2010-2012高考物理高频考点精选分类解析4 力的合成和分解、物体平衡

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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点4 力的合成和分解、物体平衡
1．（2011江苏物理）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为
A．　　　B． 　
C．mgtanα　　D．mgcotα
1.【答案】A
【解析】：隔离楔形石块，对其进行受力分析，画出受力分析图，设石块侧面所受弹力的大小为F，在竖直方向，由平衡条件得2Fsinα=mg，解得F=，选项A正确。
【点评】 本题考查隔离法受力分析、物体平衡条件的应用等知识点，意在考查考生对新情景的分析能力和综合运用知识的能力。
2（2010广东理综）图1为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，，灯笼受到的重力为G．下列表述正确的是
A．FA一定小于G
B．FA与FB大小相等
C．FA与FB是一对平衡力
D．FA与FB大小之和等于G
【答案】B
【解析】：由题意可知，FA与FB的合力大小等于灯笼受到的重力为G，FA与FB大小相等，FA可能大于G，所以选项B正确ACD错。
【点评】由于力是矢量，力的合成与分解需按照平行四边形定则。
3．（2010江苏物理）如图4所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为
（A）（B）（C）（D）
【答案】D
【解析】：设每根支架中承受的压力大小为为F，则每根支架对照相机的支持力为F’=F。将F’沿竖直方向和水平方向分解，三个力水平方向分力相互夹角120°，合力为零；三个力竖直方向分力Fy=F’cos30°，三个力竖直方向分力的合力等于照相机重力，即3 F’cos30°=mg，解得F=，选项D正确。

【点评】本题考查力的合成与分解、平衡条件等知识点，意在考查考生对新情景的分析能力、空间想象能力和综合运用知识的能力。
4.（2011广东理综卷第16题）如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。下列判断正确的是
A. F1 > F2> F3 B. F3 > F1> F2
C. F2> F3 > F1 D. F3> F2 > F1
4.答案：B
解析：作出三力示意图，由力合成的平行四边形定则可知F1、F2的合力大小等于F3，显然F3 > F1> F2，选项B正确。
5（2011海南物理）如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为
A. B. 2 C. D.
5【答案】：C
【解析】：根据题述画出平衡后绳的ac段正好水平的示意图，对绳圈c分析受力，画出受力图。由平行四边形定则和图中几何关系可得==，选项C正确。
【点评】此题考查受力方向、物体平衡等相关知识点。
6.（2012·新课标理综）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。[来源:Z&xx&k.Com]
设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
6.解：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有
Fcosθ+mg=N，①
Fsinθ=f，②
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力，按摩擦定律有：f=μN③
联立解得：F=mg。④
（2）若不管沿拖把方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有：Fsinθ≤λN。⑤
这时①式仍满足，联立①⑤式得tanθ≤。
考虑到N远大于mg，所以临界角的正切tanθ0=λ。
【考点定位】此题考查物体平衡及其相关知识。
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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点4 力的合成和分解、物体平衡
1．（2011江苏物理）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为
A．　　　B． 　
C．mgtanα　　D．mgcotα
1.【答案】A
【解析】：隔离楔形石块，对其进行受力分析，画出受力分析图，设石块侧面所受弹力的大小为F，在竖直方向，由平衡条件得2Fsinα=mg，解得F=，选项A正确。
【点评】 本题考查隔离法受力分析、物体平衡条件的应用等知识点，意在考查考生对新情景的分析能力和综合运用知识的能力。
2（2010广东理综）图1为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B点等高，O为结点，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，，灯笼受到的重力为G．下列表述正确的是
A．FA一定小于G
B．FA与FB大小相等
C．FA与FB是一对平衡力
D．FA与FB大小之和等于G
【答案】B
【解析】：由题意可知，FA与FB的合力大小等于灯笼受到的重力为G，FA与FB大小相等，FA可能大于G，所以选项B正确ACD错。
【点评】由于力是矢量，力的合成与分解需按照平行四边形定则。
3．（2010江苏物理）如图4所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为
（A）（B）（C）（D）
【答案】D
【解析】：设每根支架中承受的压力大小为为F，则每根支架对照相机的支持力为F’=F。将F’沿竖直方向和水平方向分解，三个力水平方向分力相互夹角120°，合力为零；三个力竖直方向分力Fy=F’cos30°，三个力竖直方向分力的合力等于照相机重力，即3 F’cos30°=mg，解得F=，选项D正确。

【点评】本题考查力的合成与分解、平衡条件等知识点，意在考查考生对新情景的分析能力、空间想象能力和综合运用知识的能力。
4.（2011广东理综卷第16题）如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。下列判断正确的是
A. F1 > F2> F3 B. F3 > F1> F2
C. F2> F3 > F1 D. F3> F2 > F1
4.答案：B
解析：作出三力示意图，由力合成的平行四边形定则可知F1、F2的合力大小等于F3，显然F3 > F1> F2，选项B正确。
5（2011海南物理）如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为
A. B. 2 C. D.
5【答案】：C
【解析】：根据题述画出平衡后绳的ac段正好水平的示意图，对绳圈c分析受力，画出受力图。由平行四边形定则和图中几何关系可得==，选项C正确。
【点评】此题考查受力方向、物体平衡等相关知识点。
6.（2012·新课标理综）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。
若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。[来源:Z&xx&k.Com]
设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
6.解：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有
Fcosθ+mg=N，①
Fsinθ=f，②
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力，按摩擦定律有：f=μN③
联立解得：F=mg。④
（2）若不管沿拖把方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有：Fsinθ≤λN。⑤
这时①式仍满足，联立①⑤式得tanθ≤。
考虑到N远大于mg，所以临界角的正切tanθ0=λ。
【考点定位】此题考查物体平衡及其相关知识。