2023版高考物理總復習之加練半小時-第二章-微專題10-力的合成與分解

微專題10力的合成與分解1．力的合成與分解遵循平行四邊形定則(三角形定則).2.力的分解常用方法有按實際效果分解和正交分解，多力合成常先正交分解再求和.3.兩大小一定的分力，夾角增大時，合力減小；合力大小一定，夾角增大時，兩等大分力增大．1．(多選)一物體受到兩個大小相等的共點力的作用，二者夾角為θ(0＜θ＜120°)，合力為F，若保證兩共點力的方向不變，大小均增加ΔF，合力變為F′.下列說法正確的是()A．F′與F的方向相同B．F′與F的方向不同C．F′－F＝ΔFD．F′－F＞ΔF答案AD解析根據平行四邊形定則可知，兩分力都增大ΔF，對角線(即合力的方向)和原對角線方向相同，即F′與F的方向相同，故A正確，B錯誤；根據平行四邊形定則可知，兩分力的增加量ΔF與F′－F構成平行四邊形，且夾角為θ(0＜θ＜120°)，故F′－F＞ΔF，故C錯誤，D正確．2．兩個共點力作用于一個物體上，力的方向可以任意調節，其中一個力為20N，另一個力是F，它們的合力是50N．則F的大小可能是()A．10N B．25NC．50N D．80N答案C解析若兩個力方向相同，則F＝50N－20N＝30N，如果兩個力方向相反，則F＝50N＋20N＝70N，則F的范圍為30～70N．故選C.3．已知物體在F1、F2、F3三個共點力的作用下處于平衡狀態，若F1＝20N，F2＝28N，那么F3的大小可能是()A．40N B．70NC．100N D．6N答案A解析F1和F2的合力取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2，代入數據得8N≤F≤48N,40N在合力范圍內，即F3的大小可能是40N，選項A正確，B、C、D錯誤．4．學校運動會期間，高三年級的張某、王某、李某、趙某四位同學躲在教室內玩牌，被巡查的物理老師抓到．由于前幾天他們剛剛復習了力的合成的內容，該老師要求這幾位同學從手上的牌中抽出三張，以牌上的數字作為力的大小，如果合力能為零的就可以免受處罰，則不能幸免的是()A．張某348B．王某246C．李某345D．趙某555答案A解析3N與4N合力的最大值為7N，最小值為1N,5N在該范圍內，8N不在該范圍內，所以李某可以免受處罰，張某不能幸免；2N和4N合力的最大值為6N、最小值為2N,6N在該范圍內，所以王某可以免受處罰；5N和5N合力的最小值為0、最大值為10N,5N在該范圍內，所以趙某可以免受處罰；故選A.5.(2022·山西懷仁市第一中學高三月考)如圖所示，一個“Y”形彈弓頂部跨度為L，兩根相同的橡皮條自由長度均為L，在兩橡皮條的末端用一塊軟羊皮(長度不計)做成皮兜．若橡皮條的彈力與形變量的關系滿足胡克定律，且勁度系數為k，發射彈丸時每根橡皮條的最大長度為1.5L(在彈性限度內)，則發射過程中皮兜對彈丸的最大作用力為()A．1.2kL B．kLC.eq\f(2\r(2),3)kL D.eq\f(\r(2),3)kL答案C解析當橡皮條的長度為1.5L時，皮兜對彈丸有最大作用力，為F＝2kΔxcosθ＝kLcosθ，根據幾何關系sinθ＝eq\f(0.5L,1.5L)，解得F＝eq\f(2\r(2),3)kL，故選C.6．射箭時弦和箭可等效為圖中的情景，已知弓的頂部跨度為L(如圖中虛線所示)，弦均勻且彈性良好，其自由長度為L.假設弓的跨度保持不變，即箭在弦的正中間，弦夾在不計大小的類似動滑輪的附加裝置上，將箭發射出去．已知弦的勁度系數為k，發射箭時弦的最大長度為2L(彈性限度內)，則箭被發射瞬間所受的最大彈力為(設弦的彈力滿足胡克定律)()A．kL B.eq\f(\r(3),2)kLC.eq\r(3)kL D．2kL答案C解析由幾何圖形分析出弓弦的形變量Δx＝L，所以由胡克定律得弓弦的張力F1＝F2＝kL，由力的平行四邊形定則知F1、F2的合力為2F1cos30°＝eq\r(3)kL，所以弓弦對箭的作用力F＝eq\r(3)kL，故C選項正確．7．小明想推動家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也沒推動，于是他便想了個妙招，如圖所示，用A、B兩塊木板，搭成一個底角較小的人字形架，然后往中央一站，衣櫥居然被推動了！下列說法正確的是()A．這是不可能的，因為小明根本沒有用力去推衣櫥B．這是不可能的，因為無論如何小明的力氣也沒那么大C．這有可能，A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這有可能，但A板對衣櫥的推力不可能大于小明的重力答案C解析開始小明是推不動衣櫥的，說明小明的推力小于最大靜摩擦力；站在人字形架上時，重力產生兩個效果，分別向左右兩側推墻壁和衣櫥，如圖所示小明的重力可以分解成沿A、B兩個方向的力，由于底角較小，所以A、B方向的力會很大，FA對衣櫥的力可以分解成水平方向和豎直方向的力，而水平方向的力會遠大于小明的重力，且大于最大靜摩擦力，故C正確，A、B、D錯誤．8．在現實生活中，力的分解有著廣泛的應用．一卡車陷入泥坑中，在緊急狀況下，我們可以按如圖所示的方法，用鋼索把卡車和木樁拴緊，在鋼索的中央用較小的垂直于鋼索的側向力F就容易將卡車拉出泥坑．下列說法正確的是()A．力F一定比它沿鋼索分解的兩個分力都大B．一個較小的力F可以分解為兩個較大的分力C．力F的大小等于沿鋼索分解的兩個分力大小之和D．當力F作用于鋼索時，若鋼索上的力一定，鋼索形成的夾角越大，力F就越大答案B解析垂直于鋼索的側向力F大小等于其兩側鋼索拉力的合力，如圖按照力F的作用效果將F分解成沿BO和AO方向的兩個分力F1和F2；由于AOB是同一鋼索，故F1＝F2，根據平行四邊形定則畫出受力情況．由于AOB趨近于180°，即使F較小，F1和F2也非常大，即兩邊繩子的拉力非常大，故能將卡車拉出泥坑，這種情況是一個較小的力F可以分解為兩個較大的分力，故A、C錯誤，B正確；根據平行四邊形定則可知，當力F作用于鋼索時，若鋼索上的力一定，鋼索形成的夾角越大，合力F就越小，故D錯誤．9.(多選)如圖所示是李強同學設計的一個小實驗，他將細繩的一端系在手指上，細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“三角支架”．在桿的A端懸掛不同的重物，并保持靜止．通過實驗會感受到()A．細繩是被拉伸的，桿是被壓縮的B．桿對手掌施加的作用力的方向沿桿由C指向AC．細繩對手指施加的作用力的方向沿細繩由B指向AD．所掛重物質量增大時，細繩和桿對手的作用力不變答案AC解析重物的重力產生兩個效果：一是使繩子沿BA方向被拉緊，二是使桿受到向左的擠壓，如圖所示所以繩子是被拉伸的，桿是被壓縮的，A正確；桿對手掌施加的作用力方向沿桿由A指向C，B錯誤；繩對手指施加的作用力方向指向繩子收縮的方向，即沿繩由B指向A，C正確；所掛重物質量越大，重力越大，根據力的分解可知繩和桿對手的作用力也越大，D錯誤．10.如圖所示，一個重為5N的物體，用細線懸掛在O點，現在用力F拉物體，使懸線偏離豎直方向30°時