内容正文:
课时提升训练(6) 力的合成与分解
考点一 共点力的合成
1.(2025·宁波测试)新学期布置教室要挂一个城市文化宣传框,若粘钩的承重能力足够大,则以下几种悬挂方式中绳的张力最小的是(不计绳子的质量)( )
答案:A
2.射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目,中国队有较强的实力。如图甲所示,射箭时,刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示,则弓弦的夹角α应为(cos 53°=0.6)( )
A.53° B.127°
C.143° D.106°
答案:D
考点二 力的分解
3.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全。当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,下图中弹力F画法正确且分解合理的是( )
B 解析:减速带对车轮的弹力方向垂直于车轮和减速带的接触面,指向受力物体,A、C错误;按照力的作用效果分解,将F分解为水平方向和竖直方向两个分力,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向的分力产生使汽车向上运动的作用效果,B正确,D错误。
4.(2024·杭州二模)如图所示,某同学为研究静电力大小的影响因素,用轻质绝缘细线将带电小球A(可视为质点)悬挂在铁架台上的B点,细线长度远大于小球直径,在B点正下方固定一带电小球C(可视为质点)。两球静止时,细线与竖直方向成一定夹角。某时刻起,小球A缓慢漏电,开始在竖直平面内缓慢运动,在小球A运动过程中,细线的拉力大小变化情况是( )
A.一直增大 B.一直减小
C.一直不变 D.先增大后减小
C 解析:以小球A为研究对象,对其受力分析,其受到重力G、小球C对其的静电力F1和细线的拉力F2三个力的作用,如图所示。
根据相似三角形知识有=,AB、BC、G均不变,则在小球A运动过程中,细线的拉力大小F2一直不变,C正确。
5.刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈,如图是斧头劈木柴的情景。劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开。设劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,不计斧头自身的重力,则劈的侧面推压木柴的力的大小为( )
A.F B.F
C.F D.F
答案:B
考点三 力的分解中的多解问题
6.(多选)如图所示,将力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小和F2与F之间的夹角α,且α为锐角,则( )
A.当F1>F sin α时,一定有两解
B.当F1=F sin α时,有唯一解
C.当F1<F sin α时,无解
D.当F sin α<F1<F时,一定有两解
BCD 解析:将一个力分解为两个分力,由三角形定则知分力与合力可构成封闭三角形,当F1<F sin α时,三个力不能构成封闭三角形,故不可能分解为这样的一对分力F1和F2,C正确;当F1=F sin α时,可构成唯一一个直角三角形,B正确;当F sin α<F1<F时,F1、F2与F可构成两个矢量三角形,即有两解,D正确;由于不能确定F1是否小于F,结合前面的分析知,A错误。
7.(2024·宁波十校3月联考)如图所示是某可折叠手机支架的简化图,调节支撑杆MN,手机背部支撑平面PQ的倾角θ随之改变,底部支撑平面ab与PQ始终垂直,忽略一切摩擦,当θ逐渐减小时,下列说法正确的是( )
A.背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变小
B.手机对底部支撑平面ab的弹力逐渐变大
C.支架对手机的作用力逐渐增大
D.手机对支架的作用力始终不变
D 解析:背部支撑平面PQ对手机的弹力和底部支撑平面ab对手机的弹力始终垂直,对手机受力分析并构成矢量三角形如图所示。
手机所受重力的大小及方向始终不变,可知随着θ逐渐减小,背部支撑平面PQ对手机的弹力逐渐变大,底部支撑平面ab对手机的弹力逐渐减小,根据牛顿第三定律可知,A、B错误;支架对手机的作用力始终与手机所受的重力等大反向,即支架对手机的作用力始终不变,根据牛顿第三定律可知,手机对支架的作用力始终不变,C错误,D正确。
8.(2025·杭州检测)如图所示,一个小孩正把一大一小两个玩具球从沙坑里缓慢拉出来,某时刻小球A已经拉出沙坑,大球B还在沙坑中,轻质绳索1和绳索2均被拉紧,绳索1与水平面的夹角为60°,绳索2与水平面的夹角为30°。已知小球A所受的重力为G,大球B所受的重力为2G,则该时刻( )
A.绳索1上的拉力大小等于G
B.绳索2上的拉力大小等于G
C.沙对球B的作用力大小等于G
D.沙对球B的作用力大小等于G
D 解析:对球A和球B受力分析如图所示,对球A由平衡条件得T1sin 60°=G+T2sin 30°,T1cos 60°=T2cos 30°,解得T2=G,T1=G,A、B错误;对球B由平衡条件得T2sin 30°+F=2G,T2cos 30°=f,解得F=G,f=G,由勾股定理得沙对球B的作用力大小为F沙==G,C错误,D正确。
9.如图甲所示,推力F垂直于斜面作用在斜面体上,斜面体静止在竖直墙面上,若将斜面体改成如图乙所示放置,用相同大小的推力F垂直于斜面作用到斜面体上,则下列说法正确的是( )
A.墙面受到的压力一定变小
B.斜面体受到的摩擦力一定变小
C.斜面体受到的摩擦力可能变大
D.斜面体可能沿墙面向上滑动
B 解析:受力分析如图所示
图甲中,N1=F cos θ,f1=mg+F sin θ≤fm,图乙中,N2=F cos θ,所以墙面受到的压力不变,A错误;若F sin θ=mg,则f2=0,若F sin θ>mg,则f2方向向下,f2=F sin θ-mg,若F sin θ<mg,则f2方向向上,f2=mg-F sin θ,所以斜面体受到的摩擦力一定变小,B正确,C错误;因为墙面受到的压力没有变,所以fm不变,图甲中,f1=mg+F sin θ≤fm,推不动斜面体,图乙中,f2=F sin θ-mg,肯定比fm小,所以斜面体肯定不沿墙面向上滑动,D错误。
10.随着我国新农村建设不断深入,越来越多的农民住进了楼房,大家在喜迁新居的时候遇到了搬运大件家具的困难。如图所示为一农户正在用自己设计的方案搬运家具到二楼,他用一悬挂于房檐A点的小电机通过轻绳1拉动家具缓慢上升,为避免家具与墙壁碰撞,需要一人站在地面上用轻绳2向外侧拖拽,绳1与绳2始终在同一竖直面内,某时刻绳1与竖直方向夹角30°,绳2与竖直方向夹角60°,已知家具质量为50 kg,人的质量为80 kg(g取10 m/s2)。求:
(1)绳1与绳2的拉力大小;
(2)该人受到地面的支持力和摩擦力大小。
答案:(1)500 N 500 N (2)550 N 250 N
解析:(1)对家具受力分析,如图甲所示,由平衡条件得
FT1sin 30°=FT2sin 60°
FT1cos 30°=FT2cos 60°+mg
解得FT1=500 N,FT2=500 N。
(2)对人受力分析,如图乙所示,由平衡条件得
Ff=FT2′sin 60°,FN+FT2′cos 60°=Mg
FT2′=FT2,解得Ff=250 N,FN=550 N。
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