2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題2.2力的合成與分解精練含解析

PAGEPAGE1專題2.2力的合成與分解（精練）1．(2024·山西康杰中學(xué)模擬)如圖所示，重物的質(zhì)量為m，輕細(xì)繩AO的A端和BO的B端固定，平衡時(shí)AO水平，BO與水平方向的夾角為60°.AO的拉力F1和BO的拉力F2與物體重力的大小關(guān)系是()A．F1>mg B．F1<mgC．F2<mg D．F2>mg【答案】BD【解析】以結(jié)點(diǎn)O為探討對(duì)象，分析受力，利用平行四邊形定則畫(huà)出各力，可知，F(xiàn)2>mg，F(xiàn)1<mg，選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤．2．(2024·長(zhǎng)春十一中模擬)如圖所示，AB是半圓的直徑，O為圓心，P點(diǎn)是圓上的一點(diǎn)，在P點(diǎn)作用了三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3.若F2的大小已知，則這三個(gè)力的合力為()A．F2 B．2F2C．3F2 D．【答案】C【解析】以F1、F3為鄰邊作平行四邊形，由幾何特征，可知平行四邊形是矩形，則合力F13＝2F2，故F1、F2、F3的合力F＝3F3．(2024·江蘇金陵中學(xué)模擬)如圖，彈性桿AB的下端固定，上端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用水平向右的力F緩慢拉球，使桿發(fā)生彎曲．逐步增加水平力F的大小，則彈性桿AB對(duì)球的作用力的方向()A．水平向左B．斜向右下方，與豎直方向夾角增大C．斜向左上方，與豎直方向夾角減小D．斜向左上方，與豎直方向夾角增大【答案】D【解析】對(duì)球受力分析，受重力、拉力和桿的彈力，依據(jù)平衡條件，桿的彈力與拉力、重力的合力等值、反向、共線；拉力方向不變、大小變大，重力大小和方向都不變，依據(jù)平行四邊形定則，兩個(gè)力的合力大小漸漸增大，方向向右下方，依據(jù)平衡條件，桿的彈力斜向左上方，與豎直方向夾角增大，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．4．(2024·杭州高級(jí)中學(xué)模擬)刀、斧、鑿等切削工具的刃部叫做劈，如圖是用斧頭劈木柴的示意圖．劈的縱截面是一個(gè)等腰三角形，運(yùn)用劈的時(shí)候，垂直劈背加一個(gè)力F，這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，使劈的兩個(gè)側(cè)面推壓木柴，把木柴劈開(kāi)．設(shè)劈背的寬度為d，劈的側(cè)面長(zhǎng)為l，不計(jì)斧頭的自身重力，則劈的側(cè)面推壓木柴的力約為()A．eq\f(d,l)F B．eq\f(l,d)FC．eq\f(l,2d)F D．eq\f(d,2l)F【答案】B【解析】斧頭劈木柴時(shí)，設(shè)兩側(cè)面推壓木柴的力分別為F1、F2且F1＝F2，利用幾何三角形與力三角形相像有eq\f(d,F)＝eq\f(l,F1)，得推壓木柴的力F1＝F2＝eq\f(l,d)F，所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤．5．(2024·四川綿陽(yáng)一中模擬)一同學(xué)用如圖所示方式體驗(yàn)力的作用效果．水平放置的一根鉛筆，O端用輕繩拉住，輕繩的另一端套在食指上的B點(diǎn)．鉛筆的O端用另一根輕繩吊一重物，鉛筆的筆尖在手掌上的A點(diǎn)，手掌和手指在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，鉛筆始終水平．若將輕繩在食指上的端點(diǎn)稍稍下移，下列說(shuō)法正確的是()A．B點(diǎn)感受到的拉力變小 B．A點(diǎn)感受到的壓力不變C．B點(diǎn)感受到的拉力不變 D．A點(diǎn)感受到的壓力變大【答案】D【解析】重物對(duì)點(diǎn)O的拉力產(chǎn)生兩個(gè)效果，即沿著OA方向的壓力和沿著B(niǎo)O方向的拉力，如圖所示，依據(jù)平行四邊形定則，有FOBcosα＝mg，F(xiàn)OBsinα＝FOA．若將輕繩在食指上的端點(diǎn)稍稍下移，則角度α變大，cosα變小，sinα變大，故FOB、FOA變大，選項(xiàng)D正確．6．(2024·福建仙游一中模擬)共點(diǎn)的兩個(gè)大小均為10N的力，當(dāng)它們的合力在0～10N范圍時(shí)，它們夾角可能值是()A．27° B．79°C．121° D．173°【答案】CD【解析】由題意，兩個(gè)相等的共點(diǎn)力大小為10N，而合力的大小也為10N，因此由等邊三角形的學(xué)問(wèn)可知，當(dāng)它們之間的夾角為120°時(shí)，合力即為10N，如圖所示，而當(dāng)夾角為180°時(shí)，則合力為零，因此它們的合力在0～10N范圍時(shí)，它們夾角在120°～180°之間，故選項(xiàng)C、D正確．7.(2024·廣東深圳中學(xué)調(diào)研)如圖所示，用纜繩將沉在海底的球形鋼件先從a處豎直吊起到b，再水平移到c，最終豎直下移到d.全過(guò)程，鋼件受到水的阻力大小不變，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，所受浮力恒定．則上升、平移、下降過(guò)程中的勻速運(yùn)動(dòng)階段，纜繩對(duì)鋼件拉力F1、F2、F3的大小關(guān)系是()A．F1>F2>F3 B．F1>F3>F2C．F2>F1>F3 D．F3>F2>F1【答案】A【解析】因?yàn)榫鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，鋼件始終在水中，所受浮力不變，設(shè)浮力為F，阻力為f，上升階段：F1＝mg＋f－F，水平階段：F2sinα＝f，F(xiàn)2cosα＝mg－F，F(xiàn)2＝eq\r(f2＋（mg－F）2)，下降階段：F3＋f＝mg－F，即F3＝mg－f－F，所以F1＞F2＞F3，所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤，故選A.8．(2024·廣東肇慶一中模擬)如圖所示，被輕繩系住靜止在光滑斜面上的小球，若按力的實(shí)際作用效果來(lái)分解小球受到的重力G，則G的兩個(gè)分力的方向分別是圖中的()A．1和4B．3和4 C．2和4D．3和2【答案】B【解析】小球的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果，一是拉伸繩子，二是壓緊斜面，故應(yīng)按這兩個(gè)方向分解，分別是3和4，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。9.(2024·濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬)小明想推動(dòng)家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也推不動(dòng)，他便想了個(gè)妙招，如圖所示，用A、B兩塊木板，搭成一個(gè)底角較小的人字形架，然后往中心一站，衣櫥盡然被推動(dòng)了！下列說(shuō)法中正確的是()A．這是不行能的，因?yàn)樾∶鞲緵](méi)有用力去推衣櫥B．這是不行能的，因?yàn)闊o(wú)論如何小明的力氣也沒(méi)那么大C．這有可能，A板對(duì)衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這有可能，但A板對(duì)衣櫥的推力不行能大于小明的重力【答案】C【解析】由小明所受重力產(chǎn)生的效果，小明的重力可分解為沿兩個(gè)木板方向的分力，由于兩個(gè)木板夾角接近180°，依據(jù)平行四邊形定則可知，分力可遠(yuǎn)大于小明的重力，選項(xiàng)C正確．10.(2024·廣東試驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，質(zhì)量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長(zhǎng)，桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接，在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)桿與水平面間的夾角為θ.下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)m肯定時(shí)，θ越小，滑塊對(duì)地面的壓力越大B．當(dāng)m肯定時(shí)，θ越大，輕桿受力越大C．當(dāng)θ肯定時(shí)，M越大，滑塊與地面間的摩擦力越大D．當(dāng)θ肯定時(shí)，M越大，可懸掛重物C的質(zhì)量m越大【答案】D【解析】對(duì)A、B、C整體分析可知，對(duì)地面壓力為FN＝(2M＋m)g，與θ無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；將C的重力依據(jù)作用效果分解，如圖所示：依據(jù)平行四邊形定則，有F1＝F2＝eq\f(\f(1,2)mg,sinθ)＝eq\f(mg,2sinθ)，故m肯定時(shí)，θ越大，輕桿受力越小，故B錯(cuò)誤；對(duì)A分析，受重力、桿的推力、支持力和向右的靜摩擦力，依據(jù)平衡條件，有f＝F1cosθ＝eq\f(mg,2tanθ)，與M無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)θ肯定時(shí)，M越大，M與地面間的最大靜摩擦力越大，則可懸掛重物C的質(zhì)量m越大，故D正確．11.(2024·四川樹(shù)德中學(xué)模擬)如圖所示，用一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端懸掛質(zhì)量為m的小球A，為使細(xì)繩與豎直方向成30°角且繃緊，小球A處于靜止，對(duì)小球施加的最小的力是()A．eq\r(3)mg B．eq\f(\r(3),2)mgC．eq\f(1,2)mg D．eq\f(\r(3),3)mg【答案】C【解析】將小球重力分解如圖，其中一個(gè)分力等于施加的力的大?。?dāng)施加的力與OA垂直時(shí)最小，F(xiàn)min＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，C正確．12.(2024·河北深州中學(xué)模擬)如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA和mB，且mA＞mB，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，小滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計(jì)．假如繩的一端由Q點(diǎn)緩慢地向左移到P點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)重新平衡后，物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ的改變狀況是()A．物體A的高度上升，θ角變大B．物體A的高度降低，θ角變小C．物體A的高度不變，θ角不變D．物體A的高度上升，θ角不變【答案】D【解析】系統(tǒng)靜止時(shí)，對(duì)小滑輪受力分析如圖所示，同一根繩子上拉力F1、F2大小總是相等的，它們的合力F與F3大小相等、方向相反，以F1、F2為鄰邊所作的平行四邊形是菱形，故mBg＝2mAgsinθ，繩的端點(diǎn)由Q點(diǎn)移到P點(diǎn)時(shí)，由于mA、mB的大小不變，故θ不變，兩條繩水平距離變大，繩總長(zhǎng)不變，所以B下降，故A上升，選項(xiàng)D正確．13.(2024·廣西貴港一中模擬)如圖所示，三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端，另一端都固定在水平地面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長(zhǎng)度不同．下列說(shuō)法正確的有()A．三條繩中的張力都相等B．桿對(duì)地面的壓力大于自身重力C．繩子對(duì)桿的拉力在水平方向的合力為零D．繩子拉力的合力與桿的重力是一對(duì)平衡力【答案】BC【解析】桿靜止在水平地面上，則桿受到重力、三條繩子的拉力和地面對(duì)它的支持力．依據(jù)平衡條件，則三條繩的拉力的合力豎直向下，故繩子對(duì)桿的拉力在水平方向的合力為零．桿對(duì)地面的壓力大小等于桿的重力與三條繩的拉力的合力之和，選項(xiàng)B、C正確．由于三條繩長(zhǎng)度不同，即三條繩與豎直方向的夾角不同，所以三條繩上的張力不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．繩子拉力的合力與桿的重力方向相同，因此兩者不是一對(duì)平衡力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．14．(2024·山西朔州一中模擬)兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不同，它們的合力大小為F，則()A．F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍B．F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10NC．F1增加10N，F(xiàn)2削減10N，F(xiàn)肯定不變D．若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不肯定增大【答案】AD【解析】由兩個(gè)力的合力F＝eq\r(Feq\o\al(2,1)＋Feq\o\al(2,2)＋2F1F2cosα)可知，A項(xiàng)正確；因F1、F2的方向關(guān)系不確定，即α未知，則B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．15.(2024·內(nèi)蒙通遼一中模擬)如圖所示是李強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)小試驗(yàn)，他將細(xì)繩的一端系在手指上，細(xì)繩的另一端系在直桿的A端，桿的左端頂在掌心上，組成一個(gè)“三角支架”．在桿的A端懸掛不同的重物，并保持靜止．通過(guò)試驗(yàn)會(huì)感受到()A．細(xì)繩是被拉伸的，桿是被壓縮的B．桿對(duì)手掌施加的作用力的方向沿桿由C指向AC．細(xì)繩對(duì)手指施加的作用力的方向沿細(xì)繩由B指向AD．所掛重物質(zhì)量越大，細(xì)繩和桿對(duì)手的作用力也越大【答案】ACD【解析】重物所受重力的作用效果有兩個(gè)，一是拉緊細(xì)繩，二是使桿壓緊手掌，所以重力可分解為沿細(xì)繩方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2，如圖所示，由三角函數(shù)得F1＝eq\f(G,cosθ)，F(xiàn)2＝Gtanθ，故選項(xiàng)A、C、D正確．16.(2024·遼寧撫順一中模擬)如圖所示，物體在沿粗糙斜面對(duì)上的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)F漸漸增大到物體即將相對(duì)于斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，斜面對(duì)物體的作用力可能()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大【答案】AD【解析】因?yàn)槌跏紶顟B(tài)拉力F的大小未知，所以斜面對(duì)物體的摩擦力大小和方向未知，故在F漸漸增大的過(guò)程中，斜面對(duì)物體的作用力的改變存在多種可能．斜面對(duì)物體的作用力是斜面對(duì)物體的支持力與摩擦力的合力．因?yàn)槲矬w始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以斜面對(duì)物體的作用力和物體重力G與拉力F的合力是平衡力．因此，推斷斜面對(duì)物體的作用力的改變就轉(zhuǎn)化為分析物體的重力G和拉力F的合力的改變．物體的重力G和拉力F的合力的改變?nèi)鐖D所示，由圖可知，F(xiàn)合可能先減小后增大，也可能漸漸增大．17.(2024·江西吉安一中模擬)如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上放一個(gè)重為G的小球，并用光滑的擋板攔住，擋板與斜面的夾角為θ(最初θ<α)，擋板從圖示位置以O(shè)為軸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)至水平，在此過(guò)程中小球始終處于平衡狀態(tài)，當(dāng)擋板對(duì)小球的彈力大小等于小球的重力時(shí)，θ的大小可以為()A．α B．2αC．π－α D．π－2α【答案】AC【解析】重力沿垂直于擋板和斜面方向分解，兩個(gè)分力大小分別等于擋板和斜面對(duì)小球的彈力，以表示重力的線段末端為圓心，該線段長(zhǎng)為半徑畫(huà)協(xié)助圓，如圖甲所示，由幾何學(xué)問(wèn)得θ＝α；當(dāng)擋板轉(zhuǎn)到水平常，如圖乙所示，θ＝π－α，故A、C正確．18．(2024·山東威海一中模擬)如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體靜止在平面直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)，某時(shí)刻只受到F1和F2的作用，且F1＝10N，F(xiàn)2＝10eq\r(2)N，則物體的加速度()A．方向沿x軸正方向B．方向沿y軸負(fù)方向C．大小等于1m/s2D．大小等于eq\r(2)m/s2【答案】AC【解析】將F2沿x軸、y軸正交分解，得F2x＝10N，F(xiàn)2y＝10N，因F2y與F1等大反向，故物體受到沿水平面的合力F合＝F2x＝10N，由F合＝ma可得，物體加速度的大小為1m/s2，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤；方向沿x軸正方向，B項(xiàng)錯(cuò)誤、A項(xiàng)正確．19．(2024·北京人大附中模擬)如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的水平橫梁AB的A端插入豎直墻壁內(nèi)，另一端裝有一個(gè)輕質(zhì)小滑輪B，一輕繩的一端C固定于該墻壁上，另一端跨過(guò)光滑小滑輪后懸掛一質(zhì)量為m＝5kg的物體，其中∠CBA＝30°，重力加速度g取10m/s2，那么，橫梁AB對(duì)小滑輪的作用力的大小和方向分別為()A．25N，方向沿著A→B方向水平向右B．25N，方向沿著豎直向上的方向C．50N，方向沿著∠CBD的角平分線方向與BC繩子的夾角為120°斜向上D．50N，方向沿著∠CBD的角平分線方向與AB橫梁的夾角為30°斜向上【答案】CD【解析】對(duì)滑輪受力分析如圖所示，滑輪受到繩子的作用力為兩段繩中拉力F1和F2的合力F，因同一根繩張力到處相等，則F1＝F2＝G＝mg，由于拉力F1和F2的夾角為120°，則由幾何學(xué)問(wèn)得橫梁AB對(duì)小滑輪的作用力方向沿著∠CBD的角平分線方向與BC繩子的夾角為120°斜向上，F(xiàn)支＝F1＝mg＝5×10N＝50N，故C、D正確．20．(2024·河南鄭州一中模擬)如圖所示為緩慢關(guān)門時(shí)(圖中箭頭方向)門鎖的示意圖，鎖舌尖角為37°，此時(shí)彈簧彈力為24N，鎖舌表面較光滑，摩擦不計(jì)，(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)下列說(shuō)法正確的是()A．此時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力為40NB．此時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力為30NC．關(guān)門時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力漸漸增大D．關(guān)門時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變【答案】AC【解析】鎖殼碰鎖舌的彈力分解如圖所示，其中F1＝FNsin37°，且F1大小等于彈簧的彈力24N，解得鎖殼碰鎖舌的彈力為40N，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；關(guān)門時(shí)，彈簧的壓縮量增大，彈簧的彈力增大，故鎖殼碰鎖舌的彈力漸漸增大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．1.（2024·新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ卷）物塊在輕繩的拉動(dòng)下沿傾角為30°的固定斜面對(duì)上勻速運(yùn)動(dòng)，輕繩與斜面平行。已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度取10m/s2。若輕繩能承受的最大張力為1500N，則物塊的質(zhì)量最大為A．150kg B．kg C．200kg D．kg【答案】A【解析】T=f+mgsinθ，f=μN(yùn)，N=mgcosθ，帶入數(shù)據(jù)解得：m=150kg，故A選項(xiàng)符合題意。2.（2024年天津卷）明朝謝肇淛的《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺廟傾側(cè)，議欲正之，非萬(wàn)緡不行。一游僧見(jiàn)之,曰：無(wú)煩也，我能正之?！庇紊刻鞂⒛拘◤乃韮A斜一側(cè)的磚縫間敲進(jìn)去，經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN，則A.若F肯定，θ大時(shí)大B.若F肯定，θ小時(shí)大C.若θ肯定，F(xiàn)大時(shí)大D.若θ肯定，F(xiàn)小時(shí)大【答案】BC【解析】由于木楔處在靜止?fàn)顟B(tài)，故可將力F沿與木楔的斜面垂直且向上的方向進(jìn)行分解，依據(jù)平行四邊形定則，畫(huà)出力F按效果分解的圖示．并且可據(jù)此求出木楔兩側(cè)產(chǎn)生的推力．選木楔為探討對(duì)象，木楔受到的力有：水平向右的F、和兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力，由于木楔處于平衡狀態(tài)，所以兩側(cè)給木楔的斜面垂直的彈力與F沿兩側(cè)分解的推力是相等的，力F的分解如圖：則，，故解得，所以F肯定時(shí)，越小，越大；肯定時(shí)，F(xiàn)越大，越大，BC正確。3．（2024·全國(guó)卷Ⅰ）如圖，松軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點(diǎn)M拴一重物，用手拉住繩的另一端N。初始時(shí)，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為αeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α>\f(π,2)))?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角α不變。在OM由豎直被拉到水平的過(guò)程中()A．MN上的張力漸漸增大B．MN上的張力先增大后減小C．OM上的張力漸漸增大D．OM上的張力先增大后減小【