暑期輔導(dǎo)專用2024年初高中物理銜接教材銜接點(diǎn)10力的合成與分解含解析

Page1連接點(diǎn)10力的合成與分解學(xué)問點(diǎn)梳理學(xué)問點(diǎn)梳理一、力的合成合力和分力的定義：當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí)，我們經(jīng)?？梢郧蟪鲞@樣一個(gè)力，這個(gè)力的作用效果跟原來幾個(gè)力的作用效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力;原來的那幾個(gè)力叫做分力。力的合成的定義：求幾個(gè)力合力的過程叫做力的合成力的平行四邊形定則：以表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形，則這個(gè)平行四邊形中表示兩分力的線段所夾的對角線表示合力的大小和方向二、力的分解1、力的分解：求一個(gè)力分力的過程和方法叫做力的分解．力的分解是力的合成的逆運(yùn)算．因?yàn)榱Φ暮铣勺裱叫兴倪呅味▌t，那么力的分解也應(yīng)當(dāng)遵循平行四邊形定則；當(dāng)用平行四邊形的對角線表示合力時(shí)，那么分力應(yīng)當(dāng)是平行四邊形的兩個(gè)鄰邊．力的分解遵循平行四邊形定則，相當(dāng)于已知平行四邊形的對角線求鄰邊．2、正交分解法：把一個(gè)力分解成兩個(gè)相互垂直的分力，這種分解方法稱為正交分解法．用正交分解法求合力的步驟：①首先建立平面直角坐標(biāo)系，并確定正方向．②把各個(gè)力向x軸、y軸上投影，但應(yīng)留意的是：與確定的正方向相同的力為正，與確定的正方向相反的為負(fù)，這樣，就用正、負(fù)號(hào)表示了被正交分解的力的分力的方向．③求在x軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合．④合力的大小合力的方向：1．如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成一個(gè)閉合的三角形，且三個(gè)力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，則下列四個(gè)圖中，這三個(gè)力的合力最大的是A． B．C． D．【答案】C【解析】依據(jù)平行四邊形定則可知，A圖中三個(gè)力的合力為，B圖中三個(gè)力的合力為0，C圖中三個(gè)力的合力為，D圖中三個(gè)力的合力為，三個(gè)力的大小關(guān)系是，所以C圖合力最大．故C正確，ABD錯(cuò)誤．故選C．2．大小分別為30N和25N的兩個(gè)力同時(shí)作用在同一物體上，則這兩個(gè)力的合力大小不行能等于A．5N B．10N C．45N D．60N【答案】D【解析】兩力合成時(shí)，合力滿意關(guān)系式：,所以大小分別為10N和15N的兩個(gè)力合力滿意,所以D不行能。3．如圖所示，有兩個(gè)共點(diǎn)力，一個(gè)是F1＝40N，一個(gè)是F2，它們的合力是F＝100N，則F2的大小可能是A．20N B．40N C．80N D．160N【答案】C【解析】有兩個(gè)共點(diǎn)力的合力大小為100N，若其中一個(gè)分為大小為40N，另一個(gè)分力的大小應(yīng)在60N≤F≤140N范圍，所以可能為80N。故選C。4．同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)上的三個(gè)共點(diǎn)力、、，已知，，它們的方向分別沿著正六邊形兩條邊和一條對角線，如圖所示，則這三個(gè)力的合力大小等于（）A． B．C． D．【答案】A【解析】已知已知F1=F2=2N，F(xiàn)3=4N，由圖可知，F(xiàn)1、F2的夾角的大小為120°，依據(jù)平行四邊形定則可知，F(xiàn)1、F2的合力的大小為2N，方向沿F3的方向，所以F1、F2、F3的合力的大小為F=4+2=6N．故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選A．5．下列關(guān)于合力的敘述中正確的是A．合力是原來幾個(gè)力的等效替代，合力的作用效果與分力的共同作用效果相同B．兩個(gè)力夾角為（），它們的合力隨增大而增大C．合力的大小不行能比分力小D．不是同時(shí)作用在同一物體上的力也能進(jìn)行力的合成運(yùn)算【答案】A【解析】A．合力是全部分力的一種等效力，它們之間是等效替代關(guān)系。合力在效果上是和各分力的共同作用等效。故A正確；BC．依據(jù)力的平行四邊形定則和數(shù)學(xué)學(xué)問可知，兩個(gè)分力間夾角為，它們的合力隨增大而減小。當(dāng)時(shí)，合力最大，為兩分力的代數(shù)和；當(dāng)時(shí)，合力最小，等于兩分力的代數(shù)差。所以合力的大小可能比分力小，故BC錯(cuò)誤；D．只有同時(shí)作用在同一物體上的力才能進(jìn)行力的合成運(yùn)算。故D錯(cuò)誤。故選A。6．如圖所示，兩個(gè)共點(diǎn)力、的大小肯定，夾角θ是改變的，合力F在θ角從漸漸增大到的過程中，合力F的大小改變狀況為A．從最小漸漸增大到最大B．從最大漸漸減小到零C．從最大漸漸減小到最小D．先增大后減小【答案】C【解析】力是矢量，合成遵循平行四邊形定則，同向合力最大，反向合力最小，依據(jù)平行四邊形定則，兩個(gè)分力的夾角越大，合力越小，由圖可知，兩力大小不等，所以合力的最小值不為零。A．從最小漸漸增大到最大與分析不符，故A錯(cuò)誤；B．從最大漸漸減小到零與分析不符，故B錯(cuò)誤；C．從最大漸漸減小到最小與分析相符，故C正確；D．先增大后減小與分析不符，故D錯(cuò)誤。7．如圖所示，將光滑斜面上的物體的重力分解為、兩個(gè)力，下列結(jié)論正確的是A．就是物體對斜面的正壓力B．物體受、、三個(gè)力作用C．物體受、、、四個(gè)力作用D．、二個(gè)分力共同作用的效果跟重力的作用效果相同【答案】D【解析】A項(xiàng)：F2是重力的一個(gè)分力，不是物體對斜面的壓力，故A錯(cuò)誤；B、C項(xiàng)：物體受重力和支持力兩個(gè)力，故B、C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：、是重力的兩個(gè)分力，所以其作用效果與重力的作用效果相同，故D正確。故選：D。8．如圖所示，為了行車便利與平安，高大的橋要造很長的引橋，其主要目的是A．減小過橋車輛受到的摩擦力B．減小過橋車輛的重力C．減小過橋車輛對引橋面的壓力D．減小過橋車輛的重力平行于引橋面對下的分力【答案】D【解析】ACD．對車受力分析，受重力、支持力和阻力，重力的大小方向均不變，重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，使物體沿斜面下滑，使物體緊壓斜面，設(shè)斜面傾角為，將重力依據(jù)作用效果分解如圖：由幾何關(guān)系可得，平行斜面重量為：，由于引橋越長，坡角越小，越??；垂直斜面重量為：，壓力等于重力垂直斜面重量，變小，壓力變大，摩擦力變大，故D正確，AC錯(cuò)誤；B．物體重力不變，故B錯(cuò)誤。9．如圖所示，在頂部為半圓形的支架上，用一根不行伸長的輕繩通過光滑滑輪懸掛一重物G．輕繩的一端固定于支架上的A點(diǎn)，另一端從B點(diǎn)沿支架緩慢向C點(diǎn)靠近．則此過程中繩中拉力大小的改變狀況是A．先變小后變大B．先變小后不變C．先變大后變小D．先變大后不變【答案】D【解析】當(dāng)輕繩的右端從B點(diǎn)移到直桿最上端D時(shí)，設(shè)兩繩的夾角為2．以滑輪為探討對象，分析受力狀況如左圖所示。依據(jù)平衡條件得：，得到繩子的拉力：，所以在輕繩的右端從B點(diǎn)移到直桿最上端D時(shí)的過程中，增大，cos減小，則F變大；當(dāng)輕繩的右端從直桿最上端D移到C點(diǎn)時(shí)，設(shè)兩繩的夾角為2。設(shè)繩子總長為L，兩直桿間的距離為S，如右圖所示，依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問得到：，，L、S不變，則保持不變。再依據(jù)平衡條件可知，兩繩的拉力F保持不變。所以繩中拉力大小改變的狀況是先變大后不變。故D正確，ABC錯(cuò)誤。10．架在A、B兩根晾衣桿之間的勻稱鐵絲在夏、冬兩季由于熱脹冷縮的效應(yīng)，鐵絲呈現(xiàn)如圖所示的兩種形態(tài)．下列說法中正確的是A．夏季鐵絲對晾衣桿的拉力較大B．冬季鐵絲對晾衣桿的拉力較大C．夏季晾衣桿對地面的壓力較大D．冬季晾衣桿對地面的壓力較大【答案】B【解析】可以將重物的重力當(dāng)成合力，鐵絲兩端的拉力當(dāng)成分力，因?yàn)楫?dāng)合力肯定時(shí)夾角越大分力越大，故冬季鐵絲對晾衣桿的拉力較大，對地面的壓力是肯定的，所以正確選項(xiàng)為B．11．如圖所示，將繩子的一端系在汽車上，另一端系在等高的樹干上，兩端點(diǎn)間繩長為10m．用300N的拉力把水平繩子的中點(diǎn)往下拉離原位置0.5m，不考慮繩子的重力和繩子的伸長量，則繩子作用在汽車上的力的大小為A．1500N B．6000NC．300N D．1500N【答案】A【解析】拉力F產(chǎn)生兩個(gè)效果(如圖所示)，由題意可知繩子與水平方向的夾角正弦值為sinα＝＝0.1，所以繩子的作用力為F繩＝＝1500N，A項(xiàng)正確，BCD項(xiàng)錯(cuò)誤．故選A.12．一件行李重為G，被輕繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖所示，則()A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．行李對輕繩OA的拉力方向與F1方向相反，大小相等D．行李受到重力G、OA繩拉力F1、OB繩拉力F2，還有F共四個(gè)力【答案】BC【解析】ABD．行李受到豎直向下的重力，OA繩拉力F1、OB繩拉力F2，三個(gè)力的作用，F(xiàn)1、F2的合力是F，而在受力分析中，分力和合力不能同時(shí)并存，AD錯(cuò)誤B正確；C．行李對輕繩OA的拉力方向與F1是一對相互作用力，等大反向，C正確。故選BC。13．如圖所示，將兩塊光滑平板OA、OB固定連接，構(gòu)成頂角為60°的楔形槽，楔形槽內(nèi)放置一質(zhì)量為m的光滑小球，整個(gè)裝置保持靜止，OA板與水平面夾角為15°．現(xiàn)使楔形槽繞O點(diǎn)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至OA板豎直，重力加速度為g，則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中A．OA板對小球的作用力始終在減小B．OB板對小球的作用力始終在增大C．OA板對小球作用力的最大值為mgD．OB板對小球的作用力大小為mg時(shí)，OA板對小球的作用力大小也為mg【答案】BCD【解析】在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，恒定不變，為此可組成以為直徑得圓，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中弦恒定不變，如圖所示：當(dāng)B從起先位置轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置，即從1到2的過程中，在增大，也在增大；當(dāng)B從豎直位置接著轉(zhuǎn)動(dòng)到A在豎直位置，即從2到4的過程中，在減小，在增大；故整個(gè)過程OA板對小球的作用力先增大后減小，而B板對小球的作用力始終在增大，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)B在豎直位置時(shí)OA板對小球作用力最大，此時(shí)的受力分析，如圖所示：依據(jù)平衡條件得：，故C正確；當(dāng)OC線豎直時(shí)，球處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，依據(jù)幾何關(guān)系可知，兩擋板對球的彈力大小相等，且夾角為，依據(jù)平衡條件得：N=mg，故D正確；故選BCD.14．城市中的路燈、無軌電車的供電線路等，常用三角形的栓接結(jié)構(gòu)懸掛，如圖所示的是這種三角形結(jié)構(gòu)的一種簡化模型．圖中硬桿OA可繞A點(diǎn)且垂直于紙面的軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)鋼索OB和硬桿OA的重力，角AOB等于30°，假如鋼索OB最大承受拉力為2.0×104N，求：（1）O點(diǎn)懸掛物的最大重力；（2）桿OA對O點(diǎn)的最大支持力．【答案】（1）1.0×104N（2）1.7×104N【解析】（1）（2）設(shè)鋼索OB承受拉力為F1，桿OA對O點(diǎn)的支持力為F2，對O點(diǎn)進(jìn)行受力分析，受力分析如圖。依據(jù)平行四邊形定則有F1sin30°=F3=G即G=F1sin30°F2=F1cos30°當(dāng)F1取最大拉力2.0×104N時(shí)，O點(diǎn)懸掛物的最大重力G=1.0×104N．桿OA對O點(diǎn)的最大支持力F2=1.73×104N。15．如圖所示，質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用與水平方向成37°斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做勻速運(yùn)動(dòng)，（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）地面對雪橇的支持力大?。唬?）雪橇與水平地面的動(dòng)摩擦因素的大?。敬鸢浮浚?）340N；（2）0.24【解析】（1）經(jīng)對小孩和雪橇整體受力分析得：豎直方向：Fsinθ+N=mg解得N=mg﹣Fsinθ="340"N故地面對雪橇的支持力大小為340N．（2）水平方向：Fcosθ﹣f=0f