故选AD。
29.(2025·贵州贵阳·二模)“世界桥梁看中国,中国桥梁看贵州”。目前贵州在建的世界第一高桥六安高速公路花江峡谷大桥于2025年1月17日在距离水面625米高空精准接龙,实现贯通。如图所示为斜拉桥的索塔与钢索的简单示意图,斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内,假设每根钢索对桥作用力大小相等、其与水平方向夹角相等(忽略钢索的质量及桥面高度的变化)。下列说法正确的是( )
A.仅减小索塔高度可减小每根钢索的拉力大小
B.仅增加索塔高度可减小每根钢索的拉力大小
C.仅增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
D.仅减少钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
【答案】B
【详解】AB.设桥面的质量为,设有根钢索,每根钢索的拉力为,每根钢索与竖直方向的夹角均为,桥面的重力一定,根据平衡条件有
可得每根钢索的拉力为
若钢索数量不变,每根钢索的拉力大小减小,则可以使钢索与竖直方向的夹角减小,即需要增加索塔高度,可知,仅增加索塔高度可减小每根钢索的拉力大小,故A错误,B正确;
CD.对桥面受力分析可知,所有钢索对桥面拉力沿竖直方向向上的分力之和与桥面的重力大小相等、方向相反,则所有钢索对索塔拉力沿竖直方向向下的分力之和数与桥面的重力大小相等、方向相反,故增加或减少钢索的数量,钢索对索塔的压力大小恒定不变,故CD错误。
故选B。
30.(2025·广东茂名·一模)图甲为古代榨油场景,图乙是简化原理图,快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形,撞击木楔的力为F,则下列说法正确的是( )
A.为了增大木块对油饼的压力,通常设计得较小
B.木锲对每个木块的压力均为
C.木块挤压油饼过程中,油饼内能减小
D.木块加速挤压油饼过程中,木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力
【答案】A
【详解】AB.将力F沿垂直侧面方向分解可知
木楔对油饼的压力为
可知为了增大木块对油饼的压力,通常设计得较小,木锲对每个木块的压力大于,选项A正确,B错误;
C.木块挤压油饼过程中,外界对油饼做功,因为是快速撞击木楔,则可认为与外界无热交换,则油饼内能增加,选项C错误;
D.木块对油饼的压力与油饼对木块的压力是相互作用力,总是等大反向,可知木块加速挤压油饼过程中,木块对油饼的压力等于油饼对木块的压力,选项D错误。
故选A。
31.(2025·河南·三模)榫卯结构是中国传统木建筑、木家具的主要结构方式,我国未来的月球基地将采用月壤烧制的带有榫卯结构的月壤砖建设。在木结构上凿削矩形榫眼用的是如图甲所示木工凿,凿削榫眼时用锤子敲击木工凿柄,将木工凿尖端钉入木头,木工凿尖端钉入木头时的截面如图乙所示,锤子对木工凿施加的力沿竖直面向下,木工凿对木头的侧面和竖直面的压力大小分别为和,下列说法正确的是( )
A.和是的两个分力
B.凿子尖端打磨的夹角不同,可能大于
C.凿子尖端打磨的夹角不同,可能大于
D.凿子尖端打磨的夹角不同,可能小于
【答案】C
【详解】A.和是凿子对木头的弹力,其大小等于在垂直两接触面方向上的分力大小,但和不是的两个分力,A错误;
BCD.将沿垂直两接触面分解,如图所示
分力大小分别等于和,则由数学知识可知一定大于和;
当时,
当时,
当时,
C正确,BD错误。
故选C。
32.(2025·广东湛江·二模)下图为乘客坐飞机的姿态图。座椅背板AP与底板PB夹角稍大于90°,飞机匀速水平飞行时,底板PB右端比左端稍微高点,忽略乘客与座椅的摩擦力,在飞机逐渐向上匀速爬升的过程中,座椅背板AP与底板PB也逐渐绕P轴在竖直面内逆时针转动,直到PB板与水平面成30°。下列说法正确的是( )
A.未爬升前背板AP对乘客没有作用力
B.爬升过程中乘客始终受到三个力的作用
C.爬升过程中座椅对乘客的作用力的合力逐渐减小
D.爬升过程中乘客对背板AP与底板PB的压力都逐渐增大
【答案】B
【详解】AB.未爬升前和爬升过程,以人为研究对象,受重力,PA的支持力,PB的支持力,由题意可知,始终受三个力且合力始终为0,故A错误,B正确。
CD.爬升过程乘客受重力,PA的支持力,PB的支持力,三个力的合力始终为0,且与之间的夹角不变,矢量三角形如图所示,在PB转到与水平面夹角为30°的过程中,变大,减小,故CD错误。
故选B。
33.(2025·河北邢台·三模)随着人民生活水平的提高,户外旅游越来越受欢迎。如图所示,在东北雪乡有一款坐马拉爬犁的旅游体验项目深受游客的喜爱。假设马拉爬犁在水平雪地上做匀速圆周运动,下列有关说法正确的是( )
A.爬犁受到的支持力和重力是一对平衡力
B.马拉爬犁的力等于爬犁受到的摩擦力
C.重力、支持力和摩擦力的合力和马拉爬犁的力构成一对平衡力
D.马拉爬犁的力的一个分力提供向心力
【答案】D
【详解】A.把马拉爬犁的力在水平面和竖直面进行正交分解,受力分析如图所示
则有,
故爬犁受到的支持力小于重力,故A错误;
B.由受力分析可知,马拉爬犁的力大于爬犁受到的摩擦力,故B错误;
C.爬犁做圆周运动,其合力不为零,所以重力、支持力、摩擦力的合力和马拉爬犁的力不能构成一对平衡力,故C错误;
D.提供爬犁做圆周运动的向心力,是马拉爬犁的力在水平面上的另一个分力,也是重力、支持力、摩擦力和马拉爬犁的力的合力,故D正确。
故选D。
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