第2讲 力的合成和分解 受力分析时间：60分钟1．如图所示，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( )．解析 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．答案 C2．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＝10N，F2＝10NB．F1＝20N，F2＝20NC．F1＝2N，F2＝6ND．F1＝20N，F2＝30N解析 本题考查合力和分力之间的关系，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.答案 C3．某同学在单杠上做引体向上，在下列选项中双臂用力最小的是( )．解析 人做引体向上时，双臂的合力大小一定等于人体的重力，根据平行四边形定则，两分力夹角越小，双臂用力就越小，故D项最大，B项最小．答案 B4．如图2-2-14所示，质量为mB＝24kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝22kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5.现用水平向右、大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin37°≈0.6，cos37°≈0.8，重力加速度g取10m/s2)，则木板B7\n与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )．图2-2-14A．0.3B．0.4C．0.5D．0.6解析 对A受力分析如图甲所示，由题意得FTcosθ＝Ff1够①FN1＋FTsinθ＝mAg②Ff1＝μ1FN1③由①②③得：FT＝100N 对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得FTcosθ＋Ff2＝F④FN2＋FTsinθ＝(mA＋mB)g⑤Ff2＝μ2FN2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A答案正确．答案 A5．(2022·哈尔滨二模)如图2-2-15所示，将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°.假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力F1和第1、3块石块间的作用力F2的大小之比为( )．图2-2-15A．1∶2B.∶2C.∶3D.∶1解析 以第1块石块为研究对象，受力分析如图，石块静止，则F1＝F2cos30°，＝cos7\n30°＝，故B正确．答案 B6．如图2-2-16甲所示，在广州亚运会射箭女子个人决赛中，中国选手程明获得亚军．创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩．那么射箭时，若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，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中F所示．弓弦的夹角应为(cos53°＝0.6)( )．图2-2-16A．53°B．127°C．143°D．106°解析 弓弦拉力合成如图所示，由几何知识得cos＝＝＝＝0.6所以＝53°可得α＝106°.故D正确．答案 D7.如图2-2-17所示，光滑细杆竖直固定在天花板上，定滑轮A、B关于杆对称，轻质物块C套在细杆上，通过细线分别与质量为M、m(M>m)的物块相连．现将物块C在竖直向下的外力F作用下缓慢向下移动，滑轮与转轴间的摩擦忽略不计．则在移动过程中( )．图2-2-17A．外力F逐渐减小7\nB．杆对物块C的作用力不变C．杆对物块C的作用力与外力F的合力不断增大D．杆对物块C的作用力与外力F的合力保持不变解析 将物块C在竖直向下的外力F作用下缓慢向下移动，外力F逐渐增大，杆对物块C的作用力变小，杆对物块C的作用力与外力F的合力不断增大，A、B、D错误，C正确．答案 C8.如图2-2-18所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是( )．图2-2-18A．物体可能只受两个力作用B．物体可能受三个力作用C．物体可能不受摩擦力作用D．物体一定受四个力作用解析 本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力，摩擦力产生的条件等知识点．物体做匀速直线运动，则受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，则物体一定要受到滑动摩擦力的作用．再根据摩擦力产生的条件知，一定有弹力．因此物体一定会受到四个力的作用．答案 D9．如图2-2-19所示，一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点，现用另一轻绳将一物体系于O点，设轻绳AO、BO相互垂直，α>β，且两绳中的拉力分别为FA、FB，物体受到的重力为G，下列表述正确的是( )．图2-2-19A．FA一定大于G7\nB．FA一定大于FBC．FA一定小于FBD．FA与FB大小之和一定等于G解析 物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，FA、FB的合力大小等于G，方向竖直向上，FA＝Gsinα，FB＝Gsinβ.故FA一定小于G，A选项错误；因为α>β，故FA一定大于FB，B选项正确、C选项错误；FA与FB大小之和大于G，D选项错误．答案 B10．如图2-2-20所示，A、B两物体的质量分别为mA、mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态．滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是( )．图2-2-20A．物体A的高度升高，θ角变大B．物体A的高度降低，θ角变小C．物体A的高度升高，θ角不变D．物体A的高度不变，θ角变小解析 最终平衡时，绳的拉力F大小仍为mAg，由二力平衡可得2Fsinθ＝mBg，故θ角不变，但因悬点由Q到P，左侧部分绳子变长，故A应升高，所以C正确．答案 C11．(2022·山西适应性试题)风洞实验主要用于运动物体(例如飞机、汽车等)与空气之间作用力的分析和研究．在风洞实验室中，将A、B两个小球分别用细绳L1、L2悬于天花板顶部．两球质量相等，受到的水平风力相同，两小球处于静止状态时的位置如图2-2-21所示，以下说法中正确的是( )．7\n图2-2-21A．两细绳与竖直方向的夹角相同B．L2与竖直方向的夹角大于L1与竖直方向的夹角C．A球受到的合力大于B球受到的合力D．L1的拉力大于L2的拉力解析 小球的受力情况如图所示，由平衡条件可知两小球处于静止状态，所以合力为0，可见C错误．因为tanθ＝，两球质量相等，受到的水平风力相同，所以θ相同，可见A正确、B错误；绳子拉力F＝，所以L1的拉力大小等于L2的拉力，可见D错误．答案 A12.据《城市快报》报道，北宁动物园门前，李师傅用牙齿死死咬住长绳的一端，将停放着的一辆小卡车缓慢拉动，如图2-2-22所示．小华同学看完表演后做了如下思考，其中正确的是( )．图2-2-22A．李师傅选择斜向上拉可以减少车对地面的正压力，从而减少车与地面间的摩擦力B．李师傅选择斜向上拉可以减少人对地面的正压力，从而减少人与地面间的摩擦力C．车被拉动的过程中，绳对车的拉力大于车对绳的拉力D．若将绳系在车顶斜向下拉，要拉动汽车将更容易解析 小卡车缓慢移动可认为F合＝0.(1)若斜向上拉如图甲所示Fcosθ－Ff＝0；FN＋Fsinθ－mg＝0，Ff＝μFN，解得F＝；(2)若斜向下拉，如图乙所示F′cosθ－Ff′＝0；FN′－F′sinθ－mg＝0，Ff′＝μFN′，解得F′＝.经比较可知F<F7\n′，即斜向上拉省力，故选项A对，B、D错；车被拉动的过程中，绳对车的拉力与车对绳的拉力是一对作用力与反作用力，大小相等方向相反，C错．答案 A7
