高中物理考题精选（6）力的分解1、在倾角a =30斜面上有一块竖直放置的档板，在档板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图，试求这个球对斜面的压力和对档板的压力.答案分析:将小球的重力按作用效果进行分解， 作出力图，根据数学知识求出球对斜面 的压力和对档板的压力.解答：解：球受到竖直向下重力作用，这个重力总是欲使球向下运动，但是 由于挡板和斜面的支持，球才保持静止状态，因此，球的重力产生两个作用效果, 如图所示，两个分力：使球垂直压紧档板的力 Fi;使球垂直压紧斜面的力 F2,将重力G分解为Fi和F2,由几何知识可得F i=Gtan a =20tan30 二N,G 204 炳F2= i -= n.Fi和F2分别等于球对挡板和斜面的压力.答：这个球对斜面的压力和对档板的压力分别为2、如图，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着 竖直墙壁，初始时A、B静止；现用力F沿斜面向上推A,但AB并未运动。下列 说法正确的是（）A. A、B之间的摩擦力可能大小不变B. A、B之间的摩擦力一定变小C. B与墙之间可能没有摩擦力D. 弹簧弹力一定不变答案 【答案解析】AD 解析解：A、对A,开始受重力、B对A的支持力 和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始 A所受的静摩擦力大小为 mAgsin B,若F=2mgsin B,贝U A、B之间的摩擦力大小可能不变.故 A正确，B 错误.C、对整体分析，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹 簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据 平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力.故 C错误，D正确.故选AD.:3、电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自 由端去直接测量.某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示， 将相距为L的两根固定支柱A、B(图中小圆圈表示支柱的横截面)垂直于金属绳 水平放置，在A B的中点用一可动支柱C向上推动金属绳，使绳在垂直于 A、B 的方向竖直向上发生一个偏移量 d(d? L)，这时仪器测得金属绳对支柱 C竖直向 下的作用力为F.试用L、d、F表示这时金属绳中的张力Ft；如果偏移量d= 10 mm，作用力F= 400 N，L= 250 mm，计算金属绳张力 的大小.答案解斩；川设Q点受阿边金惑85张力曲土和土丸耳3C的夬弟沏已如图所示.依对称性鬲由力罔咅咸爲一亠H：兰詔农抠何養莊荀.tir电上述二丈解得5?:將 1: ：3.i /=4 :0 X. L 二:nx 代入.：T=tp解得5t=2嗣鉀崛中的乳丿為二m 4、如图所示，光滑斜面的 AC丄BC,且AC=24cm,BC=18cm斜面上一个质量 为5kg的物体,请你按力产生的作用效果分解。(g取10m/s2)(1)在图上画出重力分解示意图;(2)求重力两个分力的大小答案 解：(1)力的分解示意图，如图4分BC(2)如图,C . 2.0 X 105 N，变大D . 0.5 X 105 N，变小5、如图所示为剪式千斤顶，是用顶起汽车的装置。当摇动把手时，螺纹轴 就迫使千斤顶的左右两臂靠拢，同时抬起重物。汽车对千斤顶的压力为1.0 X105 N。则当千斤顶两臂间的夹角为120。时，其两臂受到的压力各是多大；若继续 摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将怎样变化 ()A. 1.0 X 105 N，变5B . 1.0 X 10答案 A6如图所示，细绳AO和BO在O点挂有一重物，AO与竖直方向成60,今 保持O点位置不变，缓慢移动绳子 B端至到达O点正上方之前的过程中，绳 OB 所受拉力的变化情况是 (A)逐渐增大;(B)逐渐减小;(C)先增大后减小;答案D(D)先减小后增大。7、如图6- 14所示，ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“人”形框架，其中CA CB边与竖直方向的夹角均为9 . P、Q两个轻质小环 分别套在CA CB上，两根细绳的一端分别系在 P、Q环上，另一端和一绳套 系在一起，结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上，OR OQ两根细绳拉直后 的长度分别用L1、L2表示，若L1 : L2= 2： 3,则两绳受到的拉力之比 F1 : F2 等于()图 6- 14A. 2 ：3B. 1 ：1 C . 4 ：9D. 3 ：2答案 B解析：对P、Q小环分析，小环受光滑杆的支持力和绳子的拉力，根据平衡 条件，这两个力是一对平衡力，支持力是垂直于杆子向上的，故绳子的拉力也是 垂直于杆子的.则由几何关系可知，两绳与竖直方向的夹角相等，两绳的拉力相 等，故 Fi : F2= 1 ： 1.8、如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为m 30 kg的箱子匀速前进，已知箱子与地面间的动摩擦因数为 卩二0.5，拉力只与水平面的夹角为9二 45， g= 10 m/s绳子的拉力F1为多少？ 该同学能否用比只小的力拉着箱子匀速前进？如果能，请求出拉力的最 小值；若不能，请说明理由.求：答案 解析：(1)箱子匀速前进，属于平衡状态，合外力为零以箱子 为研究对象，进行受力分析，其受重力、地面支持力、地面摩擦力、外界拉 力，以水平、竖直方向为坐标轴的方向建立坐标系，利用正交分解法可得Fqos45=卩(mg- Fisin45 )，了 umgFc 451 = 100血 N.(2)设拉力与水平方向的夹角为 9，利用正交分解法，将水平、竖直两个 方向的平衡方程整理有Feos 9 = 口 (mg Fsin 9 )， F=二二 _ -二.当9 = arctan卩时，F有最小值，其值为Fmin=人*=60 + N.所以该同学能用比F1小的力拉着箱子匀速前进，最小拉力为60町N.答案：(1)100、匚N 能，60、上N9、半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板 MN延长线总是过半圆柱体 的轴心Qn但挡板与半圆柱不接触，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q, 整个装置处于静止状态，如图6 10是这个装置的截面图，若用外力使 MN绕Q点缓慢地顺时针转动，在 MN到达水平位置前，发现P始终保持静 止，在此过程中，下列说法中正确的是()C. P、Q间的弹力先减小后增大D . Q所受的合力逐渐增大答案 A解析：由三角形定则可判断 A正确.10、在秋收的打谷场上，脱粒后的谷粒用传送带送到平地上堆积起来形成 圆锥体，随着堆积谷粒越来越多，圆锥体体积越来越大，简化如图5- 7所示.用 力学知识分析得出圆锥体底角的变化情况应该是 （）A. 不断增大B .保持不变C .不断减小D .先增大后减小答案 解析：以一粒谷粒为研究对象，刚好处于静止状态时有min 9=卩mgcos 9，则tan 9 =卩，故应选择 B项.11、为了将陷入泥泞里的汽车拉出来，驾驶员常按图（a）所示办法用钢 索和大树相连并拉紧钢索，然后在钢索的中央用垂直于钢索的侧向力 F拉钢 索，从而使汽车移动。图（b）是某时刻的俯视图，力F大小为400N钢索 的中点被拉过0.4m，钢索总长L=16m问：（1）汽车在图（b）所示时刻受到的拉力大小为多少?（2）如果力F恒定不变，且钢索的伸长忽略不计，那么，从图（a）所示时 刻拉至图（b）所示时刻，汽车受到的拉力大小如何变化？为什么？T _Lf2T _8答案 （1）T=10F=4000N（ 4 分）（2）变小（2分）理由是：r ，d变大，则F变小。（2分）12、如图所示是一种常用的“千斤顶”示意图， 摇动手柄能使螺旋杆转动并 保持水平，而A、B间距离发生变化，重物就能被顶起或下降。若物重为 G,杆 AB与AC之间的夹角为不计“千斤顶”本身的重量，则“千斤顶”螺旋杆AB的拉力大小为C. Gtan 0A. Gsin 0B. Gcos0D. G/tan 0答案 D13、暑期中，一位同学在厨房帮妈妈做菜，对菜刀产生了兴趣。他发现 菜刀刀刃前端和后端的厚薄及形状都不一样，如图所示。菜刀横截面为等腰 三角形，刀刃前端的横截面顶角较小，后端的顶角较大。对此他做出如下猜 想，较合理的是刀背刀刃A. 前端和后端厚薄不匀，仅是为了外形美观，跟使用功能无关B. 在刀背上施加压力时，前端分开其他物体的力较大C. 在刀背上施加压力时，后端分开其他物体的力较大D. 在刀背上施加压力时，前端和后端分开其他物体的力一样大答案 【知识点】力的合成.B3 B4【答案解析】B 解析：把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角 劈，设顶角为2B,背宽为d,侧面长为I，如图乙所示当在劈背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力 F1、F2，使用中依靠着 这两个分力分开被加工的其他物体.由对称性知，这两个分力大小相等（F1=F2， 因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图丙所示.在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑（图中阴影部分），根据它跟 半个劈的直角三角形的相似关系，由关系式，得F仁F2由此可见，刀背上加上一 定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin 9的值越小，F1和F2越大但是，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较 硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要， 所以做成前部较薄，后部较厚使用时，用前部切一些软的物品（如鱼、肉、蔬 菜、水果等），用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，俗话说：“前切后劈”，指 的就是这个意思.故B正确.故选：B14、小明想推动家里的衣橱，但使出了吃奶的力气也推不动，他便想了个妙 招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央 一站，衣橱被推动了下列说法中正确的是（）A. 这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱B. 这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力C. A、B板的夹角应该尽可能小，才能推动衣橱D. 这不可能，A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力答案 B解析：首选开始小明是推不动衣橱的，但是小明的推力与他自 身的重力没什么关系.如图F 匸小明的重力可以分解成沿 A, B俩个方向的力，由于底角较小，所以 A，B方向的力会很大.A对衣橱的力可以分解成水平方向和垂直方向的力， 而水平方向的力有可 能大于小明重力，故选：B.15、体育器材室里，篮球摆放在图示的球架上。已知球架的宽度为d,每只篮球的质量为m直径为D,不计球与球架之间摩擦，则每只篮球对一侧球架的 压力大小为BDD2r2DoA. - mg答案 【答案】C【解析】以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为a.根据平衡条件得：ggD解得：:：-16、下图为农村小水库大坝的几种设计方案图（俯视图），若从安全牢固的角 度考虑，应该选择的一种方案是（）C 2P At!q由几何知识得：评=时=严d则得篮球对球架的压力大小为：、匸-故选c。(DM2二三r蜩牡Ljq A 二二一二一二 欢D