7.
(多选)如图所示,一根细线的两端分别固定在M、N两点,用小铁夹将一个玩具固定在细线上,使a段细线恰好水平,b段细线与水平方向的夹角为45°.现将小铁夹的位置稍稍向左移动一小段距离,待玩具平衡后,关于a、b两段细线中的拉力,下列说法正确的是( )
A.移动前,a段细线中的拉力等于玩具所受的重力
B.移动前,a段细线中的拉力小于玩具所受的重力
C.移动后,b段细线中拉力的竖直分量不变
D.移动后,b段细线中拉力的竖直分量变小
8.
如图所示,用一根长为l的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧,小球A处于静止,对小球施加的最小的力是( )
A.
mgB.
mg
C.
mgD.
mg
9.
(多选)如图为庆祝新年时某教室里悬挂灯笼的一种方式,三段轻绳ac、cd、bd长度相等,a、b点等高,c、d为结点且等高,三段轻绳的拉力大小分别为Fac、Fcd、Fbd,两灯笼受到的重力分别为Gc和Gd,下列表述正确的是( )
A.Fac与Fbd大小一定相等
B.Fac一定小于Fbd
C.Gc和Gd一定相等
D.Fac与Fbd大小之和等于Gc与Gd大小之和
10.
如图所示,作用于坐标原点O的三个力平衡,已知三个力均位于xOy平面内,其中力F1的大小不变,方向沿y轴负方向;力F2的大小未知,方向与x轴正方向的夹角为θ.则下列关于力F3的判断正确的是( )
A.力F3只能在第二象限
B.力F3与F2的夹角越小,则F2与F3的合力越小
C.力F3的最小值为F1cosθ
D.力F3可能在第三象限的任意区域
11.
如图所示,三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球保持静止,A、D间细绳是水平的,现对B球施加一个水平向右的力F,将B缓缓拉到图中虚线位置,A球保持不动,这时三根细绳中张力TAC、TAD、TAB的变化情况是( )
A.都变大
B.TAD和TAB变大,TAC不变
C.TAC和TAB变大,TAD不变
D.TAC和TAD变大,TAB不变
12.如图所示,将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧,一端固定在水平天花板上相距为2L的两点,另一端共同连接一质量为m的物体,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°.若将物体的质量变为M,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin37°=0.6),则
等于( )
A.
B.
C.
D.
1.(2016·新课标全国卷Ⅲ)
如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )
A.
B.
mC.mD.2m
2.
(2014·山东卷)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小
C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小
3.(多选)(2017·河南八市质检)如图所示,一个固定的
圆弧阻挡墙PQ,其半径OP水平,OQ竖直.
在PQ和一个斜面体A之间卡着一个表面光滑的重球B.斜面体A放在光滑的地面上并用一水平向左的力F推着,整个装置处于静止状态.现改变推力F大小,推动斜面体A沿着水平地面向左缓慢运动,使球B沿斜面上升一很小高度.则在球B缓慢上升过程中,下列说法中正确的是( )
A.斜面体A与球B之间的弹力逐渐减小
B.阻挡墙PQ与球B之间的弹力逐渐减小
C.水平推力F逐渐增大
D.水平地面对斜面体A的弹力逐渐减小
4.
(2017·江西萍乡二模)刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈,如图是用斧头劈木柴的示意图.劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开.设劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压木柴的力约为( )
A.
FB.
F
C.
FD.
5.
(2017·河北保定模拟)如图所示,将三个完全相同的光滑球用不可伸长的细线悬挂于O点并处于静止状态.已知球半径为R,重为G,线长均为R.则每条细线上的张力大小为( )
A.2GB.
G
C.
GD.
G
6.(2017·北四市调研)如果两个共点力之间的夹角保持不变,当其中一个力的大小保持不变,另一个力增大时,这两个力的合力F的大小( )
A.可以不变B.一定增大
C.一定减小D.以上说法都不对
7.
(2017·广东韶关模拟)质量为m的物体在大小相等、方向互相垂直的水平力F1和F2的作用下,从静止开始沿水平面运动,如图所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则物体( )
A.在F1的反方向上受到f1=μmg的摩擦力
B.在F2的反方向上受到f2=μmg的摩擦力
C.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为f=
μmg
D.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为f=μmg
8.
(多选)(2017·银川模拟)两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,M、m均处于静止状态.则( )
A.绳OA对M的拉力大小大于绳OB对M的拉力大小
B.绳OA对M的拉力大小小于绳OB对M的拉力大小
C.m受到水平面的静摩擦力大小为零
D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左
9.(2017·贵州适应性考试)
如图所示,OA、OB为竖直平面内的两根固定光滑杆,OA竖直,OB与OA间的夹角为45°,两杆上套有可以自由移动的轻质环E和F,通过不可伸长的轻绳在结点D处悬挂一个质量为m的物体,当物体静止时,环E与杆OA间的作用力大小为F1,环F与杆OB间的作用力大小为F2,则( )
A.F1=mg,F2=mg
B.F1=mg,F2=
mg
C.F1=
mg,F2=mg
D.F1=
mg,F2=
mg
10.(2017·江苏南通模拟)
如图所示,晾晒衣服的非弹性绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计,现衣服处于静止状态.如果保持绳子A端、B端在杆上的位置不变,则衣服由湿变干过程中( )
A.绳子的拉力变大
B.绳子的拉力不变
C.绳子对挂钩拉力的合力不变
D.绳子对挂钩拉力的合力变小
11.
(2017·河北石家庄模拟)如图所示,一质量为m1的光滑球夹在竖直墙面和倾角为θ的斜面体之间,斜面体质量为m2,斜面体底面与水平地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两者始终保持静止,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.斜面体对球的作用力为m1gcosθ
B.地面对斜面体的摩擦力为μ(m1+m2)g
C.保持球的形状不变,减小球的质量m1,地面对斜面体的摩擦力一定减小
D.保持球的形状不变,减小球的质量m1,墙面对球的作用力一定增大
12.(2017·陕西宝鸡模拟)
如图所示,不计重力的轻杆OP能以O点(固定不动)为圆心在竖直平面内自由转动,P端用轻绳挂一重物B,用另一根轻绳通过O点正上方的滑轮系住P端.在力F的作用下,当轻杆OP和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时,力F的大小应( )
A.逐渐增大B.恒定不变
C.逐渐减小D.先增大后减小
课练5 力的合成与分解
1.A 要想使F1、F2在L上分力之和最大,也就是F1、F2的合力在L上的分力最大,则L的方向应该沿F1、F2的合力的方向.
2.ABD 对m2受力分析可知,m2受拉力及本身的重力而平衡,故绳子的拉力等于m2g;对动滑轮受力分析,由于动滑轮跨在绳子上,且不计摩擦,故两段绳子的拉力大小相等,它们的合力一定在角平分线上;由于它们的合力与m1的重力大小相等,方向相反,故合力竖直向上,故两边的绳子与竖直方向的夹角θ1和θ2相等,故D正确.由以上分析可知,两段绳子的拉力等于m2g,而它们的合力等于m1g,因互成角度的两分力与合力组成三角形,故可知2m2gcosθ1=m1g,2m2g>m1g,故m2>
,并且m1可以大于m2,A、B正确,C错误.
3.BC 两个力的合力大小满足|F1-F2|≤F合≤F1+F2,所以3N和4N两个力的合力大小满足1N≤F合≤7N,B、C对.
4.C 由矢量合成法则可知,A图的合力为2F1,B图的合力为0,C图的合力为2F3,D图的合力为2F2,因F3最大,故选C.
5.D 无论θ变大还是变小,水平段轻绳和竖直段轻绳中的拉力不变,这两个力的合力与木杆对滑轮的弹力平衡,故滑轮受到木杆的弹力不变.
6.B 弹簧同时受两个拉力F2、F3作用时,作用效果相当于只受一个拉力F1作用,所以对弹簧同时施加F1、F2、F3三个力作用时,其伸长量为x′=2x,B对.
7.AD 移动前,由平衡条件得,a段细线中的拉力Ta=
=G,A项正确;小铁夹向左移动一小段距离后,玩具的位置下移,a段细线不再水平,a、b两段细线中拉力的竖直分量之和等于重力大小,故移动后b段细线中拉力的竖直分量变小,D项正确.
8.C 对小球A受力分析,然后沿绳方向和垂直绳方向建立直角坐标系,分析垂直绳坐标轴上的分力可以得出当力F垂直绳时所需的力最小,可求得为
mg.
9.AC 由于ac、bd与水平方向的夹角相等,选整体为研究对象,则Fac、Fbd沿水平方向的分力相等,故Fac=Fbd,A对、B错.在竖直方向上Fac、Fbd沿竖直方向上的分力之和等于Gc和Gd大小之和,故D错.选结点c、d为研究对象,由于Fcd=Fdc,由平衡条件可知Gc=Gd,C选项正确.
10.C
三个力平衡,已知F1的大小和方向、力F2的方向,则第三个力F3可能的方向位于F1、F2两个力的反向延长线之间,但不能沿F1、F2的反方向,如图所示,所以A、D错误;F3与F2的合力与F1等大反向,所以不管F3与F2夹角如何变化,其合力不变,B错误;当F3与F2方向垂直时,F3的值最小,F3min=F1cosθ,C正确.
11.B 对小球B进行受力分析,受到重力、水平拉力F和绳子AB的拉力三个力作用,处于平衡状态,当B球向右缓慢运动过程中,由于AB与竖直方向夹角越来越大,水平拉力F=mgtanθ,绳子AB的拉力TAB=
,其中θ为绳子AB与竖直方向的夹角,因此水平拉力F越来越大,绳子AB的拉力越来越大;将小球A、B作为一个整体进行受力分析,由于绳子AC与竖直方向夹角不变,绳子AC中拉力的竖直分力等于两个小球的总重力,因此不变,由于拉力F越来越大,因此TAD越来越大,故B正确.
12.B 由2k
cos37°=mg和2k
cos53°=Mg解得:
=
,即B正确.
加餐练
1.C
由于物块通过挂钩悬挂在线上,细线穿过圆环且所有摩擦都不计,可知线上各处张力都等于小球重力mg.如图所示,由对称性可知a、b位于同一水平线上,物块处于圆心O点正上方,则∠1=∠2,∠3=∠4,∠1=∠5.因圆弧对轻环的弹力沿圆弧半径方向,且轻环重力不计,由平衡条件知环两侧细线关于圆弧半径对称,即∠5=∠6,由几何关系得∠1=∠2=∠5=∠6=30°,∠3=∠4=60°.再由物块与挂钩的受力平衡有mgcos60°+mgcos60°=Mg,故有M=m,C正确.
2.A
木板静止时受力情况如图所示,设轻绳与竖直木桩的夹角为θ,由平衡条件知,合力F1=0,故F1不变,F2=
,剪短轻绳后,θ增大,cosθ减小,F2增大,故A正确.
3.ABD 对球B受力分析,如图甲所示,当球B上升时,用图解法分析B球所受各力的变化,其中角θ增大,FAB和FOB均减小,则A、B项正确.对斜面体进行受力分析,如图乙所示,因为FAB减小,由牛顿第三定律知FAB=FBA,故FBA也减小,则推力F减小,水平地面对斜面体的弹力FN也减小,则C项错误,D项正确.
4.B 斧头劈木柴时,设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1=F2,利用几何三角形与力三角形相似有
=
,得推压木柴的力F1=F2=
F,所以B正确,A、C、D错误.
5.B 本题中O点与各球心的连线及各球心连线,构成一个边长为2R的正四面体,如图甲所示(A、B、C为各球球心),O′为△ABC的中心,设∠OAO′=θ,由几何关系知O′A=
R,由勾股定理得OO′=
=
,对A处球受力分析有:
Fsinθ=G,又sinθ=
,解得F=
G,故只有B项正确.
6.A
如图所示,当F1不变,F2逐渐增大时,合力F先减小后增大,其大小可以不变,A对,B、C、D错.
7.D 物体从静止开始运动,因此其在地面上运动方向一定与F1、F2的合力方向相同,摩擦力与相对运动方向相反,即与F1、F2的合力方向相反,在竖直方向上物体受重力和支持力,因此支持力的大小等于重力大小;根据牛顿第三定律,正压力的大小等于重力大小,再根据f=μN得f=μmg,所以D正确.
8.BD
取O点为研究对象进行受力分析,如图所示,则有FA9.B 本题考查物体平衡条件、平行四边形定则及其相关的知识点.对套在固定光滑杆上的轻质环的作用力的方向只能垂直于杆.由此可知,当物体静止时,DE轻绳水平,DF轻绳与竖直方向的夹角为45°,由平行四边形定则可知,DE轻绳中的拉力等于mg,DF轻绳中的拉力等于
mg,所以环E与杆OA之间的作用力大小F1=mg,环F与杆OB之间的作用力大小F2=
mg,选项B正确.
10.
D 对挂钩受力分析如图所示,根据平衡条件,有F=2Tcosθ=G,衣服由湿变干过程,重力不断减小,θ角不变,故绳子拉力T变小,A、B错误;两绳的拉力T的合力F始终与G等大反向,故D正确、C错误.
11.C
对球受力分析如图所示,则斜面体对球的作用力为
,A错误;将球、斜面体当作整体,可得地面对斜面体的摩擦力等于竖直墙面对球的弹力,则地面对斜面体的摩擦力为m1gtanθ,B错误;同理可得,减小球的质量m1,竖直墙面对球的弹力减小,地面对斜面体的摩擦力减小,C正确、D错误.
12.A
以P点为研究对象,分析受力情况如图所示,根据平衡条件得,轻杆OP提供的支持力FN和拉力F的合力与重力G大小相等、方向相反,由相似三角形可得
=
,当轻杆OP和竖直方向的夹角α(0<α<π)缓慢增大时,AP增大,而AO不变,则F逐渐增大,故A正确.