2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 第2課時 力的合成和分解教案

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1、2022年高考物理專題復(fù)習(xí) 第2課時 力的合成和分解教案 　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　 　　 【測控導(dǎo)航】 知識點 題號 1.合力與分力的理解 4 2.力的合成 5、7、9 3.力的分解 1、2、3、8、10、11 4.力的合成和分解的綜合 6、12 1.我國自行設(shè)計建造的世界第二斜拉索橋——上海南浦大橋,橋面高46 m,主橋全長845 m,引橋全長7500 m,引橋建得這樣長的目的是(　D　) A.增大汽車上橋時的牽引力 B.減小汽車上橋時的牽引力 C.增大汽車的重力平行于引橋橋面向下的分力 D.減小汽車的重力平行于引橋橋面向下的分力 解析

2、:引橋越長,斜面傾角θ越小,重力沿斜面方向的分力F=mgsin θ越小,故選項D對. 解析:分析小物塊受力如圖所示,因小物塊靜止在半球體上,所以有FN=mgsin θ,Ff=mgcos θ,故選項D正確,選項B、C錯誤;因小物塊受靜摩擦力作用,其大小不能用Ff=μFN=μmgsin θ來計算,故選項A錯誤. 　要注意本題中夾角θ并不是斜面與水平地面的夾角,重力在切線方向的分量為mgcos θ. 3.(xx泉州二模)在央視xx元宵晚會《團(tuán)圓飯》雜技音樂劇中,有一種叫疊羅漢的雜技表演.如圖所示為三人疊成的兩層靜態(tài)造型,假設(shè)每個人的重力大小均為G,底層兩人的背部均呈水平狀態(tài),則底層

3、兩人的每只腳對水平地面的平均壓力大小為(　D　) A.。G B.。G C.。G D.。G 解析:最上面的人對下面兩人的壓力分別為。,下面每人對地面的壓力為。G,所以每只腳對地面的壓力為。G,故選項D正確. 4.(xx鹽城質(zhì)檢)在xx年東京體操世錦賽中,我國運(yùn)動員陳一冰在吊環(huán)項目中第四次獲得世錦賽冠軍.如圖所示是比賽中的一個場景,此時人靜止不動,兩根吊帶對稱并與豎直方向有一定夾角.下列判斷正確的是(　D　) A.兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小不等 B.手對吊環(huán)作用力方向豎直向下 C.每根吊帶受到環(huán)的拉力大小都等于人重力的一半 D.兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下 解析:由兩根吊

4、帶對稱可知,兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小相等,選項A錯誤;人受力平衡,每個吊環(huán)對手的作用力方向斜向上方,手對吊環(huán)的作用力斜向下方,選項B錯誤;兩吊帶對環(huán)的拉力方向沿著吊帶斜向上,其合力與人和環(huán)的重力平衡,即其合力方向豎直向上,故兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下,選項D正確;由于每根吊帶受到環(huán)的拉力方向不是豎直向下,故其大小一定大于人的重力的一半,選項C錯誤. 5.已知弓的頂部跨度為l,弦均勻且彈性良好,其自由長度為l,發(fā)射時弦和箭可等效為如圖所示的情景,假設(shè)弓的跨度保持不變,即箭在弦的正中間,弦夾住類似動滑輪的附加裝置,將箭發(fā)射出去.已知弦的勁度系數(shù)為k,發(fā)射箭時弦的最大長度為2l(彈性

5、限度內(nèi)),則箭被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為(設(shè)弦的彈力滿足胡克定律)(　C　) A.kl B.。kl C.。kl D.2kl 解析:發(fā)射箭的瞬間,箭受力如圖所示. 設(shè)放箭處弦的彈力分別為F1、F2,合力為F,則F1=F2=k(2l-l)=kl,F=2F1·cos θ,由幾何關(guān)系得cos θ=。,所以,箭被發(fā)射瞬間的最大彈力F=。kl,選項C正確. 　在應(yīng)用計算法時,要畫出力的合成的示意圖,找出直角三角形寫出函數(shù)表達(dá)式. 6.如圖所示,重80 N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上,有一根原長為10 cm,勁度系數(shù)為1 000 N/m 的彈簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物體

6、A后,彈簧長度縮短為8 cm,現(xiàn)用一測力計沿斜面向上拉物體A,若物體A與斜面間最大靜摩擦力為25 N,當(dāng)彈簧的長度仍為8 cm時,測力計讀數(shù)不可能為(　D　) A.10 N B.20 N C.40 N D.60 N 解析:當(dāng)物體A受到的靜摩擦力方向沿斜面向下,且達(dá)到最大靜摩擦力時,測力計的示數(shù)最大,此時 F+kΔx=mgsin θ+Ffmax 解得F=45 N,故F不能超過45 N,選項D正確. 7.如圖所示,一小球用輕繩懸于O點,用力F拉住小球,使輕繩保持偏離豎直方向75°角,且小球始終處于平衡狀態(tài),為了使F有最小值,F與豎直方向的夾角θ應(yīng)該是(　B　) A.90° B.15

7、° C.45° D.0° 解析:小球受重力、拉力F和繩的拉力F1作用,由于小球處于平衡狀態(tài),所以F和F1的合力F合與重力等大反向;F、F1、F合構(gòu)成的矢量三角形如圖所示;當(dāng)F垂直于F1時,F有最小值,由幾何關(guān)系得θ=90°-75°=15°,故選項B正確. 　當(dāng)兩個力的合力一定,而某一個分力的方向不變,則另一個分力具有最小值的條件是兩個分力垂直. 8.(xx年浙江卷)如圖所示,與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0 kg的物體.細(xì)繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧秤相連.物體靜止在斜面上,彈簧秤的示數(shù)為4.9 N.關(guān)于物體受力的判斷(取g=9.8

8、m/s2),下列說法正確的是(　A　) A.斜面對物體的摩擦力大小為零 B.斜面對物體的摩擦力大小為4.9 N,方向沿斜面向上 C.斜面對物體的支持力大小為4.9。 N,方向豎直向上 D.斜面對物體的支持力大小為4.9 N,方向垂直斜面向上 解析:由彈簧秤的示數(shù)為4.9 N可知細(xì)繩對物體的拉力大小也為4.9 N,剛好等于物體的重力沿斜面向下的分力,因此物體在重力、繩子的拉力和斜面的支持力下能夠保持平衡狀態(tài),故選項A正確,選項B錯誤;由平衡條件,斜面對物體的支持力FN=mgcos 30°=4.9。 N,方向垂直斜面向上,故選項C、D錯誤. 　物體在斜面上的靜止、運(yùn)動經(jīng)常是高考題的情景

9、設(shè)置內(nèi)容.分析時物體重力沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力是兩個重要的因素. 9.(xx淮北模擬)如圖所示,在水平天花板的A點處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直,桿的下端有一個輕滑輪O.另一根細(xì)線上端固定在該天花板的B點處,細(xì)線跨過滑輪O,下端系一個重量為G的物體.BO段細(xì)線與天花板的夾角為θ=30°,系統(tǒng)保持靜止,不計一切摩擦.下列說法中正確的是(　D　) A.細(xì)線BO對天花板的拉力大小是。 B.a桿對滑輪的作用力大小是。 C.a桿和細(xì)線對滑輪的合力大小是G D.a桿對滑輪的作用力大小是G 解析:細(xì)線BO對天花板的拉力等于物體的重力G,選項A錯誤;以滑輪為研究對象,兩段細(xì)

10、線的拉力都是G,互成120°角,因此合力大小是G,根據(jù)共點力的平衡條件,a桿對滑輪的作用力大小也是G,方向與豎直方向成60°角斜向右上方,故選項B錯誤,選項D正確;a桿和細(xì)線對滑輪的合力大小為零,選項C錯誤. 10.如圖所示,一輛運(yùn)送沙子的自卸卡車裝滿沙子,沙粒之間的動摩擦因數(shù)為μ1,沙子與車廂底部材料的動摩擦因數(shù)為μ2,車廂的傾角用θ表示(已知μ2>μ1),下列說法中正確的是(　AC　) A.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足tan θ >μ2 B.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足sin θ >μ2 C.只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足μ2>tan θ>μ1 D.只卸去部

11、分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足μ2>μ1>tan θ 解析:能卸掉沙子的條件是沙子能自由下滑.如果卸干凈全部沙子,得保證所有沙子能沿著車廂底面下滑,即要求mgsin θ >μ2mgcos θ,即tan θ >μ2,可見選項A正確,B錯誤;若只卸去部分沙子,應(yīng)該保證上層沙子能沿下層沙子表面自由下滑,即要求m1gsin θ>μ1m1gcos θ,即tan θ>μ1,還要保證下層沙子不沿車廂底面下滑,即tan θ<μ2,可見選項C正確,選項D錯誤. 11.如圖所示,人下蹲時,膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為θ,設(shè)此時大、小腿部的肌群對膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨對膝關(guān)節(jié)的作用力大

12、致相等,那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為(　D　) A.。 B.。 C.。 D.。tan 。 解析:設(shè)大腿骨和小腿骨對膝關(guān)節(jié)的作用力分別為F1、F2,且F1=F2, 如圖(甲)所示,由力的平行四邊形定則易知F2cos 。=。. 對F2進(jìn)行分解,如圖(乙)所示, 則有F2y=F2sin 。,解得F2y=。tan 。, 由牛頓第三定律知,腳掌受地面豎直向上的彈力為 。tan 。,故選項D正確. 12.在醫(yī)院里常用如圖所示裝置對小腿受傷的病人進(jìn)行牽引治療.不計滑輪組的摩擦和繩子的質(zhì)量,繩子下端所掛重物的質(zhì)量是5 kg,ab段繩子與水平方向的夾角為30°,問: (1)病人

13、的腿所受水平方向的牽引力是多大? (2)病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力共是多大?(g取10 N/kg) 解析:因繩子中各處與其他物體沒有結(jié)點,所以繩子中各處的張力(拉力)都等于所懸掛的重物的重力,即 FT=mg=50 N. 將ab段繩子的拉力沿水平方向和豎直方向分解,如圖所示. F水平=FTcos 30°≈43.3 N, F豎直=FTsin 30°=25 N. (1)由題圖知,病人的腳所受水平方向的牽引力: F牽=FT+F水平=50 N+43.3 N=93.3 N. (2)由題圖知,病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力: F牽'=FT+F豎直=50 N+25 N=75 N. 答案:(1)93.3 N　(2)75 N