资源描述
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力的合成和分解
1.力的合成
类型题:求合力的方法
【例1】物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用,若两力大小分别为5N、5 N,求这两个力的合力.
【例2】如图甲所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为200 N,两力之间的夹角为60°,求这两个拉力的合力.
练习:
1 .有两个大小恒定的力,作用在一点上,当两力同向时,合力为A,反向时合力为B,当两力相互垂直时,其合力大小为 ( )
A. B.
C. D.
2.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们夹角为90°时的合力为F,它们的夹角变为
120°时,合力的大小为 ( )
A.2F B.(/2)F C. F D. /2F
3.下列几组共点力分别作用在一个物体上,有可能使物体达到平衡状态的是 ( )
A.7 N,5 N,3 N B.3 N,4 N,8 N
C.4 N,10 N,5 N D.4 N,12 N,8 N
类型题: 弄清合力大小的范围及合力与分力的关系
【例题】四个共点力的大小分别为2N、3N、4N、6N,它们的合力最大值为_______,它们的合力最小值为_________。
【例题】四个共点力的大小分别为2N、3N、4N、12N,它们的合力最大值为_______,它们的合力最小值为________
练习:
1.关于合力和分力的关系,下列说法正确的是 ( )
A.合力的作用效果与其分力作用效果相同
B.合力大小一定等于其分力的代数和
C.合力可能小于它的任一分力
D.合力可能等于某一分力大小
2.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是 ( )
A.合力大小随两力夹角增大而增大
B.合力的大小一定大于分力中最大者
C.两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角减小而增大
D.合力的大小不能小于分力中最小者
图1—2—1
3.如图1—2—1所示装置,两物体质量分别为m1、m2,悬点ab间的距离大于滑轮的直径,
不计一切摩擦,若装置处于静止状态,则( )
A.m2可以大于m1 B.m2一定大于
C.m2可能等于 D.θ1一定等于θ2
2.力的分解
(1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。
(2)两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
【例3】将放在斜面上质量为m的物体的重力mg分解为下滑力F1和对斜面的压力F2,这种说法正确吗?
【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力,有几种分法?
练习:
1.将一个力F=10 N分解为两个分力,已知一个分力的方向与F成30°角,另一个分力的大小为6 N,则在分解中 ( )
A.有无数组解 B.有两解 C.有惟一解 D.无解
2.(12分)把一个力分解为两个力F1和F2,已知合力F=40 N,F1与合力的夹角为30 °,如图1—2—9所示,若F2取某一数值,可使F1有两个大小不同的数值,则F2大小的取值范围是什么?
3. 正交分解法:
【例5】质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为µ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个?
A.µmg B.µ(mg+Fsinθ)
C.µ(mg+Fsinθ) D.Fcosθ
【例2】氢气球重10 N,空气对它的浮力为16 N,用绳拴住,由于受水平风力作用,绳子与竖直方向成30°角,则绳子的拉力大小是__________,水平风力的大小是________.
8.如图所示,质量为m,横截面为直角形的物快ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙上,
F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,求摩擦力的大小。
三、类型题综合应用举例
1.(12分)如图1—2—7所示,物重30 N,用OC绳
悬挂在O点,OC绳能承受最大拉力为20N,
再用一绳系OC绳的A点,BA绳能承受的最大
拉力为30 N,现用水平力拉BA,可以把OA绳
拉到与竖直方向成多大角度?
【例6】水平横粱的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图甲所示,则滑轮受到绳子的作用力为(g=10m/s2)
A.50N B.50N C.100N D.100N
【例7】已知质量为m、电荷为q的小球,在匀强电场中由静止释放后沿直线OP向斜下方运动(OP和竖直方向成θ角),那么所加匀强电场的场强E的最小值是多少?
【例8】轻绳AB总长l,用轻滑轮悬挂重G的物体。绳能承受的最大拉力是2G,将A端固定,将B端缓慢向右移动d而使绳不断,求d的最大可能值。
【例9】 A的质量是m,A、B始终相对静止,共同沿水平面向右运动。当a1=0时和a2=0.75g时,B对A的作用力FB各多大?
【例10】一根长2m,重为G的不均匀直棒AB,用两根细绳水平悬挂在天花板上,如图所示,求直棒重心C的位置。
【例11】如图(甲)所示.质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上,试分析挡板AO与斜面间的倾角β为多大时,AO所受压力最小?
针对训练
1.如图所示.有五个力作用于一点P,构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线,设
F3=10N,则这五个力的合力大小为( )
A.10(2+)N B.20N
C.30N D.0
2.关于二个共点力的合成.下列说法正确的是( )
A.合力必大于每一个力
B.合力必大于两个力的大小之和
C.合力的大小随两个力的夹角的增大而减小
D.合力可以和其中一个力相等,但小于另一个力
3.如图所示 质量为m的小球被三根相同的轻质弹簧a、b、c拉住,
c竖直向下a、b、c三者夹角都是120°,小球平衡时,a、b、c伸
长的长度之比是3∶3∶1,则小球受c的拉力大小为 ( )
A.mg B.0.5mg
C.1.5mg D.3mg
4.如图所示.物体处于平衡状态,若保持a不变,当力F与水平方向
夹角β多大时F有最小值 ( )
A.β=0 B.β=
C.β=α D.β=2α
5.如图所示一条易断的均匀细绳两端固定在天花板的A、B两点,今在细绳O处吊一砝码,
如果OA=2BO,则 ( )
A.增加硅码时,AO绳先断
B.增加硅码时,BO绳先断
C.B端向左移,绳子易断
D.B端向右移,绳子易断
6.图所示,A、A′两点很接近圆环的最高点.BOB′为橡皮绳,
∠BOB′=120°,且B、B′与OA对称.在点O挂重为G
的物体,点O在圆心,现将B、B′两端分别移到同一圆周
上的点A、A′,若要使结点O的位置不变,则物体的重量
应改为
A.G B. C. D.2G
7.长为L的轻绳,将其两端分别固定在相距为d的两坚直墙面上的A、B两点。一小滑轮O
跨过绳子下端悬挂一重力为G的重物C,平衡时如图所示,求AB绳中的张力。
8.如图所示,质量为m,横截面为直角形的物快ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙上,
F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,求摩擦力的大小。
课后练习
1. 把一个力分解为两个力的时候: ( )
A. 一个分力变大时,另一个分力一定要变小
B. 两个分力不能同时变大
C. 无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半
D. 无论如何分解,两个分力不能同时大于这个力的2倍
2、大小不同的在同一平面上的三个共点力,同时作用在一个物体上,以下各组中,能使物体平衡的一组是( )
A. 3N,4N,8N B. 2N,6N,7N
C. 4N,7N,12N D. 4N,5N,10N
3、如图1所示,小球重,处于静止状态,求小球所受挡板的弹力和斜面的支持力
图1
4、 如图12所示,一球被竖直光滑挡板挡在光滑斜面上处于静止状态,现缓慢转动挡板,直至挡板水平,则在此过程中,球对挡板的压力_________,球对斜面的压力_________。(均填如何变化)
5、 如图13所示,物体M处于静止状态,三条绳的拉力之比F1:F2:F3=_______。
6、 如图14所示,一个重G=100N的粗细均匀的圆柱体,放在的V型槽上,其角平分线沿竖直方向,若球与两接触面的,则沿圆柱体轴线方向的水平拉力F=_____N时,圆柱体沿槽做匀速运动。
常用力学分析方法
一、 受力分析
1、 对物体受力分析的一般思路
(1) 选取研究对象,研究对象可以是质点、结点、物体、物体系
(2) 按顺序分析物体受力,一般可按重力、弹力、摩擦力的次序分析,再分析电场力、磁场力等其他力
(3) 正确画出受力图,注意不同对象的分析图用隔离法分别画出。对于质点和不考虑力对物体的形变、转动等效果时可将所有力平移到重心上或画在同一点上。
(4) 结合具体问题列方程求解
2、 受力分析的注意事项
(1) 只分析研究对象所受的力
(2) 只分析按性质命名的力
(3) 每分析一个力,都要找出它的施力物体
(4) 合力和分析不能同时作为物体的受力
A
B
F
练习1、(2007山东)如图,物体A靠在竖直墙面上,在力F的作用下,A、B保持静止。物体B的受力个数为( )
A、2 B、3 C、4 D、5
练习2、 如下图所示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静靠在墙边,然后释放,它们同时沿竖直墙面向下滑.已知mA>mB,则物体B( )
A. 只受一个重力
B、受到重力和一个摩擦力
C、受到重力、一个弹力和一个摩擦力
D、受到重力、一个摩擦力、两个弹力
课后练习
一、选择题
1.关于合力的下列说法,正确的是 ( )
A.几个力的合力就是这几个力的代数和
B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力
C.几个力 的合力可能小于这几个力中最小的力
D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力
2.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是 ( )
A.合力大小随两力夹角增大而增大
B.合力的大小一定大于分力中最大者
C.两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角减小而增大
D.合力的大小不能小于分力中最小者
3.有两个大小恒定的力,作用在一点上,当两力同向时,合力为A,反向时合力为B,当两力相互垂直时,其合力大小为 ( )
A. B.
C. D.
4.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们夹角为90°时的合力为F,它们的夹角变为120°时,合力的大小为 ( )
A.2F B.(/2)F C. F D. /2F
5.将一个力F=10 N分解为两个分力,已知一个分力的方向与F成30°角,另一个分力的大小为6 N,则在分解中 ( )
A.有无数组解 B.有两解 C.有惟一解 D.无解
6.下列几组共点力分别作用在一个物体上,有可能使物体受到的合力为零的是 ( )
A.7 N,5 N,3 N B.3 N,4 N,8 N
C.4 N,10 N,5 N D.4 N,12 N,8 N
7.用两根绳子吊起—重物,使重物保持静止,若逐渐增大两绳之间的夹角,则两绳对重物的拉力的合 力变化情况是 ( )
A.不变 B.减小 C.增大 D.无法确定
8.某物体在四个共点力作用下处于平衡状态,若F4的方向沿逆时针方向转过90°角,但其大小保持不变,其余三个力的大小和方向均保持不变,此时物体受到的合力的大小为 ( )
9.将力F分解成F1和F2,若已知F1的大小和F2与F的夹角θ(θ为锐角),则 ( )
A.当F1>Fsinθ时,有两解
B.当F1=Fsinθ时,一解
C.当Fsinθ<F1<F时,有两解
D.当F1<Fsinθ时,无解
10.如图所示装置,两物体质量分别为m1、m2,悬点ab间的距离大于滑轮的直径,不计一切摩擦,若装置处于静止状态,则 ( )
A.m2可以大于m1 B.m2一定大于 C.m2可能等于 D.θ1一定等于θ
11.如图所示,原长为l,劲度系数为k的轻弹簧,固定于同一高度的M、N两点,在中点P处悬挂一重为G的物体而处于平衡,此时MP与PN之间的夹角为120°,如图所示,此时弹簧的总长度为 ( )
A.l+G/k B.l+2G/k
C.l+G/2k D.l+2G/ksin60°
二、填空题
12.两个力的合力最大值是10N,最小值是2N,这两个力的大小是______和______。
13.有三个共点力,它们的大小分别是2N,5N,8N,它们合力的最大值为______,最小值为______。
三、计算题
14.如图所示,一轻质三角形框架的B处悬挂一个定滑轮(质量忽略不计).一体重为500 N的人通过跨定滑轮的轻绳匀速提起一重为300 N的物体.此时斜杆BC,横杆AB所受的力多大?
15.把一个力分解为两个力F1和F2,已知合力F=40 N,F1与合力的夹角为30 °,如图所示,若F2取某一数值,可使F1有两个大小不同的数值,则F2大小的取值范围是什么?
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