高考物理总复习练习:第4课+力的合成与分解+Word版含解析.docx
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高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.如图所示,质量为m的木块质量为M的三角形斜劈B上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B。
A沿三角斜劈匀速上滑,B保持静止,则()A. 地面对B的支持力大小一定等于(M+m)gB. B与地面之间一定存在摩擦力C. B对A的支持力一定小于mgD. A与B之间一定存在摩擦力【答案解析】AA、将A、B看成整体,竖直方向上受力平衡,则可知地面对B的支持力的大小一定等于,故A正确;B、将A、B看成整体,由于平衡合力为零,故B与地面之间无摩擦力,故B错误;C、对A分析作出对应的受力分析图如图所示;根据平衡条件可知,支持力等于重力和推力在垂直斜面上的分力,由于不明确F的大小,故无法确定支持力与重力的关系,故C错误;D、由图可知,若重力和推力在沿斜面方向上的分力相同,则物体A可以不受B的摩擦力,故D错误。
点睛:先对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力;再对物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力。
2.(多选题)位于坐标原点O的质点在F1、F2和F3三力的作用下保持静止,已知其中F1的大小恒定不变,方向沿y轴负方向的;F2的方向与x轴正方向的夹角为θ(θ<45°),但大小未知,如图所示,则下列关于力F3的判断正确的是()A.F3的最小值为F1cosθB.F3的大小可能为F1sinθC.力F3可能在第三象限D.F3与F2的合力大小与F2的大小有关【答案解析】AC【考点】合力的大小与分力间夹角的关系.【分析】三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;题中第三个力F3与已知的两个力的合力平衡.【解答】解:A、三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;通过作图可以知道,当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小,等于F1cosθ,即力F3的最小值为F1cosθ.故A正确;B、θ<45°,故sinθ<cosθ,由前面分析知F3的最小值为F1cosθ,则不可能等于F1sinθ,故B错误;C、通过作图可知,当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向,而三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上,可能在第三象限,故C正确;D、根据平衡条件:F3与F2的合力大小一定与F1等值反向,则与F2大小无关,故D错误;故选:AC.3.杂技表演的安全网如图甲所示,网绳的结构为正方形格子,O、a、b、c、d等为网绳的结点,安全网水平张紧后,质量为m的运动员从高处落下,恰好落在O点上.该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均为120°张角,如图乙所示,此时O点受到向下的冲击力大小为2F,则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为()A.F B. C.2F+mg D.【答案解析】A【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成;力的合成与分解的运用.【分析】将运动员对O点的冲力进行分解:分解成四个沿网绳的分力,根据几何关系求解O点周围每根网绳承受的张力大小.【解答】解:将运动员对O点的冲力分解成四个沿网绳的分力,根据对称性,作出图示平面内力的分解图,根据几何关系得,O点周围每根网绳承受的张力大小F′=F.故A正确.故选A4.如图,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时,细线保持与竖直方向的夹角为α.已知θ<α,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小车一定向右做匀加速运动B.轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小为mgtanα【答案解析】D【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】先对细线吊的小球分析进行受力,根据牛顿第二定律求出加速度.再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究,得出轻杆对球的作用力方向.【解答】解:A、对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mgtanα=ma,得到a=gtanα,故加速度向右,小车向右加速,或向左减速,故A错误;B、由牛顿第二定律,得:mgtanβ=ma′,因为a=a′,得到β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B错误;C、小球P和Q的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F合=ma=mgtanα,故C错误,D正确.故选:D.5.关于合力和分力,下列说法不正确的是()A.1N和2N的两个共点力的合力可能等于2NB.两个共点力的合力一定大于任一个分力C.两个共点力的合力可能大于任一个分力,也可能小于任何一个分力D.合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析【答案解析】B【考点】力的合成.【分析】解答此题时,要从合力与分力的关系:等效替代,进行分析.根据平行四边形定则分析合力与分力的大小关系:如果二力在同一条直线上,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.如果二力不在同一条直线上,合力大小介于二力之和与二力之差之间.【解答】解:A、1N和2N的两个共点力的最大合力为3N,最小合力为1N,故A正确;BC、力的合成遵守平行四边形定则,两个力的合力可以比分力大,也可以比分力小,也可以等于分力,故B不正确,C正确;D、合力是分力等效替代的结果,因此受力分析时不能重复分析,故D正确;本题选择不正确的,故选:B.6.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上,整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角,其截面图如图所示.则关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是()A.向外, B.向外, C.向里, D.向里,【答案解析】D【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;洛仑兹力.【分析】由导体棒所受重力和弹力方向以及左手定则,可知导体棒电流向里,对其受力分析,正交分解可得电流大小.【解答】解:对导体棒受力分析如图;BIL=mgtan60°,解得,由左手定则知电流方向向里,故选:D7.(多选题)均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示受力分析示意图中,正确的是()A. B. C. D.【答案解析】ACD【考点】力的合成与分解的运用.【分析】均匀长木棒处于静止状态,抓住合力为零确定受力图的正误.【解答】解:A、因为重力mg和地面支持力FN的方向都在竖直方向上,若拉力F在竖直方向上,则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势),故A正确;B、若拉力F的方向与竖直方向有夹角,则必然在水平方向上有分力,使得木棒相对地面有运动趋势,则木棒将受到地面的静摩擦力Ff,且方向与F的水平分力方向相反,才能使木棒在水平方向上所受合力为零,故B错误,C、D正确.故选ACD.8.(多选题)如图所示,倾角θ=30°的斜面上有一重为G的物体,在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动,若图中φ=45°,则()A.物体所受摩擦力方向平行于斜面沿虚线向上B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=C.物体所受摩擦力方向与水平推力垂直且平行斜面向上D.物体与斜面间的动摩擦因数μ=【答案解析】AD【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【分析】本题具有一定的空间思维逻辑,画出受力分析图,然后进行受力分析,最后简化到斜面平面内的受力分析.【解答】解:A、C、对物块进行受力分析,如图所示:物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力f共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动,因为G,N,F三力的合力方向向下,故摩擦力f方向沿斜面虚线向上,所以物块向下运动,故A正确,C错误;B、D、现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边(也垂直于推力F)的下滑力G1、垂直与斜面的力G2,如图所示:其中G2恰好把N平衡掉了,这样可视为物体在推力F、下滑力G1、摩擦力f三个力作用下沿斜面上的虚线匀速运动,根据三力平衡特点,F与G1的合力必沿斜面向下,同时摩擦力f 只能沿斜面向上,故选项A 对BC错;根据几何关系,F与G1的合力:F合==G1,即f=G1,故物体与斜面间的动摩擦因数μ===,故B错误,D正确.故选:AD9.如图所示,斜面的倾角为30°,物块A、B通过轻绳连接在弹簧测力计的两端,A、B重力分别为10N、6N,整个装置处于静止状态,不计一切摩擦,则弹簧测力计的读数为()A.5N B.6N C.10N D.11N【答案解析】A【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【分析】分析A的受力,求出A对弹簧的拉力,该拉力即为弹簧受到的拉力大小,也就是弹簧秤的示数.【解答】解:分析A的受力,弹簧对A的拉力等于A的重力沿斜面向下的分力,故F=Gsin30°=5N,故弹簧测力计的读数为5N.故A正确,BCD错误.故选:A.10.(多选题)如图所示,表面光滑的半圆柱体固定在水平面上,小物块在拉力F的作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向,则()A.小物块受到的支持力逐渐变大B.小物块受到的支持力先变小后变大C.拉力F逐渐变小D.拉力F先变大后变小【答案解析】AC【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【分析】对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值,在进行分析讨论.【解答】解:解:对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,如图,根据共点力平衡条件,有:N=mgsinθF=mgcosθ其中θ为支持力N与水平方向的夹角;当物体向上移动时,θ变大,故N变大,F变小.故A、C正确,B、D错误.故选AC.。
第4课力的合成与分解普查讲4 力的合成与分解1.力的合成a.运用力的合成中合力与分力大小的结论解决问题(1)(2021改编题,6分)三个共面的共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们的合力F的大小,下列说法中正确的是()A.无论F1、F2、F3如何取值,F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力F为0 D.若不能通过平移使三个力组成三角形,则它们的合力F一定不为0答案:C解析:三个共点力的合力的最小值能否为零,取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内,由于三个力大小未知,所以三个力的合力的最小值不一定为0,故A项错误。
合力不一定大于分力,故B项错误。
当三个力的大小分别为3a、6a、8a时,其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内,故C项正确。
当三个力共线时,它们不能通过平移组成三角形,但是它们的合力可能为0,故D项错误。
b.先作图再结合三角形知识分析力的合成实际问题(2)(2019天津理综,6分)2018年10月23日,港珠澳跨海大桥正式通车。
为保持以往船行习惯,在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥,其索塔与钢索如图所示。
下列说法正确的是()A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B.为了减小钢索承受的拉力,可以适当降低索塔的高度C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时,钢索对索塔的合力竖直向下D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下,索塔两侧的钢索必须对称分布答案:C解析:以桥身为研究对象,钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向,则钢索对索塔向下的压力数值上等于桥身的重力,增加钢索的数量,钢索对索塔的向下的压力不变,故A项错误。
设钢索与索塔间的夹角为α,桥身的质量为M,分析钢索的受力情况如图(a)所示,则有2T cos α=Mg,当索塔高度降低后,钢索与竖直方向的夹角α变大,cos α变小,T变大,故B项错误。
作者:一气贯长空高考物理:《力的合成与分解》知识点及例题!一、共点力的合成1、合成的方法(1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2、运算法则(1)平行四边形定则:求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以用表示F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形,平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向,如图1甲所示.(2)三角形定则:求两个互成角度的共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段首尾顺次相接地画出,把F1、F2的另外两端连接起来,则此连线就表示合力的大小和方向,如图乙所示.3、重要结论(1)两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小.(2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大.(3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.合力大小的范围(1)两个共点力的合成|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小.当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两力同向时,合力最大,为F1+F2.(2)三个共点力的合成①三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3.②任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的和的绝对值.二、力分解的两种常用方法1、力的效果分解法:(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;(2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小.2、正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上).例题:风洞是进行空气动力学实验的一种重要设备.一次检验飞机性能的风洞实验示意图如图所示,AB代表飞机模型的截面,OL是拉住飞机模型的绳.已知飞机模型重为G,当飞机模型静止在空中时,绳恰好水平,此时飞机模型截面与水平面的夹角为θ,则作用于飞机模型上的风力大小为( )。
高二物理力的合成与分解试题答案及解析1.一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,如图所示,则它们的大小关系是()A.F1>F2>F3B.F1>F3>F2C.F3>F1>F2D.F2>F1>F3【答案】C【解析】因为质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态,所以将三力首尾相连组成一封闭三角形,如图所示:根据数学知识三角形中大角对大边,即得出F3>F1>F2,所以选项ABD错误,C正确.【考点】力的合成;力的三角形法则。
2.如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平.现把物体Q轻轻地叠放在P上,则()A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力不变【答案】B【解析】对P受力分析,受重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,有:,,,故,由于物体Q轻轻地叠放在P上,相当于增大物体P重力,故P静止不动,故A错误,B正确;物体P保持静止,合力为零,故C错误;由于物体Q轻轻地叠放在P上,相当于增大物体P重力,故根据可得:P与斜面间的静摩擦力增大,故D 错误;【考点】考查了共点力平衡条件,力的合成与分解3.(10分)如图所示,质量M=kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块:A与质量m=kg的小球相连。
今用跟水平方向成α=300角的力F=N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2。
求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为μ。
【答案】(1);(2)【解析】(1)设细绳对B的拉力为T,由平衡条件可得:解得:即(2)设细绳对A的拉力为则:有:可得【考点】共点力平衡,力的合成与分解4.在匀强电场中,将一个带电量为q,质量为m的小球由静止释放,带电小球的轨迹为一直线,该直线与竖直方向夹角为θ,如图所示,那么匀强电场的场强大小为()A.最大值是B.最小值是C.唯一值是D.同一方向上,可有不同的值.【答案】B【解析】因为小球作直线运动,所以重力和电场力的合力沿轨迹方向,根据矢量的三角形法则可知当电场力垂直于运动轨迹时,电场力最小,所以有:,解得:,故选项B正确;根据矢量三角形法则可知电场力方向确定时,电场力的大小确定,故选项D错误.【考点】本题考查力和运动之间的关系及矢量三角形法则的应用.5.有两个共点力,大小分别是3N和5N,则它们的合力大小()A.最大为10N B.最小为2NC.可能为15N D.可能为1N【答案】B【解析】两个共点力F1、F2合力范围,故3N、5N两力的合力范围为,只有选项B正确。
专题2.3 力的合成与分解1. 判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力。
(√)(2)合力及其分力可以同时作用在物体上。
(×)(3)合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析.(√)(4)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替。
(√)(5)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则。
(√)(6)3 N的力能够分解成5 N和3 N的两个分力.( √)(7)两个力的合力一定比其分力大。
(×)(8)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.(√)(9)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形。
(√)(10)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。
(×)2. 有三个力,一个力是12 N,一个力是6 N,一个力是7 N,则关于这三个力的合力,下列说法正确的是( )A.合力的最小值为1 N B.合力的最小值为零C.合力不可能为20 N D.合力可能为30 N【答案】B3. 如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ的变化而变化的图象,则这两个力的大小分别为 ( )A.2 N,3 N B.3 N,2 NC.4 N,1 N D.4 N,3 N【答案】D.4. 如图所示,物体静止于光滑水平面M上,水平恒力F1作用于物体,现要使物体沿着OO′方向做直线运动(F1和OO′都在M平面内).那么必须同时再加一个力F2,则F2的最小值是( )A.F1cos θB.F1sin θ C.F1tan θ D.F1tan θ【答案】B.【解析】要使物体沿OO′方向做直线运动,则物体受到的合力F沿OO′方向,如图,由三角形定则知,当F2方向垂直OO′时,F2有最小值,为F2=F1sin θ,B正确.4. 已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N,则 ( )A.F1的大小是唯一的B.F2的方向是唯一的C.F2有两个可能的方向D.F2可取任意方向【答案】C.【解析】由F1、F2和F的矢量三角形并结合几何关系可以看出:当F2=F20=25 N时,F1的大小是唯一的,F2的方向也是唯一的.因F2=30 N>F20=25 N,所以F′的大小有两个,即F1′和F1″,F2的方向也有两个,即F2′的方向和F2″的方向,故C正确.课堂讲练● 典例分析考点一关于合力与分力概念的理解【典例1】(多选题) 物体在斜面上保持静止状态,下列说法错误的是( )A.重力可分解为沿斜面向下的力与对斜面的压力B.重力沿斜面向下的分力与斜面对物体的静摩擦力相平衡C.物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力D.重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力相平衡【答案】AC【反思总结】1.合力与分力(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力.(2)关系:合力与分力是等效替代关系;合力与分力没有必然的大小联系2.共点力:作用在一个物体上,作用线或作用线的延长线交于一点的几个力.如图1甲、乙、丙所示均是共点力.3.在对物体受力分析时:利用合成所求合力不能作为物体的受力,利用分解所求分力不能作为物体的受力【跟踪短训】1.下列关于合力的叙述中正确的是( )A.合力是原来几个力的等效代替,合力的作用效果与分力的共同作用效果相同B.两个力夹角为θ(0≤θ≤π),它们的合力随θ增大而增大C.合力的大小总不会比分力的代数和大D.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算【答案】AC考点二 共点力的合成【典例2】图甲为著名选手戴伟彬在2013年9月全运会上的射箭场景.已知弓的顶部跨度为l ,弦均匀且弹性良好,其自由长度为l.发射时弦和箭可等效为图乙的情景,假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹在类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去.已知弦的劲度系数为k ,发射箭时弦的最大长度为2l(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)( )A .kl B.32kl C.3kl D .2kl 【答案】C【解析】弓发射箭的瞬间,受力如图.设放箭处弦的弹力分别为F 1、F 2,合力为F ,则F 1=F 2=k(2l -l)=kl ,F =2F 1·cos θ,由几何关系得cos θ=32,所以,箭被发射瞬间的最大弹力为F =3kl ,C 项正确. 【反思总结】1.共点力合成的常用方法(1)作图法:从力的作用点起,按同一标度作出两个分力F 1和F 2的图示,再以F 1和F 2的图示为邻边作平行四边形,画出过作用点的对角线,量出对角线的长度,计算出合力的大小,量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向(如图所示)。
第04讲 力的合成和分解1.下列四组共点力分别作用在同一个物体上,不可能使物体保持静止状态的是( ) A .1N 3N 5N 、、 B .2N 4N 6N 、、 C .3N 4N 5N 、、 D .4N 4N 4N 、、 2.分力和合力大小关系为( ) A .合力总是大于每一个分力 B .合力至少比一个分力大C .两分力大小不变,夹角(在0°~180°范围内)增大时,合力一定增大D .两分力1F 和2F 的夹角不变,1F 大小不变,增大2F ,合力的大小可能不变3.如图所示,作用在一个物体上的六个共点力的大小分别为F 、2F 、3F 、4F 、5F 、6F ,相邻两力间的夹角均为60°,其合力大小为( )A .FB .2FC .6FD .04.弩是一种装有臂的弓,主要由弩臂、弩弓、弩箭和弩机等部分组成。
当弩发射时先张开弦,将其持于弩机的“牙”上,将箭矢装于“臂”上的箭槽内,通过“望山”进行瞄准后,扳动“悬刀”使“牙”下缩,弦脱钩,利用张开的弓弦急速回弹形成的动能,高速将箭射出。
如图所示,某次发射弩箭的瞬间(“牙”已经下缩),两端弓弦的夹角为120°,弓弦上的张力大小为T F ,则此时弩箭收到的弓弦的作用力大小为( )A .T 2FB TC .T FD T 5.如图所示,小物块静止在光滑水平冰面上,要使小物块沿OO '方向运动,在施加水平向左拉力1F 的同时还需要再施加一个力2F ,2F 的最小值为( )A .21sin F F θ=B .21cos F F θ=C .21tan F F θ=D .12sin F F θ=6.如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg 分解为1F 、2F 两个力,下列结论正确的是( )A .1F 就是物体受到的下滑力B .物体受N 、1F 、2F 三个力作用C .物体受mg 、N 两个力作用D .1F 、2F 二个分力共同作用的效果跟支持力N 的作用效果相同7.某质点在同一平面内同时受三个共点力作用的四种情况分别如图甲、乙、丙、丁所示,已知图中每个正方形方格的边长表示大小为1N 的力,则关于该质点所受合外力大小的说法错误的是( )A .图甲中质点所受的合外力大小等于4NB .图乙中质点所受的合外力大小等于5NC .图丙中质点所受的合外力等于0D .图丁中质点所受的合外力等于3N8.传统手工榨油利用“油锤”撞击“进桩”挤压油饼出油,如图甲所示。
力的合成与分解--高二物理专题练习一、共点力的合成1.合力的大小范围(1)两个共点力的合成:|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小;当两力同向时,合力最大。
(2)三个共点力的合成①最大值:三个力共线且同向时,其合力最大,为F1+F2+F3.②最小值:任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和.2.共点力合成的方法(1)作图法.(2)计算法.3.几种特殊情况的共点力的合成二、力分解的两种常用方法1.效果分解法按力的作用效果分解(思路图)2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力F 1、F 2、F 3、…作用,求合力F 时,可把各力向相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力F x =F x 1+F x 2+F x 3+…y 轴上的合力F y =F y 1+F y 2+F y 3+…合力大小F =F 2x +F 2y 合力方向:与x 轴夹角为θ,则tan θ=Fy F x.1.如图所示,是两个共点力的合力F 的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图象,则这两个力的大小分别是()A .1N 、4NB .2N 、3NC .1N 、5ND .2N 、4N【答案】B【详解】两个力夹角为0°时,则F 1+F 2=5N 两个力夹角为180°时,则121N F F -=可得F 1=3N ,F 2=2N 故选B 。
2.如图,是石拱桥的简化示意图。
它是用四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中,第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.如图所示,放在光滑水平桌面上的物体m2,通过跨过定滑轮的绳和物体m1相连.释放m1后系统加速度大小为a1.如果取走m1,用大小等于m1所受重力的力F向下拉绳,m2的加速度为a2,则(不计滑轮摩擦及绳的质量)()A.a1<a2 B.a1=a2 C.a1>a2 D.a2=a1/2【答案解析】A【考点】牛顿运动定律的综合应用;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.【分析】当在绳的B端挂一质量为m的物体时,对整体分析,运用牛顿第二定律求出加速度的大小,当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,对A分析,运用牛顿第二定律求出加速度的大小,然后进行比较.【解答】解:当在绳的B端挂一质量为m的物体时,对整体分析,有:mg=(M+m)a1,则有:a1=当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,对A分析,有:mg=Ma2,a2=则a1<a2;故选:A2.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、7N,若三力同时作用于某一物体,则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为A.17N、3NB.17N、0C.9N、0D.5N、3N【答案解析】B试题分析:当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即F=4N+6N+7N=17N.4N、6N的最大值为10N,最小值为2N,因此7N在最大与最小之间,因此三个力合力能够为零,则合力最小值为0.故选:B.考点:力的合成。
3.一质量为10kg的物体,受到大小分别为2N、4N、5N的作用,其合力最小为多少牛:A.3 N B.11N C.0 N D.无法确定【答案解析】C试题分析:2N、4N的合力范围为2N到6N,而5N在此范围内,则最小值为0N;故C正确,ABD错误.故选C。
考点:力的合成【名师点睛】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,合力范围为:|F1+F2|≥F≥|F1-F|.4.两个大小相等同时作用于同一物体的共点力,当它们间的夹角为90°时,其合力大小为F;当它们间的夹角为120°时,合力的大小为()A.2F B. F C. D. F【答案解析】B【考点】力的合成.【分析】两个大小相等的共点力F1、F2,当它们间夹角为90°时可以根据勾股定理计算出力的大小,在夹角为120°时,合力与分力的大小时相等,从而求出合力的大小.【解答】解:当两个力之间的夹角为90°时合力大小为F,根据勾股定理,知:F1=F2=.当两个力夹角为120°时,根据平行四边形定则知:F合=F1=.故B正确,A、C、D错误.故选:B.5.两个共点力互相垂直,大小分别为3N和4N.合力为()A.1N B.3N C.5N D.7N【答案解析】C【考点】力的合成.【分析】F1、F2为两个相互垂直的共点力,根据勾股定理课求得F的大小,从而即可求解.【解答】解:F1、F2为两个相互垂直的共点力,F1的大小等于3N,F2的大小等于4N,所以根据勾股定理可得,F=N=5N,故C正确,ABD错误;故选:C.6.下面关于合力和它的两个分力的关系的叙述中,正确的是( )A.合力一定大于其中任意的一个分力B.合力有可能小于其中任意一个分力C.两个分力的大小不变夹角在0~180°之间变化,夹角越大,其合力也越大D.两个力和的夹角不变,大小不变,只要增大,合力F就一定增大【答案解析】B试题分析:根据平行四边形定则,合力可以大于分力、或小于分力、或等于分力,A错误B 正确;根据力的平行四边形定则可知,在0~180°间,两个分力的夹角越大,合力的大小越小,故C错误;如果夹角不变,大小不变,只要增大,合力F可以减小,也可以增加,故C错误;考点:考查了力的合成【名师点睛】对于力的合成中合力的大小不能盲目下结论,因根据平行四边形或一些实例进行分析判断.7.(多选)三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们合力F的大小,下列说法中正确的是()A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F可能比F1、F2、F3中的某一个小C.若F1:F2:F3=3:6:8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零D.若F1:F2:F3=3:6:2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零【答案解析】BC试题分析:三个力的合力最小值不一定为零,三个力最大值等于三个力之和.故A错误.合力可能比三个力都大,也可能比三个力都小.故B正确.若F1:F2:F3=3:6:8,设F1=3F,则F2=6F,F3=8F,F1、F2的合力范围为,8F在合力范围之内,三个力的合力能为零.故C 正确.若F1:F2:F3=3:6:2,设F1=3F,则F2=6F,F3=2F,F1、F2的合力范围为,2F不在合力范围之内,三个力的合力不可能为零.故D错误.故选BC。
高考物理复习辅导力的合成与分解知识点
我们在进行力的学习时,不可避免的会遇到受力分析。
以下是力的合成与分解知识点,请考生认真阅读。
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2
(F1F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2(余弦定理) F1F2
时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2||F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcos,Fy=Fsin(为合力与x轴之间的夹角tg=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力
的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
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第4课 力的合成与分解
1.力的合成
a.运用力的合成中合力与分力大小的结论解决问题
(1)(2018改编,6分)三个共面的共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们的合力F的大小,
下列说法中正确的是( )
A.无论F1、F2、F3如何取值,F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3
B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大
C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力F为0
D.若不能通过平移使三个力组成三角形,则它们的合力F一定不为0
答案:C
解析:三个共点力的合力的最小值能否为零,取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力
范围内,由于三个力大小未知,所以三个力的合力的最小值不一定为0,故A项错误。合力
不一定大于分力,故B项错误。当三个力的大小分别为3a、6a、8a时,其中任何一个力都
在其余两个力的合力范围内,故C项正确。当三个力共线时,它们不能通过平移组成三角
形,但是它们的合力可能为0,故D项错误。
b.先作图再结合三角形知识分析力的合成实际问题
(2)(2014山东理综,6分)如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成
一简易秋千。某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时,
F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1不变,F2变大
B.F1不变,F2变小
C.F1变大,F2变大
D.F1变小,F2变小
答案:A
解析:木板静止时受重力和两绳拉力平衡,故合力为0,即F1=0。如图所示,由正弦定理
得mgsin(π-2θ)=F2sin θ,解得F2=mg2cos θ。由题可知,剪短绳子,θ变大,故F2变大,故A
项正确。
2.力的分解
a.运用图解法分析分力的方向和大小问题
(3)(经典题,6分)已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,
分力F2的大小为30 N,则( )
A.F1的大小是唯一的 B.F2的方向是唯一的
C.F2有两个可能的方向 D.F2可取任意方向
答案:C
解析:由F1、F2和F的矢量三角形并结合几何关系可以看出,当F2=F20=25 N时,F1的
大小是唯一的。F2的方向也是唯一的。因F2=30 N>F20=25 N,所以F1的大小有两个,即
F1′和F1″,F2的方向也有两个,即F
2′的方向和F2
″的方向,故C项正确。
b.用作图法解决力的分解实际问题
(4)(经典题,8分)重力为G的物体静止在倾角为α的固定斜面上,现对物体施加一个与斜面
垂直的压力F,如图所示,求物体对斜面的压力和摩擦力的大小。
答案:F+Gcos α;Gsin α(8分)
解析:将物体所受的力正交分解在垂直斜面方向与平行斜面方向,如图所示(3分)
平行斜面方向,物体所受的摩擦力大小
f=Gsin α(2分)
垂直斜面方向,物体所受的支持力大小
FN=F+Gcos α(2分)
由牛顿第三定律得物体对斜面的压力大小FN′=FN=F+Gcos α,物体对斜面的摩擦力大小
f′=f=Gsin α(1分)
(5)(多选)(经典题,6分)如图所示,用轻绳OA、OB和OC将重为G的重物悬挂在水平天花
板和竖直墙壁之间处于静止状态,AO绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为θ。则AO绳的拉
力FA、OB绳的拉力FB的大小与G之间的关系为( )
A.FA=Gtan θ B.FA=Gtan θ C.FB=Gcos θ D.FB=Gcos θ
答案:AC
解析:法一(力的作用效果分解法)
以结点O为研究对象,绳子OC的拉力FC等于重物重力G。将FC沿AO和BO方向分解,
两个分力分别为FA′、FB′,如图(a)所示,可得ACFF=tan θ,CBFF=cos θ,又FA′=FA,F
B
′=
FB,所以FA=Gtan θ,FB=Gcos θ ,故A项、C项均正确。
法二(正交分解法)结点O受到三个力作用FA、FB、FC,如图(b)所示。
由水平方向受力平衡和竖直方向受力平衡,列方程得FBcos θ=FC=G,FBsin θ=FA,解得
FA=Gtan θ,FB=Gcos θ,故A项、C项均正确。
经典语录
1、最疼的疼是原谅,最黑的黑是背叛。
2、我有没有跟你说过爱是我不变的信仰,我有没有告诉过你爱就是永远把一
个人放在心上。
3、我们生活在同一个温暖的水域,也许偶尔会被水草缠绕,但因为彼此温暖
的呼吸,相信都不会是死结。如果我说我爱你,我一直爱你,不知道你会不会相信?
4、恋爱就是这么突如其来的一件事,从开始到慢慢进行,每一个细节都不可
思议百转千回。
5、爱情只是宿命摆下的一个局。
6、幸福是什么。幸福,是照射在脸上的温暖阳光,瞬间就成了阴影。
7、我独自守候着岁月的轮回,等待那千年的梦。蓦然回首,青春的花,在那
烟雨蒙蒙中遗失了心,却在这和煦阳光下找到了魂。终于了悟了那埋藏已久的心。
于是,我轻轻的笑了。
8、人犹如深海里浮浮沉沉,一波一波的海水带着压力冲过来,要将自己深深
地淹没,再淹没。
9、爱情如果只剩下同情,就算回到身边,又有何意义?
10、友情其实和爱情一样,很多的时候,距离才可以让彼此懂得。
11、爱一个人不是要拥有他,只要在远方默默地注视他,也就心满意足。
12、有一种隐忍其实是蕴藏着的一种力量,有一种静默其实是惊天的告白。
13、孤单不是与生俱来,而是由你爱上一个人的那一刻开始。
14、结婚时,会说“我愿意”。愿意什么呢?不是愿意爱你,而是愿意只爱你。
不是愿意和你在一起,而是愿意只和你一起。不是愿意得到你,而是愿意为你而放
弃别人。不是愿意接受幸福,而是愿意给你幸福。这句“我愿意”,是个天大的承
诺,代表唯一、忠诚和责任……你愿意么?
15、希望的未来那么遥远,不想面对的将来总是不期而遇,对未来抱有不切实
际幻想,以及对未来残酷认识不足,使人产生上面判断,对影响未来主要因素的变
化判断准确,就能把握事物未来结果,采取行动应对,能使未来向好,既便困难到
来,也会有所准备使损害最小,应对未来有效手段是立足当下,采取行动。
16、一句我等你,不知道需要多大的勇气。它远比我爱你三个字,更需要勇气。
不是每个人你都愿意等待,也不是所有人都值得你去等待。一句我等你,包含了很
多的无奈,心酸,苦涩。或许是爱不到,或许是不能爱,无论怎样,我等你这个承
诺,远比我爱你更动听。可是有多少的爱情经得起等待。