2、丙圖所示,
以F的頂點為圓心,以F2為半徑畫圓,與F1的方向有兩個交點,則此情況說明F2有兩組解。本題屬于第三種情況,所以C選項正確。故選C。
2.一個力F分解為兩個力F1和F2,那么下列說法中錯誤的是 ( )
A.F是物體實際受到的力
B.F1和F2不是物體實際受到的力
C.物體同時受到F1、F2和F三個力作用
D.F1和F2共同作用的效果與F相同
【解析】選C。由題,是將一個力F分解為兩個力F1、F2,那么F是物體實際受到的力,故A正確;分力不是物體所受到的力,F(xiàn)1、F2是兩個分力,故B正確;一個力F分解為兩個分力F1和F2,則F是F1和F2的合力,故C錯誤;分力的共同
3、作用效果與合力的作用效果相同,故D正確。本題選擇錯誤的,所以選C。
3.如圖所示,AB、AC兩光滑斜面相互垂直。AC與水平面成30°角。如把球O的重力按照其作用效果分解,則兩個分力的大小分別為 ( )
A.G,G B.G,G
C.G,G D.G,G
【解析】選A。已知重力和兩個分力的方向,根據(jù)平行四邊形定則作受力圖,如圖所示,
由圖得到:
G1=Gsin60°=G
G2=Gsin30°=G
故選A。
4.已知力F的一個分力F1跟F成30°角,F(xiàn)1大小未知,如圖所示,則另一個分力F2的最小值為 ( )
A. B. C.F D.無
4、法判斷
【解析】選A。根據(jù)三角形定則,當(dāng)F2垂直于F1時,F(xiàn)2最小,所以F2的最小值為,選A。
【總結(jié)提升】用矢量三角形確定分力的變化情況
(1)適用類型:一個物體受三個力而平衡,且這三個力中一個力F1大小、方向均不變,一個力F2只有大小改變,第三個力F3大小、方向均改變。
(2)作出圖形:由于平衡,這三個力可以構(gòu)成一個首尾連接的矢量三角形,然后根據(jù)方向改變的力的變化,三角形相應(yīng)發(fā)生變化,據(jù)三角形邊長的變化確定分力的大小變化。
(3)判斷變化:例如,三個力F1、F2和F3,其中F1不變,即F2與F3的合力與F1等大反向,如圖所示。
F2方向不變,F(xiàn)3由水平方向開始逐漸變?yōu)樨Q直方
5、向時,則F2逐漸減小,F(xiàn)3先減小后增大。
(4)求最小分力:由于兩個分力與合力構(gòu)成力的三角形,在合力大小、方向不變且另一個分力方向不變時,當(dāng)兩分力互相垂直時分力最小。若一個分力固定,合力大小變化、方向不變時,另一分力與合力垂直時有最小值。
5.某同學(xué)想推動家里的衣櫥,但使出了很大的力氣也推不動,他回憶起物理課堂上學(xué)習(xí)的“力的分解”知識,便想了個妙招,如圖所示。用A、B兩塊木板,搭成一個底角較小的人字形架,然后往中央一站,衣櫥被推動了。下列說法中正確的是 ( )
A.這不可能,因為該同學(xué)根本沒有用力去推衣櫥
B.這不可能,因為無論如何該同學(xué)的力氣也沒那么大
C.這不可能,A板對衣
6、櫥的推力不可能大于該同學(xué)的重力
D.這有可能,A板對衣櫥的推力可以足夠大
【解析】選D。開始該同學(xué)是推不動衣櫥的,說明該同學(xué)的推力小于衣櫥的最大靜摩擦力;站在人字形架上時,重力產(chǎn)生兩個效果,分別向左右兩側(cè)推墻壁和衣櫥,如圖:
該同學(xué)的重力可以分解成沿A、B兩個方向的力,由于底角較小,所以A、B方向的力會很大。A對衣櫥的力可以分解成水平方向和豎直方向的力,而水平方向的力會遠大于該同學(xué)的重力,可能大于衣櫥的最大靜摩擦力。故選D。
6.如圖甲為雜技表演的安全網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形,O、a、b、c、d……等為網(wǎng)繩的結(jié)點,安全網(wǎng)水平張緊后,若質(zhì)量為m的運動員從高處落下,并恰好落在O點
7、上,該處下凹至最低點時,網(wǎng)繩dOe,bOg均成120°向上的張角,如圖乙所示,此時O點受到向下的沖擊力大小為F,則這時網(wǎng)繩dOe中的張力大小為 ( )
A.F B. C.F+mg D.
【解析】選B。O點受到向下的沖擊力為F,即O點受到人給的向下的合力為F,已包括mg的因素,因此C、D錯誤,沖擊dOe的力為,將分解如圖所示,由幾何知識可知dOe中的張力為,正確答案為B。
二、計算題(本題共2小題,共36分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標明單位)
7.(16分)如圖所示,光滑斜面的傾角為θ,有兩個相同的小球1、2,分別用光滑擋板A、B擋住。擋板
8、A沿豎直方向,擋板B垂直斜面。
(1)分別將小球所受的重力按效果進行分解。
(2)求球1對擋板和斜面的壓力大小。
(3)求球2對擋板和斜面的壓力大小。
【解析】球1所受重力按效果分解如圖甲所示,
F1=Gtanθ,F(xiàn)2=,
球2所受重力按效果分解如圖乙所示,
F3=Gsinθ,F(xiàn)4=Gcosθ。
答案:(1)見解析圖 (2)Gtanθ
(3)Gsinθ Gcosθ
8.(20分)如圖所示,工人在推一臺割草機,其推力F=100 N,方向與水平面夾角為30°。
(1)畫出100 N的推力的水平和豎直分力。
(2)若割草機重300 N,則割草機對地面向下的作用
9、力是多少?
【解析】(1)如圖所示
(2)推力向下的分力F1=Fsin30°=50 N
對地面向下的作用力為F1與割草機重力的合力:
F合=F1+mg=350 N。
答案:(1)見解析圖 (2)350 N
9.(6分)(多選)(2018·天津高考)明朝謝肇淛的《五雜組》中記載:“明姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬緡不可。一游僧見之曰:‘無煩也,我能正之?!庇紊刻鞂⒛拘◤乃韮A斜一側(cè)的磚縫間敲進去,經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形,木楔的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力FN,則 ( )
A.若F一定,θ大時FN大
B.若
10、F一定,θ小時FN大
C.若θ一定,F(xiàn)大時FN大
D.若θ一定,F(xiàn)小時FN大
【解析】選B、C。選木楔為研究對象,木楔受到的力有:水平向左的力F和兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力,由于木楔處于平衡狀態(tài),所以兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力與F沿兩側(cè)分解的推力是相等的,力F的分解如圖,
則F=FN1cos(90°-)+FN2cos(90°-)
=2FN1cos(90°-)=2FN1sin,
FN=FN1=FN2,故解得FN=,
所以F一定時,θ越小,F(xiàn)N越大;θ一定時,F(xiàn)越大,F(xiàn)N越大,A、D錯誤,B、C正確。
10.(6分)(多選)(2019·濟南高一檢測)如圖,電燈的重力
11、G=10 N,AO繩與頂板間的夾角為45°,BO繩水平,AO繩的拉力為FA,BO繩的拉力為FB,則( )
A.FA=10 N B.FA=10 N
C.FB=10 N D.FB=10 N
【解析】選A、D。將電燈所受的重力G沿繩子方向進行分解,如圖所示。
由幾何知識得:
FA==G=10 N FB=G=10 N
故A、D正確,B、C錯誤。
11.(6分)如圖所示,三段不可伸長的細繩,OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和豎直墻上。若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩是 ( )
A
12、.必定是OA
B.必定是OB
C.必定是OC
D.可能是OB,也可能是OC
【解析】選A。OC下懸掛重物,它對O點的拉力等于重物的重力G。OC繩的拉力產(chǎn)生兩個效果,使OB在O點受到水平向左的力F1,使OA在O點受到斜向下沿繩子方向的力F2,F(xiàn)1、F2是G的兩個分力,由平行四邊形定則可作出力的分解圖如圖所示,當(dāng)逐漸增大所掛物體的質(zhì)量時,哪根繩子承受的拉力最大則最先斷。從圖中可知:表示F2的有向線段最長,F(xiàn)2分力最大,故OA繩子最先斷。
12.(22分)如圖所示,用繩AC和BC吊起一重物,繩與豎直方向的夾角分別為30°和60°,AC繩能承受的最大拉力為150 N,而BC繩能承受的最大
13、拉力為100 N,求重物的最大重力不能超過多少。
【解析】重物靜止,建立沿水平方向、豎直方向的坐標軸,將各力分解如圖,
可得:sin 30°=sin 60° ①
cos 30°+cos 60°=G ②
由以上兩式解得:當(dāng)=100 N時,
=173.2 N>150 N
而當(dāng)=150 N時,=86.6 N<100 N
將=150 N,=86.6 N代入②式
解得G=173.2 N
所以重物的最大重力不能超過173.2 N。
答案:173.2 N
【補償訓(xùn)練】
如圖所示,在水平地面上有一重為G=200 N的貨箱,貨箱
14、與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,今在貨箱上施加一個與水平面成37°角斜向上的拉力作用,使其沿水平方向運動,若這一拉力F=100 N,求貨箱受到的合力。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
【解析】貨箱共受到四個力的作用:豎直向下的重力G、地面對貨箱豎直向上的支持力N、斜向上的拉力F、地面的滑動摩擦力f,其受力如圖所示,
正交分解得,
豎直方向:N+Fsin 37°-G=0 ①
水平方向Fx合=Fcos 37°-f ②
且f=μN ③
聯(lián)立①②③得Fx合=52 N
由于豎直方向合外力為零,所以貨箱所受合外力F合=Fx合=52 N,方向水平向右。
答案:52 N,方向水平向右
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