2013高考物理一轮总复习必修1第二章第二节知能演练强化闯关

1．(2012·北京西城区抽样测试)F1、F2是力F的两个分力．若F＝10N，则下列不可能是F的两个分力的是()A．F1＝10NF2＝10NB．F1＝20NF2＝20NC．F1＝2NF2＝6ND．F1＝20NF2＝30N解析：选C.合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，则应选C.2.图2－2－13如图2－2－13所示，轻绳AO和BO共同吊起质量为m的重物．AO与BO垂直，BO与竖直方向的夹角为θ，OC连接重物，则()A．AO所受的拉力大小为mgsinθB．AO所受的拉力大小为mgsinθC．BO所受的拉力大小为mgcosθD．BO所受的拉力大小为mgcosθ解析：选AC.结点O受到的绳OC的拉力FC等于重物所受重力mg，将拉力FC沿绳AO和BO所在直线进行分解，两分力分别等于拉力FA和FB，如图所示，由力的图示解得：FA＝mgsinθ，FB＝mgcosθ.3.图2－2－14(2012·温州高三检测)如图2－2－14所示，人在岸上通过定滑轮牵引小船．设水对小船的阻力不变，绳与滑轮之间的摩擦不计．在小船匀速靠岸的过程中()A．绳的拉力F不变B．船受到的浮力不变C．船受到的浮力变小D．人拉绳的速度变大答案：C4.图2－2－15(2012·北京四中模拟)如图2－2－15所示，有2n个大小都为F的共点力，沿着顶角为120°的圆锥体的母线方向，相邻两个力的夹角都是相等的．则这2n个力的合力大小为()A．2nFB．nFC．2(n－1)FD．2(n＋1)F解析：选B.根据两个共点力的合成公式，当两个大小相等的力(F1＝F2＝F)互成120°时，这两个力的合力大小等于F.本题中共有2n个力，且均匀分布在圆锥面上，故可将这2n个力看成n对力，每一对力都大小相等、夹角为120°，则每一对力的合力大小都等于F.所以这2n个力的合力大小为nF，B正确．5.图2－2－16如图2－2－16所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，若要使物体沿着墙向下匀速运动，则外力F的大小为多少？解析：当物体沿墙向下运动时，分析物体的受力如图所示，把F沿竖直和水平方向正交分解．水平方向：Fcosα＝FN竖直方向：mg＝Fsinα＋Ff，又Ff＝μFN，得F＝mgsinα＋μcosα.答案：mgsinα＋μcosα一、单项选择题1.图2－2－17有两个互成角度的共点力，夹角为θ，它们的合力F随θ变化的关系如图2－2－17所示，那么这两个力的大小分别是()A．1N和6NB．2N和5NC．3N和4ND．3N和3.5N解析：选C.当θ＝0时，F＝F1＋F2＝7N，当θ＝π时，F′＝F1－F2＝1N，由以上两式解得F1＝4N，F2＝3N，故选C.2．(2012·安徽淮南模拟)如图2－2－18所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是()图2－2－18解析：选C.由矢量合成法则可知A图的合力为2F3，B图的合力为0，C图的合力为2F2，D图的合力为2F3，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图．3.图2－2－19(2010·高考江苏卷)如图2－2－19所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机．三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为()A.13mgB.23mgC.36mgD.239mg解析：选D.题中每根支架对照相机的作用力F沿每根支架向上，这三个力的合力等于照相机的重力，所以有3Fcos30°＝mg，得F＝mg3cos30°＝239mg，故选项D正确．4.图2－2－20(2012·广东佛山质检)如图2－2－20所示，由物体A和B组成的系统处于静止状态．A、B的质量分别为mA和mB，且mAmB.滑轮的质量和一切摩擦不计．使绳的悬点由P点向右移动一小段距离到Q点，系统再次达到静止状态．则悬点移动前后图中绳与水平方向间的夹角θ将()A．变大B．变小C．不变D．可能变大，也可能变小解析：选C.因为移动前后A、B均处于静止状态，对B受力分析可知绳子上的拉力不变，且绕过滑轮的各段绳子拉力相等，然后对A进行受力分析可知，夹角θ不变，C正确．5.图2－2－21(2012·山东烟台测试)如图2－2－21所示，两根相距为L的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两小球用长为2L的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力F，恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动．则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)()A．mg/2B．mgC.3F/3D．F解析：选C.根据题意可知：两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形，对结点进行受力分析，根据平衡条件可得，F＝2F′cos30°，解得小球所受拉力F′＝3F3，C正确．6.图2－2－22(2012·金华一中调研)如图2－2－22所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定．A端用绞链固定，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B端吊一重物P，现施加拉力FT将B缓慢上拉(均未断)，在杆达到竖直前()A．绳子越来越容易断B．绳子越来越不容易断C．杆越来越容易断D．杆越来越不容易断解析：选B.以B点为研究对象，B受三个力：绳沿OB方向的拉力FT，重物P竖直向下的拉力G，AB杆沿AB方向的支持力FN，这三个力构成封闭的矢量三角形，如图所示，该三角形GFNFT与几何三角形OAB相似，得到OBFT＝OAG＝ABFN，由此可知，FN不变，FT随OB的减小而减小.二、不定项选择题7.图2－2－23(2012·嘉兴模拟)如图2－2－23所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直．杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°.系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法中正确的是()A．细线BO对天花板的拉力大小是GB．a杆对滑轮的作用力大小是G2C．a杆和细线对滑轮的合力大小是GD．a杆对滑轮的作用力大小是G解析：选AD.细线对天花板的拉力等于物体的重力G；以滑轮为对象，两段绳的拉力都是G，互成120°，因此合力大小是G，根据共点力平衡，a杆对滑轮的作用力大小也是G(方向与竖直方向成60°斜向右上方)；a杆和细线对滑轮的合力大小为零．8.图2－2－24如图2－2－24所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一竖直平面内．为了使脚所受的拉力增大，可采取的方法是()A．只增加绳的长度B．只增加重物的质量C．只将病人的脚向左移动D．只将两定滑轮的间距变大解析：选BC.只增加绳的长度不影响两绳夹角的变化，也不影响绳子的拉力，脚所受的拉力不变，A错误；根据平行四边形定则，只增加重物的质量，也就增大了绳子的拉力，B正确；只将病人的脚向左移动，两绳夹角减小，脚所受合力增大，C正确；只将两定滑轮的间距变大，两绳夹角增大，脚所受合力减小，D错误．9.图2－2－25(2012·苏锡常镇四市调研)如图2－2－25所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小()A．可能为33mgB．可能为52mgC．可能为2mgD．可能为mg解析：选BCD.本题相当于一悬线吊一质量为2m的物体，悬线OA与竖直方向夹角为30°，外力F最小为与悬线OA垂直时，大小为mg，所以外力F大于或等于mg，故BCD正确．10.图2－2－26如图2－2－26所示，质量为m的小滑块静止在半径为R的半球体上，它与半球体间的动摩擦因数为μ，它与球心连线跟水平地面的夹角为θ，则小滑块()A．所受摩擦力大小为mgcosθB．所受摩擦力大小为mgsinθC．所受摩擦力大小为μmgsinθD．对半球体的压力大小为mgsinθ解析：选AD.质量为m的小滑块静止在半径为R的半球体上，小滑块受到重力mg、球面的支持力FN和摩擦力Ff作用，如图所示．重力mg产生两个效果，沿切线方向使物体下滑，其分力等于摩擦力的大小，则Ff＝mgsin(90°－θ)＝mgcosθ，沿半径方向压紧球面，其分力大小等于支持力大小，则FN＝mgcos(90°－θ)＝mgsinθ，由此可知B、C均错，A、D正确．三、非选择题11.图2－2－27某压榨机的结构示意图如图2－2－27所示，其中B点为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力不计，压榨机的尺寸如图所示，求物体D所受压力大小是F的多少倍？解析：力F的作用效果是对AC、AB两杆产生沿两杆方向的压力F1、F2，如图甲，力F1的作用效果是对C产生水平向左的推力和竖直向下的压力，将力F1沿水平方向和竖直方向分解，如图乙，可得到C对D的压力FN′＝FN.由题图可看出tanα＝10010＝10依图甲有：F1＝F2＝F2cosα依图乙有：FN′＝F1sinα故可以得到：FN′＝FN＝F2cosαsinα＝12Ftanα＝5F所以物体D所受的压力是F的5倍．答案：5倍12．如图2－2－28甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上，另一端P通过细绳EP拉住，EP与水平方向也成30°，轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10kg的物体．g取10N/kg，求：图2－2－28(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比；(2)横梁BC对C端的支持力；(3)轻杆HP对P端的支持力．解析：题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力．分别取C点和P点为研究对象，进行受力分析如图甲和乙所示．(1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力FAC＝FCD＝M1g图乙中由FEPsin30°＝FPQ＝M2g得FEP＝2M2g，所以得FACFEP＝M12M2＝12.(2)图甲中，根据几何关系得：FC＝FAC＝M1g＝100N，方向和水平方向成30°角斜向右上方．(3)图乙中，根据平衡方程有FEPsin30°＝M2gFEPcos30°＝FP所以FP＝M2gcot30°＝3M2g≈173N，方向水平向右．答案：(1)1∶2(2)100N，方向与水平方向成30°角斜向右上方(3)173N，方向水平向右