第06讲+力与平衡-2018年初高中物理衔接教材+Word版含解析
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一、选择题1、如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,弹簧处于竖直方向,则斜面体P此时受到的外力个数可能为:①2个②3个③4个④5个,其中正确的说法是A. ①②B. ②③C. ①③D. ①④【答案】 C【解析】对物体P受分析如图:故P可能受4个力的作用;综上所述:P可能的受力个数是2个或4个,故C正确,ABD错误;故选C。
【点睛】判断物体的受力个数其实就是判断相互接触的物体间有无弹力或摩擦力的作用,处理时根据平衡条件进行判断即可。
2、如图所示,在水平粗糙地面上放置斜面体B,B上再放一表面水平的三角形滑块A,A恰好在B 上匀速下滑,而B仍然静止在地面上,若A、B质量分别为m和M,则A. 斜面体B受到地面对它向右的摩擦力B. A对B的作用力大小等于mg,方向竖直向下C. 由于滑块A沿斜面向下滑动,故B对地面的压力小于(M+m)gD. 若在A的上表面再放一重物,A就会加速下滑【答案】 BD、由B的分析可得,若设斜面的倾角是θ,对A:,所以:μ=tanθ;若在A 的上表面再放一重物C,设C的质量是m′,对A与C组成的整体:,即:a=0.所以A仍然匀速下滑,故D错误;故选B。
【点睛】本题中物体沿斜面匀速下滑,合力为零,斜面保持静止,合力也为零,可以以整体为研究对象,分析受力,根据平衡条件求解地面对斜面的支持力和摩擦力。
3、质量为的物体放在质量为的斜面上,斜面体放在水平粗糙的地面上,、均处于静止状态,如图所示,当在物体上施加一个水平力,且这一力由突然增加到时,和都仍保持静止状态,关于水平力作用下的这两个平衡状态,下列说法正确的是A. 斜面体对的支持力可能不变B. 物体受到的摩擦力可能减小C. 地面受到的压力增大D. 地面对斜面体的摩擦力可能不变【答案】 B【解析】AB、对物体m进行研究CD、对于整体受到总重力(M+m)g、地面的支持力N2、静摩擦力f2和水平推力F,由平衡条件得,可见,当F增大时,f2逐渐增大到F m,由牛顿第三定律得知,地面受到的压力保持不变,地面给斜面体的摩擦力由0逐渐增加到F m,故CD错误;故选B。
衔接点03 力与平衡(解析版)高中教材:《人教版2019新教材普通高中教科书物理必修1》第68页至第81页1.如图所示作用在一个物体上的两个力F 1和F 2,则这两个力的合力( )A. 大小为8 N ,方向是水平向右B. 大小为8 N ,方向是水平向左C. 大小为2 N ,方向是水平向右D. 大小为2 N ,方向是水平向左【答案】C【解析】本题主要考查在同一直线上的两个力的合成,常见题目。
作用在同一直线上的两个力,方向相反是合力等于两个力的差,方向与较大的那个力相同。
【解答】由图可知,作用在一个物体上的两个力F 1和F 2,方向相反,F =F 2−F 1=5N −3N =2N ,方向是水平向右。
故选C 。
2.作用在一个物体上的两个力8 N 和3 N ,它们的合力最小是()。
A. 11 NB. 8 NC. 5 ND. 3 N【答案】C【解析】 解决此类要根据同一直线上二力的合成进行计算:同一直线上同方向二力的合力等于二力之和;同一直线反方向二力的合力等于二力之差;知道最大、最小力的合成方法。
在力的合成中,作用在同一直线上的两个力,当方向相同时其合力最大,合力大小等于两个力的大小之和;当方向相反时其合力最小,合力大小等于两个力的大小之差;如果两个力的方向不在同一条直线上,则其合力介于最大的合力与最小的合力之间。
【解答】作用在一个物体上的两个力,F1=8N、F2=3N,当两个力的方向相反时,其合力最小:F=F1−F2=8N−3N=5N;故ABD不符合题意、C符合题意。
3.在如图所示装置中,甲物体重15N,乙物体重10N,弹簧秤的示数12N,不计绳重和轴对滑轮的摩擦,则甲物体受到的摩擦力的大小和方向是()A. 大小为2N,方向水平向左B. 大小为10N,方向水平向左C. 大小为12N,方向水平向右D. 大小为2N,方向水平向右【答案】D【解析】解:从图中可知,甲受到弹簧向左的拉力和乙对甲向右的拉力,二力合力:F合=12N−10N=2N,方向水平向左,由于甲处于静止状态,因此甲受到的摩擦力大小等于合力2N,方向与合力方向相反,即水平向右。
一、学习目标:1.知道作用力和反作用力的概念.2.理解牛顿第三定律的确切含义,会用它解决有关问题.3.会区分平衡力与作用力和反作用力.二、学习要点:1.知道力的作用是相互的,掌握作用力和反作用力.2.掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题3.区别平衡力与作用力和反作用力.衔接点1 作用力与反作用力【基础知识梳理】观察和实验表明:两个物体之间的作用总是相互的.甲物体对乙物体有作用力的同时,乙物体对甲物体也有力的作用,物体间这一对相互作用的力通常叫做作用力和反作用力.我们把其中一个力叫做作用力,另一个力就叫做反作用力.如图所示,用手拉弹簧秤A之前,两弹簧秤的示数均为零,说明两弹簧秤间无作用力;当用手拉弹簧秤A时,可以看到两个弹簧秤的指针同时移动.弹簧秤月的示数指出弹簧秤A对它的作用力F的大小,而弹簧秤A的示数指出弹簧秤月对它的反作用力F,的大小.可以看出,两个弹簧秤的示数是相等的;改变手拉弹簧的力,弹簧秤的示数也随着改变,但两个示数总相等.名师点睛:作用力和反作用力大小总是相等的,并且总是同时产生,同时变化,同时消失的.【典例引路剖析】【例题1】运动员从地面跳起时,下列判断正确的是A. 地面对运动员的支持力大于运动员对地的压力B. 运动员对地的压力等于运动员的重力C. 地面对运动员的支持力大于运动员的重力D. 地面对运动员的支持力跟运动员对地面的压力的合力大于运动员的重力【答案】 C【解析】运动员对地面的压力与地面对运动员的支持力互为作用力与反作用力,则运动员对地面的压力等于地面对运动员的支持力,选项A错误;运动员之所以能起跳,是因为地面对运动员的支持力大于运动员的重力,产生向上的加速度,而地面对运动员的支持力等于运动员对地的压力,所以运动员对地面的压力大于运动员的重力.故B错误,C正确;地面对运动员的支持力跟运动员对地面的压力是相互作用力,作用在不同的物体上,效果不能抵消,不能合成,故D错误.故选C.点睛:解决本题的关键知道作用力和反作用力大小相等,方向相反.人之所以能起跳,是因为地面对运动员的支持力大于运动员的重力,产生向上的加速度.【例题2】牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的研究结果后,提出了著名的牛顿第三定律,阐述了作用力和反作用力的关系,从而与牛顿第一和第二定律形成了完整的牛顿力学体系。
一、选择题1、如图所示,在静止的车厢内悬挂一重球设悬线对球的拉力为T,车厢壁对球的弹力为N,当车厢向右加速运动时,则()A. T、N都增大B. T增大,N不变C. T,N 都减小D. T不变,N增大【答案】 D2、在台秤的托盘上固定一斜面体,斜面与水平面的倾角为θ,斜面体质量为M,现在斜面上放一质量为m的物体,则()A. 若m从斜面上匀速下滑,台秤示数为(M - m)gB. 若m从斜面上加速下滑,台秤示数大于(M+m)gC. 若从光滑斜面上加速下滑,台秤示数为(M+mcos2θ)gD. 若从粗糙的斜面上减速下滑,台秤示数小于(M+m)g【答案】 C【解析】A项:若m从斜面上匀速下滑,系统受力平衡,台秤示数为(M+m)g,故A错误;B、C项:加速下滑时,对物体和斜面体整体受力分析,受总重力、支持力和静摩擦力,根据牛顿第二定律,有竖直方向:(M+m)g-N′=masinθ水平方向:f=macosθ对物体受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:mgsinθ=ma联立得到:N′-N=mg-masinα=mg-mg(sinα)2=mgcos2α,所以台秤的示数与未放m时比较将增加mgcos2α,台秤示数为(M+mcos2θ)g,故B错误,C正确;D项:若从粗糙的斜面上减速下滑,具有向上的加速度,超重,台秤示数大于(M+m)g,D错误。
3、建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量为70kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20kg的建筑材料以1 m/s2的加速度向上加速拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g=10m/s2)()A. 510 NB. 480 NC. 890 ND. 920 N【答案】 B【解析】人和物体的受力如图所示:以建筑材料为研究对象,由牛顿第二定律得:T-mg=ma,得绳子的拉力大小为:T=m(g+a)=20×(10+1)N=220N,点睛:先以建筑材料为研究对象,它有向上的加速度,由牛顿第二定律求得绳子的拉力大小;再对人研究,由平衡条件求出地面对人的支持力大小,再求解人对地面的压力大小.4、如图所示,一质量为的木架放在水平地面上,木架上的长杆为竖直方向,在杆上套着一个质量为的小环,环与杆之间滑动摩擦力的大小为,当环沿杆向下做加速运动时,架子对地面压力的大小为()A. B. C. D.【答案】 C点睛:以木架为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求出地面对木架的支持力,再根据牛顿第三定律求出木架对地面的压力。
一、选择题1、做自由落体的物体,先后经过空中的M、N两点时的速度分别为v1和v2,则下列说法中不正确的是A. M、N间的距离为B. 物体经过M、N中点时的速度为C. 物体经过M、N所用的时间为D. 物体经过M、N的平均速度为【答案】 B【点睛】根据自由落体运动位移速度公式及速度时间公式即可解题。
2、如图所示为某物体运动位移和速度随时间变化的x-t图线和v-t图线,由图可知,在0~t1时间内A. 物体做的是曲线运动B. 物体做加速度越来越小的运动C. 图甲中t 1/2时刻,图线的斜率为v 0/2D. 0~t 1时间内物体的位移为x 1 【答案】 C【点睛】对于位移-时间图象要抓住斜率等于速度,速度-时间图象要抓住两个数学意义来理解其物理意义:斜率等于加速度,“面积”等于位移.3、一辆汽车从车站由静止开出做匀加速直线运动,刚加速开出一会儿,司机发现一乘客未上车,便双紧急制动做匀减速运动.汽车从加速启动到减速停止一共前进了15 m ,此过程中的最大速度为3m/s ,则此过程汽车运动的时间为( ) A. 6s B. 8s C. 10s D. 12s 【答案】 C【解析】设加速时间为1t ,加速阶段的末速度为v ,即过程中的最大速度,减速时间为2t ,故根据匀变速直线运动平均速度推论可得121522v vt t m +=,解得()1210t t s +=,C 正确. 4、关于匀变速直线运动,下列说法不正确...的是( ) A. 在任意相等时间内速度变化相等B. 在某段位移内的平均速度等于这段位移的初速度与末速度之和的一半C. 匀加速直线运动时,位移与时间的平方成正比D. 物体的速度在一定时间内发生的变化,一定与这段时间成正比 【答案】 C【解析】A 、根据v a t ∆=∆知,在任意相等时间内速度变化相等,故A 正确; B 、根据匀变速直线运动平均速度推论知, 02v vv +=,故B 正确; C 、根据2012x v t at =+知,当初速度为零时,位移与时间的平方成正比,故C 错误; D 、根据v a t ∆=∆知,速度变化量与这段时间成正比,故D 正确。
初升高物理衔接教材含答案第一章:力学基础第一节:力的概念学习目标:1. 理解力的概念。
2. 掌握力的三要素:大小、方向、作用点。
3. 学会力的表示方法。
知识点梳理:- 力是物体间的相互作用。
- 力的大小、方向、作用点共同决定了力的性质。
- 力可以用带箭头的线段表示,箭头表示方向,线段长度表示大小。
例题:1. 描述一个物体受到的重力的大小、方向和作用点。
2. 画出一个物体在斜面上受到的力的示意图。
答案:1. 重力的大小等于物体的质量乘以重力加速度(g),方向垂直向下,作用点在物体的质心。
2. 示意图中应包括物体、斜面、重力、支持力和摩擦力,其中重力垂直向下,支持力垂直于斜面向上,摩擦力沿斜面向下。
第二节:牛顿运动定律学习目标:1. 理解牛顿第一、二、三定律。
2. 能够应用牛顿定律解决简单的物理问题。
知识点梳理:- 牛顿第一定律(惯性定律):物体在没有外力作用时,将保持静止或匀速直线运动。
- 牛顿第二定律(动力定律):物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
- 牛顿第三定律(作用与反作用定律):作用力与反作用力大小相等、方向相反。
例题:1. 解释为什么物体在没有外力作用下会保持静止或匀速直线运动。
2. 计算一个质量为10kg的物体,在受到50N的力作用下产生的加速度。
答案:1. 根据牛顿第一定律,物体具有惯性,即保持其运动状态不变的性质,除非有外力作用。
2. 根据牛顿第二定律,加速度 \( a = \frac{F}{m} \),所以 \( a= \frac{50N}{10kg} = 5m/s^2 \)。
第二章:能量与功第一节:能量守恒定律学习目标:1. 理解能量守恒定律。
2. 能够区分不同形式的能量。
知识点梳理:- 能量守恒定律:在一个封闭系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。
- 能量的形式:机械能、热能、电能、化学能等。
例题:1. 解释为什么在没有外力作用下,一个自由落体的物体会保持加速下落。
第3节牛顿第三定律[先填空]1.定义:物体间的一对相互作用力,叫作作用力和反作用力.可以把其中的任意一个力叫作作用力,则另一个力就叫作反作用力.2.特点:力的作用总是相互的.相互的作用力和反作用力既可以存在于相互接触的物体之间,也可以存在于不接触的物体之间.[再判断]1.只有物体相互接触时,物体间才存在作用力和反作用力.(×)2.力是物体对物体的作用,施力物体同时也是受力物体.(√)3.作用力和反作用力的合力为零.(×)[后思考]1.两个物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力吗?【提示】一定.2.作用力和反作用力的效果可以相互抵消吗?【提示】不能,因为作用在两个不同的物体上.[合作探讨]在光滑的冰面上,两人相对而立.当一人用力去推另一个人时,两人同时向相反方向运动;两个小车上粘有磁铁,让两小车停在水平桌面上距离适当的位置,放手后两小车同时运动(相吸或相斥).探讨1:上面事例中,当一个物体(设为甲)对另一个物体(设为乙)施力时,乙对甲有作用力吗?【提示】甲对乙施力时,乙对甲也同时产生了作用力.探讨2:上面两个例子中相互作用力各是什么性质的力?一对相互作用力的性质相同吗?【提示】前者相互作用力都是弹力,后者相互作用力都是引力或都是斥力;相同.探讨3:物体间相互作用的一对力作用在几个物体上?【提示】两个.[核心点击]作用力、反作用力与平衡力的比较1.下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是()A.先有作用力,然后才有反作用力B.作用力和反作用力的大小相等、方向相反,合力为零C.物体间的作用力和反作用力一定同时产生、同时消失D.只有两物体接触时,才会产生作用力和反作用力【解析】作用力和反作用力是同时产生、同时消失的,所以A错误,C 正确;由于作用力和反作用力分别作用于两个不同的物体,因此这两个力不能互相抵消,也不能进行合成运算,即作用力和反作用力由于作用点不同而没有合力,所以B错误;只要两个物体间能发生力的作用,就存在相互作用力,而两个不接触的物体间也可以产生力的作用,如两块磁铁发生相互作用时就不需要接触,所以D错误.【答案】 C2.人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有()A.1对B.2对C.3对D.4对【解析】人走路时,受到重力、摩擦力和支持力.人对地球的万有引力和地球对人的万有引力是一对作用力和反作用力;人对地面的摩擦力和地面对人的摩擦力是一对作用力和反作用力;人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力和反作用力,共有3对力,故C正确.【答案】 C3.在2014年仁川亚运会跳水赛10米跳台比赛中,我国跳水运动员包揽冠亚军.如图6-3-1所示为运动员跳水前的起跳动作.下列说法正确的是()【导学号:21862036】图6-3-1A.运动员蹬板的作用力大小大于板对她们的支持力大小B.运动员蹬板的作用力大小小于板对她们的支持力大小C.运动员所受的支持力和重力相平衡D.运动员所受的合外力一定向上【解析】运动员蹬板的作用力与板对她们的支持力是作用力和反作用力,大小相等、方向相反,A、B错误;运动员起跳过程,是由静止获得速度的过程,因而有竖直向上的加速度,合外力竖直向上,运动员所受的支持力大于重力,C 错、D对.【答案】 D判断作用力和反作用力的方法(1)看作用点:作用力和反作用力应作用在两个物体上.(2)看产生的原因:作用力和反作用力是由于相互作用而产生的.(3)看力的性质:作用力与反作用力一定是同一性质的力.[先填空]1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.2.表达式:F=-F′,其中F、F′分别表示作用力和反作用力,负号表示两个力方向相反.[再判断]1.一个人在用力打拳,可见一个力可以只有施力物体没有受力物体.(×) 2.先有作用力后有反作用力.(×)3.牛顿第三定律是个普遍定律,它的成立不受条件限制.(√)[后思考]“以卵击石”,鸡蛋“粉身碎骨”,而石头却“安然无恙”,鸡蛋与石头之间的相互作用力等大吗?【提示】等大.[合作探讨]把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定.用手拉弹簧测力计A,如图6-3-2所示.图6-3-2探讨1:两个弹簧测力计的读数有什么关系?【提示】可以看到两弹簧测力计指针同时移动.这说明弹簧测力计A受到B的拉力F;同时,弹簧测力计B受到A的拉力F′,作用力与反作用力大小总是相等.探讨2:它们受力的方向有什么关系?【提示】方向总是相反.[核心点击]1.牛顿第三定律的公式表达:F=-F′.负号表示两者方向相反,等号表示两者大小相等.2.牛顿第三定律的物理意义:揭示了物体之间相互作用的规律.反映了作用力和反作用力的大小、方向特点,揭示了相互作用的物体间的联系.3.应用牛顿第三定律应注意的问题:(1)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的.(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,否则就违背了“相互关系”.4.关于作用力和反作用力,下列说法中正确的有()A.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力B.弹力和摩擦力总有其反作用力,重力没有反作用力C.作用力和反作用力总是同时产生,但不一定同时消失D.相互作用的物体,无论接触与否,运动状态如何,牛顿第三定律都是适用的【解析】任何力都有反作用力,重力的反作用力作用于地球上;牛顿第三定律反映了物体间相互作用的普遍规律,与物体是否接触和运动状态无关.作用力、反作用力同时产生、同时消失.【答案】 D5.如图6-3-3所示,滑杆和底座静止在水平地面上,质量为M.一质量为m 的猴子沿杆以0.4g的加速度加速下滑,则底座对地面的压力为多少?【导学号:21862037】图6-3-3【解析】设猴子受到杆的摩擦力为f,则有mg-f=ma对滑杆和底座受力分析,受重力Mg、支持力N、猴子对杆的摩擦力f′,受力分析如图.三力平衡:N=Mg+f′,由牛顿第三定律得:f′=f,解得N=Mg+0.6mg由牛顿第三定律得底座对地面的压力为N′=N=Mg+0.6mg.【答案】Mg+0.6mg牛顿第三定律的应用思路(1)要正确认识物体间的相互作用.(2)选取合适的研究对象.(3)明确作用力和反作用力的方向.(4)作规范的受力分析图.。
一、学习目标:1.理解合力、分力、力的合成、力的分解等的概念.2.掌握平行四边形定则,会用平行四边形定则求合力和分力,理解力的合成和力的分解本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代.3.理解共点力作用下物体平衡状态的概念,能推导出共点力作用下物体的平衡条件,会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题.二、学习要点:1、合力、分力、力的合成、力的分解;2、力的平行四边形定则;3、共点力作用下物体的平衡条件衔接点1 力的合成【基础知识梳理】同学们仔细观察会发现,一位力气大的同学只用一只手一个力就可以把水桶从地面提到桌面上,两个女同学用两只手给水桶两个力,同样也把水桶从地面移动到桌面上,不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的.在提水桶这个事件上,这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的合力和分力的定义:当一个物体受到几个力共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同,这个力就叫做那几个力的合力;原来的那几个力叫做分力。
力的合成的定义:求几个力合力的过程叫做力的合成力的平行四边形定则:以表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形,则这个平行四边形中表示两分力的线段所夹的对角线表示合力的大小和方向.名师点睛:1、两个分力大小不变的情况下,合力随夹角的变大而变小,随夹角的变小而变大;当两个分力之间的夹角为0°时两个力的合力最大,最大值为二力之和;当两个分力之间的夹角为180°两个力的合力最小,最小值为二力之差.(1)当Ө=0°时,F=F1+F2,合力F与分力F1、F2同向.(2)当Ө=180°时,F=|F1一F2|,合力F与分力F1、F2中较大的力同向.(3)合力F的取值范围,|F1一F2|≤F≤F1+F2.(4)夹角Ө越大,合力就越小.(5)合力可能大于每一个分力,也可能小于每一个分力,还可能大于一个分力而小于另一个分力. 2、求三个或三个以上共点力的合力时,可先求出任意两个力的合力,再求出此合力跟第三个力的总合力,以此类推,直到求完为止。
【典例引路剖析】【例题1】如图所示,设有五个力同时作用在质点P 上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线.这五个力中的最小力的在小为F ,则这五个力的合力等于( )A. 3FB. 4FC. 5FD. 6F 【答案】 D【解析】如图, 1F 与4F 的合力与3F 同向;同时2F 与5F 的合力也与3F 同向;故分别将1F 与4F 合成, 2F 与5F 合成,最终5的合力为33F .因为1F F =,由几何关系知32F F =,则总合力6F F =合,D 正确.【例题2】作用在同一个物体上的两个共点力,一个力的大小是,另一个力的大小是,它们合力的大小可能是( )A. B. C.D.【答案】 C点睛:分力一定时求两力合成时,合力随夹角的增大而减小,当夹角为零时合力最大,夹角180°时合力最小,并且。
【变式训练】1、如图所示,在粗糙水平面上放置A 、B 、C 、D 四个小物块,各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,∠BAD =120°,整个系统保持静止状态.已知A 物块所受的摩擦力大小为f ,则D 物块所受的摩擦力大小为:A.B.C. fD. 2 f【答案】 B【解析】假设弹簧均处于拉伸状态,对A 进行受力分析如图1所示,根据地面对A 的摩擦力为f,得知弹簧上的弹力大小为f ; 对D 进行受力分析如图2所示,则地面对D 的摩擦力大小为 ,同理弹簧处于压缩状态时, 大小不会发生变化,故B 项正确。
综上所述本题正确答案为B 。
2、有关两个分力与它们的合力,下列说法正确的是 ( ) A. 合力一定大于分力 B. 合力至少会大于某一个分力 C. 两个力的合力不可能为零D. 合力可能比两分力都大,也可能比两分力都小 【答案】 D3、两个互成角度的共点力12F F 、大小不同,它们的合力大小为F ,现保持两分力的方向不变,下面说法中正确的是A. 12F F 、同时增加100N ,F 也增加100NB. 12F F 、同时增大一倍,F 也增大一倍C. F 1增加100N ,F 2减少100N ,F 一定不变D. 若12F F 、中的一个增大,F 一定增大 【答案】B衔接点2力的分解【基础知识梳理】1、力的分解:求一个力分力的过程和方法叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆运算.因为力的合成遵循平行四边形定则,那么力的分解也应该遵循平行四边形定则;当用平行四边形的对角线表示合力时,那么分力应该是平行四边形的两个邻边.力的分解遵循平行四边形定则,相当于已知平行四边形的对角线求邻边. 名师点睛:如果一个平行四边形的对角线确定了以后,根据几何学的知识,它的两条邻边是不是就唯一确定了呢?很显然不是,当对角线确定了以后,它相邻的边有很多组,所以不加以限制条件的话,一个力的分力有无数组解。
力的合成与分解不能简单地进行力的代数加减,而是根据平行四边形定则来确定合力或者分力的大小和方向. 2、正交分解法:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法. 用正交分解法求合力的步骤:①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向.②把各个力向x 轴、y 轴上投影,但应注意的是:与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向. ③求在x 轴上的各分力的代数和F x 合和在y 轴上的各分力的代数和F y 合.④合力的大小F =合合力的方向:tan (y x F F x F θθ=合合合是合力与的夹角)【典例引路剖析】【例题1】已知力F 的一个分力F 1跟F 成θ角,F 1大小未知,如图,则另一个分力F 2的最小值为( )A. FB. sin F θC. tan F θD. 无法判断 【答案】 B【例题2】刀、斧,凿等切割工具的刃部叫做劈。
如图是斧头劈木头的示意图,劈的纵截面ABC 是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈施加一个力 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 BC 的宽度为 d ,劈的侧面 AB 长为 L ,不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压木柴的力为( )A. F d LB. LF d C.L F 2d D. F 2d L【答案】 B【解析】将力F 分解为F 1 、F 2 两个分力,这两个分力分别与劈的两个侧面平行,如图根据对称性,两分力F 1 、F 2 大小相等,这样,以F 1 、F 2 为为邻边的平行四边形就是一个菱形,因为菱形的对角线互相垂直且平分,所以根据三角形相似,则有122d FL F =,所以12LF F F d==,即劈的两侧面推压物体的力的大小都为 LF d,方向与接触面垂直,故B 正确,ACD 错误; 故选B 。
【变式训练】1、把一个力分解为两个力时( ) 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,两个分力不能同时等于这个力 【答案】C2、为了行车方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是 A. 增大过桥车辆受到的摩擦力 B. 减小过桥车辆的重力C. 增大过桥车辆的重力平行于引桥面向上的分力D. 减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力 【答案】 D【解析】对车受力分析,受重力、支持力和阻力,物体重力不变,重力产生两个作用效果,使物体沿斜面下滑,使物体紧压斜面,设斜面倾角为θ,将重力按照作用效果正交分解,如图:由几何关系可得:平行斜面分量为,由于引桥越长,坡角越小,越小,压力变大,故摩擦力变大,但增加摩擦不是目的,故ABC 错误,D 正确。
点睛:本题关键将重力正交分解后,根据平衡条件求解出压力和重力的下滑分量,然后对结果联系实际情况讨论即可判断。
3、一大力士用绳子拉动汽车,拉力为F ,绳与水平方向的夹角为θ。
则拉力F 在竖直方向的分力为A. sin F θB.cos FθC. F sin θD. F cos θ 【答案】 C衔接点3受力分析【基础知识梳理】物体受力分析是力学知识中的基础,也是其重要内容。
正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。
对物体进行受力分析,主要依据力的概念,分析物体所受到的其他物体的作用。
具体方法如下: (1)明确研究对象,即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。
(2)隔离分析:将研究对象从周围环境中隔离出来,分析周围物体对它都施加了哪些作用。
(3)按一定顺序分析:先重力,后接触力(弹力、摩擦力)。
其中重力是非接触力,容易遗漏,应先分析;弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。
(4)画好受力分析图。
要按顺序检查受力分析是否全面,做到不“多力”也不“少力”。
【典例引路剖析】【例题1】物体b 在水平推力F 作用下,将物体a 挤压在竖直墙壁上,如图所示,a 、b 处于静止状态,关于a 、b 两物体的受力情况,下列说法正确的是( ).A. a 受到一个摩擦力的作用B. a 共受到四个力的作用C. b 共受到三个力的作用D. b 共受到四个力的作用 【答案】 D【例题2】一物块放在固定斜面上,物块处于静止状态,如图所示.下列说法中正确的是()A. 物块不受摩擦力B. 物块受到水平向右的摩擦力C. 物块受到沿斜面向下的摩擦力D. 物块受到沿斜面向上的摩擦力【答案】 D【解析】若斜面光滑,物块会下滑,现物块处于静止状态,说明物块相对于斜面有向下滑动的趋势,故物块受到沿斜面向上的静摩擦力,故D正确,ABC错误.故选D.点睛:对于摩擦力的判断可以用假设法,若假设没有摩擦力,则物体会发生滑动,从而判断出相对运动趋势方向,即可分析出静摩擦力方向.【变式训练】1、民间艺人用双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力大小分别为f1,f2,则()A. f1向下、f2向上,且f1=f2B. f1向下、f2向上,且f1>f2C. f1向上、f2向上,且f1=f2D. f1向上、f2向下,且f1=f2【答案】 C【解析】人上攀过程和下滑过程均为匀速,故受到的摩擦力均与重力平衡,方向向上,大小都等于重力,所以f1=f2,故C正确,ABD错误。
故选:C。
2、(多选)如图所示,水平地面上固定一倾角为的粗糙斜面体,质量为m的物块在水平推力的作用下静止在斜面上。
关于物块的受力,下列判断正确的是A. 物块可能受到三个力的作用B. 物块可能受到五个力的作用C. 物块对斜面的压力大小为D. 物块受到的摩擦力可能沿斜面向下【答案】AD点睛:本题的关键是采用隔离法分析物块的受力情况,要理解并掌握静摩擦力产生的条件,在受力分析后,根据平衡条件并结合正交分解法列式后求支持力的大小。