搜索
力的合成与分解一、单选题（本大题共5小题，共30分）1.图示为三种形式的吊车的示意图，OA为杆，重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA受力的关系是（）A.a＞b＞cB.a＞c=bC.a=b＞cD.a=b=c（@2018物理备课组整理）C（物理备课组一组指导）解：分别对三种形式的结点进行受力分析，设杆子的作用力分别为F1、F2、F3，各图中T=mg．在图（a）中，．在图（b）中，．在图（c）中，．可知a=b＞c，故C正确，A、B、D错误．故选C．分别对结点A受力分析，运用共点力平衡求出杆子对A点的作用力大小，从而比较出杆0A的受力大小关系．解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．2.三个共点力的大小分别是2N，6N，10N，则它们的合力不可能是（）A.10NB.1.5NC.3.7ND.18N（@2018物理备课组整理）B（物理备课组一组指导）解：2N、6N、10N方向相同的时候，合力最大为18N，2N、6N的合力的范围是4N≤F≤8N，所以三个力的最小值为2N；因此合力的范围是2N≤F≤18N，在这个范围内的都是可能的，所以ACD可能，B不可能，本题选择不可能的，故选：B当三个力同向的时候，合力最大，第三个力在另外的两个力合力的范围内的时候，它们的总的合力可以为零，此时合力最小．求三个力的合力的时候，一定能要注意三个力的合力有可能为零的情况．3.如图所示，物体A靠在竖直的墙面C上，在竖直向上的力F作用下，A、B物体均保持静止，则物体A受力分析示意图正确的是（）第2页，共13页A.B.C.D.（@2018物理备课组整理）A（物理备课组一组指导）解：首先对A、B利用整体法分析受力，可知墙面对A无弹力，则墙面对A也没有摩擦力；再以B为研究对象，它受四个力作用，重力竖直向下、弹簧的弹力竖直向上、A对B的压力垂直斜面斜向下，A对B沿斜面向下的摩擦力；以A为研究对象，它受三个力作用，本身受到的重力、B对A的支持力和B对A沿斜面向上的摩擦力．故选：A．先运用整体法分析墙面对A有无弹力．再以B为研究对象，分析受力情况，最后以A为研究对象，分析受力情况．本题考查用整体法、隔离法分析物体受力情况．墙壁与A之间没有弹力，就一定没有摩擦力．4.物体受到三个共点力Fl、F2、F3作用做匀速直线运动，则三个力可能的取值是（）A.3N、5N、10NB.4N、6N、8NC.12N、7N、4ND.1N、3N、5N（@2018物理备课组整理）B（物理备课组一组指导）解：因物体做匀速直线运动，所以所受的合力为零．因为是三个力，我们可让前两个先合成，再和第三个合成：A：前两个力的合力范围是：[2，8]，第三个力是10N，所以合力不可能为零．故A错误．B：前两个力的合力范围是：[2，10]，第三个力是8N，所以合力可能为零．故B正确．C：前两个力的合力范围是：[5，19]，第三个力是4N，所以合力不可能为零．故C错误．D：前两个力的合力范围是：[2，4]，第三个力是5N，所以合力不可能为零．故D错误．故选：B．物体受共点力F1、F2、F3作用而作匀速直线运动，说明这3个力的合力为零，只需要找出合力可能为零的一组．求三个力的合力时我们可以先合成前两个力，再与第三个力进行合成即可．5.将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与F成30°夹角，另一个分力的大小为6N，则在分解时（）A.有无数组解B.有两组解C.有唯一解D.无解（@2018物理备课组整理）B（物理备课组一组指导）解：已知一个分力有确定的方向，与F成30°夹角，知另一个分力的最小值为Fsin30°=5N，而另一个分力大小大于5N小于10N，所以分解的组数有两组解。如图。故B正确，A、C、D错误。故选：B。已知合力的大小为10N，一个分力的方向已知，与F成30°夹角，另一个分力的最小值为Fsin30°=5N，根据三角形定则可知分解的组数．解决本题的关键是知道合力和分力遵循平行四边形定则，知道平行四边形定则与三角形定则的实质是相同的．二、多选题（本大题共4小题，共24分全部选对得6分，选对当不全的得3分，有选错的得0分。）6.平行板电容器的两极板接于电池两极，一带电小球悬挂在电容器内部．闭合电键k，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ．则下述说法正确的是（）A.保持电键k闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ变大B.保持电键k闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变C.电键k断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变D.电键k断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大（@2018物理备课组整理）AC（物理备课组一组指导）解：A、B、保持电键k闭合时，电容器板间电压不变，带正电的A板向B板靠近时，板间距离d减小，由E=分析得知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则θ增大．故A正确，B错误．C、D、电键k断开，根据推论可知，板间场强不变，小球所受电场力不变，则θ不变．故C正确，D错误．故选：AC保持电键S闭合时，电容器板间电压不变，由E=分析板间场强的变化，判断板间场强的变化，确定θ的变化．电键S断开，根据推论可知，板间场强不变，分析θ是否变化．本题解答的关键是抓住不变量进行分析，当电容器保持与电源相连时，其电压不变；当电容器充电后断开时，其电量不变．第4页，共13页7.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R．整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动．重力加速度为g．下列说法中正确的是（）A.ab杆所受拉力F的大小为+μmgB.cd杆所受摩擦力为零C.回路中的电流强度为D.μ与v1大小的关系为μ=（@2018物理备课组整理）AD（物理备课组一组指导）解：A、导体切割磁感线时产生沿abdca方向的感应电流，大小为：I=①导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：BIL+mgμ=F②导体棒cd运动时，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：f=BILμ=mg③联立以上各式解得：F=mgμ+，μ=故AD正确，BC错误．故选AD．当导体棒ab匀速向右运动时，切割磁感线，cd运动时不切割磁感线，在回路中产生感应电流，从而使导体棒ab受到水平向左的安培力．导体棒cd受到水平向右的安培力，使导体棒和轨道之间产生弹力，从而使cd受到向上的摩擦力，把力分析清楚，然后根据受力平衡求解．本题是又杆类型，涉及电磁感应过程中的复杂受力分析，解决这类问题的关键是，根据法拉第电磁感应定律判断感应电流方向，然后根据安培定则或楞次定律判断安培力方向，进一步根据运动状态列方程求解．8.下列说法中正确的是（）A.一个2N的力可以分解为7N和6N的两个力B.一个2N的力可以分解为8N和12N的两个力C.一个5N的力可以分解为两个5N的力D.一个8N的力可以分解为4N和3N的两个力（@2018物理备课组整理）AC（物理备课组一组指导）解：A、7N与6N的合力范围是1N≤F≤13N．可能为2N．故A正确．B、8N与12N的合力范围是4N≤F≤20N．不可能为2N．故B错误．C、5N与5N的合力范围是0N≤F≤10N．可能为5N．故C正确．D、3N与4N的合力范围是1N≤F≤7N．不可能为8N．故D错误．故选AC．两个力的合力范围是大于等于两个力之差的绝对值，小于等于两个力之和，根据该规律判断选项的正确与否．解决本题的关键的掌握两个力的合力范围，知道合力与分力的关系．9.如图所示，光滑水平面上存有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45°，若线框的总电阻为R，则（）A.线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBAB.AC刚进入磁场时线框中感应电流表为C.AC刚进入磁场时线框所受安培力为D.此时CD两端电压为（@2018物理备课组整理）CD（物理备课组一组指导）【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向，由求出电路中的感应电动势，由闭合电路的欧姆定律求出电路中的电流和CD两端的电压；将AD边与CD边受到的安培力进行矢量合成，求出线框受到的安培力。安培力是联系电磁感应与力学知识的桥梁，要熟练地由法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力表达式。【解答】A.线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，则感应电流的方向为ABCD方向，故A错误；BD.AC刚进入磁场时CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势，，则线框中感应电流为：；故CD两端的电压为，故B错误，D正确；C.AC刚进入磁场时线框的cd边产生的安培力与v的方向相反，ad边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是：，由几何关系可以看出，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和，即：，故C正确。故选CD。三、填空题（本大题共1小题，共5分）第6页，共13页10.如图所示，空间同时存在水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m，电量为q的液滴，以某一速度沿与水平方向成θ=450角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，液滴从M点匀速运动到N点。重力加速度为g。（1）判定液滴带的是____________(选填正电或负电)；（2）匀强电场的场强E的大小为____________；（3）液滴匀速运动的速度大小为____________。（@2018物理备课组整理）（1）正电（2）（3）（物理备课组一组指导）【分析】（1）对液滴受力分析，受重力、电场力和洛仑兹力，做直线运动；若合力与速度方向共线，变速运动，洛伦兹力变化，不能维持直线运动，矛盾，故一定是匀速直线运动，合力为零，从而根据左手定则确定粒子的电性；（2）（3）液滴受力平衡，根据平衡条件并运用合成法列式求解即可。本题关键是结合运动情况分析受力情况，得到粒子做匀速直线运动，然后根据平衡条件并运用合成法列式求解。【解答】（1）液滴受力示意图如图所示因为电场力与电场强度方向同向，所以液滴带正电；（2）设匀强电场的电场强度为E，由图可知Eq=mgtanθ，故；（3）设液滴运动的速度为v，由图可知mg=qvBcosθ，解得。四、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）11.（1）如图所示，重量为G小球被轻细绳悬挂在天花板上，在水平外力F的作用下处于静止状态时，细绳与竖直方向成角，则F=。（2）某同学让具有连续闪光功能的手机，从距黑板下边框0.8m高处自由下落到缓冲垫上，此过程被另一同学用相机经长时曝光拍得的照片如图所示。闪光时间很短可忽略，则手机连续两次闪光的时间间隔约为s。（3）在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10－4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长20m，通有从东向西的电流30A，问地磁场对这根导线的作用力为N,方向为。（4）如图是利用打点计时器验证机械能守恒实验测得数据，其中O为起点，A、B、C、D为计时点，测得A、B、C、D到O点距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm由以上数据求物体到C减少的重力势能为，增加的动能为，由此得出的结论是。（已知质量m=1kg，g取10m/s2，取三位有效数字）（@2018物理备课组整理）（1）Gtanθ（2）0.08（3）3×10-2垂直地面向下（4）7.78J7.56J在误差允许范围内机械能守恒（物理备课组一组指导）（1）【分析】分析小球的受力情况，运用合成法进行求解，得到F的表达式。解决本题的关键能够正确地受力分析，运用合成方法求解即可，也可运用正交分解。【解答】以小球为研究对象，分析受力：重力、拉力F和绳子的拉力T，第8页，共13