力的正交分解和三角形法则

受力分析力学基础力的三要素大小方向作用点力的性质物质性：不能脱离物体相互性：受力物体与施力物体同时存在力的作用效果力的分类三种主要的力重力弹力摩擦力定义：由于地球对物体的吸引而产生的力（不是吸引力）施力物体：地球产生的条件弹力有无的判断不同场景下弹力的方向力的分解法则注意分解合力时，分力实际不存在力的分解的可能性力的合成有唯一解，无特殊限制的分解有无数解按效果分解正交分解力的合成合力与分力计算法则特殊角的合成矢量性有方向运算符合平行四边形法则改变物体的运动状态使物体产生形变性质力效果力重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、核力压力、阻力、动力、支持力、拉力、推力大小：G=mgg 特点：近大远小方向：竖直向下作用点：物体的重心形状规则、质量分布均匀圆环、球壳、L 形不规则物体（薄板）几何中心重心不一定在物体上悬挂法原理：重心一定在悬线的延长线上接触弹性形变自己的形变对别人产生弹力总结弹力方向与施力物体恢复形变方向相同与受力物体恢复形变方向相反与施力物体形变方向相反与受力物体形变方向相同撤除法撤除接触物体，物体不动，无弹力面接触绳弹簧垂直于接触面、公切面只能提供沿绳方向拉力（单方向）提供沿弹簧方向的拉力与支持力（双方向）轻杆活杆（铰链）死杆沿杆方向的拉力或支持力任意方向（根据受力平衡来判断力的方向）胡克定律表达式：F=kx适用条件弹簧图像k ：弹簧的劲度系数x ：弹簧的形变量只与弹簧本身有关单位：N/m N/cmF ：弹簧的弹力大小轻质弹簧-理想化模型不超过弹性限度两端弹力等大反向斜率为k小推论：△F=k △l△l ：长减短△F ：同减异加条件接触面粗糙接触并挤压（有弹力）发生相对运动（趋势），与运动无关分类滑动摩擦静摩擦滚动摩擦方向与相对运动（趋势）方向相反假设接触面光滑，物体运动方向即为相对运动趋势方向既可以是动力，也可以是阻力大小静摩擦力的大小滑动摩擦力的大小二力平衡最大静摩擦力：f 最大>μN 实际静摩擦力：0<f<f 最大f=μN （N 为正压力）作用效果相同，等效替代不同时存在（有你没我）平行四边形法则（起点重合）三角形法则（首尾相连）两力垂直两力等大，夹角为θ两力等大，夹角为120°合力与分力的关系两分力大小确定二力合成范围三力合成范围θ增大（减小），F 减小（增大）丨F1-F2丨≤F 合≤丨F1+F2丨F1+F2+F3一大减两小，负值就取零平行四边形法则三角形法则已知两分力方向，唯一解已知一分力大小、方向，唯一解已知两分力大小，两解已知一分力大小、另一分力方向，需讨论F1=Fsin θ，唯一解H>F1>Fsin θ，两解F1>F ，唯一解F1<Fsin θ，无解分力大小共四个条件，给出2个有确定解看效果定分力方向做平行四边形，根据几何关系算大小建系分解分别求x 轴和y 轴上分力的合力求合力使尽量多的力落在坐标轴上（少分解）将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上，利用三角函数求出分力大小大小方向合力与x 轴夹角为θ正交分解共点力的平衡共点力正交分解法步骤定义：有共同的作用点或延长线交于一点共点力平衡状态：静止或匀速直线运动条件：所受合外力为零步骤建系分解列平衡方程三角函数求解分力大小小结论：物体能够在斜面匀速滑动的条件μ=tan θ三力平衡静态平衡动态平衡选取研究对象：处于受力平衡的物体构建三角形解三角形1、图解法（一恒一变一定向）2、相似三角形法（一恒两变）3、旋转圆法（恒力对恒角）受力分析构建三角形看形状定大小多物体的平衡受力分析解题步骤分析外力：整体法分析内力：隔离法对整体受力分析，列平衡方程隔离单个物体进行受力分析，列平衡方程联立平衡方程求解平衡。

2、三物块均静止。求：A，B，C所受摩擦力的大小和方 向。 A B F1=10N
F2=5N
C
（二）
力的合成与分解 的方法
1、力的合成法
在求某个力时先据力的合成法做平行 四边形，再求解
. 如图所示，轻绳OA一端系在天花板上，与竖直线
夹角370，轻绳OB水平，一端系在墙上，O点处 挂一重为40N的物体。求：AO，BO的拉力各为 多大？
B C
F
C
FB
G
2、隔离研究对象 将研究对象从周围的物体中隔离出来，并
分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用。 假设我们分析物体A A B C
FA
A GA 假设我们分析物体B
假设我们分析物体C FC C
FB
B FA ′ GB
FB ′ GC
3 要养成按步骤分析力的习惯。
对物体进行受力分析的次序是：先重力、再弹力、 摩擦力，然后其它力（电场力、磁场力等）
• 如图所示，物体受到大小相等的两个拉力 作用，每个拉力都是2000 N，夹角是50°， 求这两个力的合力.（要求用作图法和计算 法分别求解.
4、力的三角形法则
三角形定则
三 角 形 定 则
两个矢量首尾相接， 从第一个矢量的始端指 向第二个矢量的末端的 有向线段就表示合矢量 的大小和方向.
A
B
三角形定则与平行四边形定则实质一样．
• 利用相似三角形解决力的合成与分 解问题，关键是要找准相似三角形， 以及计算时要盯准对应边，才可以 很好的解决问题。
9、图解法
图解法就是用图解得方式来分析力的变化
• ．如图所示，在倾角为α的斜面上，重为G的小球
被竖直的木板挡住，不计一切摩擦，则当木板逐 渐向左转动到水平的过程中，小球对斜面的压 力 ，小球对木板的压力 。（填变大、变 小或不变） 导学案P58典例精析3 导学测评p39（4）P41（7）

对点激活 1. [对合力与分力关系的理解]两个共点力F1与F2的合力大小 为6 N，则F1与F2的大小可能是( A. F1＝2 N，F2＝9 N C. F1＝1 N，F2＝8 N
B
) B. F1＝4 N，F2＝8 N D. F1＝2 N，F2＝1 N
【小题快练】 1.(多选)作用在同一点上的两个力,大小分别是5 N和4 N,则它们的 合力大小可能是( A.0 B.5 N
3.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力
最大的是( C )
知识点3
矢量和标量
方向 的物理量,叠加时遵循___________ 平行四边形 定则, 1.矢量：既有大小又有_____ 如速度、力等。 方向 的物理量,求和时按算术法则相加,如路 2.标量：只有大小没有_____ 程、动能等。
4.如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α 的
斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和
平行斜面向下的力F2,那么( B )
A.F1就是物体对斜面的压力
B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为Gcosα
C.F2就是物体受到的静摩擦力
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力
裹片对弹丸的最大作用力为(
A.kL B.2kL C.
3 kL 2
D
)
D.
15 kL 2
【变式1+1】 1.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来,忽略滑 轮和绳的重力及一切摩擦,使得0°<θ <180°,整个系统处于平衡状态, 关于m1、m2的大小关系应为( BCD ) A.m1必大于m2 C.m1可能等于m2 B.m1必大于
(2)正交分解

第3讲力的合成与分解目标要求 1.会应用平行四边形定则及三角形定则求合力.2.能利用效果分解法和正交分解法计算分力.3.知道“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”的区别．考点一共点力的合成1．合力与分力(1)定义：如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力叫作那几个力的合力，那几个力叫作这个力的分力．(2)关系：合力与分力是等效替代关系．2．力的合成(1)定义：求几个力的合力的过程．(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的分力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．如图甲所示，F1、F2为分力，F为合力．②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量．如图乙所示，F1、F2为分力，F为合力．1．合力和分力可以同时作用在一个物体上．(×)2．两个力的合力一定比其分力大．(×)3．当一个分力增大时，合力一定增大．(×)1．求合力的方法作图法作出力的图示，结合平行四边形定则，用刻度尺量出表示合力的线段的长度，再结合标度算出合力大小.计算法根据平行四边形定则作出力的示意图，然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力.2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.①两个力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小．②当两个力反向时，合力最小，为|F1－F2|；当两个力同向时，合力最大，为F1＋F2.(2)三个共点力的合力大小的范围①最大值：三个力同向时，其合力最大，为F max＝F1＋F2＋F3.②最小值：如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内，则其合力的最小值为零，即F min＝0；如果不处于，则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和，即F min＝F1－(F2＋F3)(F1为三个力中最大的力)．考向1合力大小的范围例1(多选)两个共点力F1、F2大小不同，夹角为α(0<α<π)，它们的合力大小为F，则() A．F1、F2同时增加10 N，F也增加10 NB．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍C．F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变D．若F1、F2都增大，但F不一定增大答案BD解析F1、F2同时增加10 N，根据平行四边形定则合成之后，合力的大小增加不一定是10 N，故A错误；根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，故B正确；F1增加10 N，F2减少10 N，F可能变大或变小，也可能不变，故C错误；若F1、F2都增大，根据平行四边形定则可知F不一定增大，故D正确．考向2作图法求合力例2 一物体受到三个共面共点力F 1、F 2、F 3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是( )A ．三力的合力有最大值F 1＋F 2＋F 3，方向不确定B ．三力的合力有唯一值3F 3，方向与F 3同向C ．三力的合力有唯一值2F 3，方向与F 3同向D ．由题给条件无法求合力大小 答案 B解析 先以力F 1和F 2为邻边作平行四边形，其合力与F 3共线，大小F 12＝2F 3，如图所示，F 12再与第三个力F 3合成求合力F 合，可得F 合＝3F 3，故选B.考向3 解析法求合力例3 (2023·山东省武城县第二中学高三检测)射箭是奥运会比赛项目之一，如图甲为运动员射箭的场景．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，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53l (在弹性限度内)，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.1615kl C.3kl D ．2kl答案 B解析 弦的张力F ＝k (53l －l )＝23kl ，由力的合成得弦对箭的作用力F ′＝2F cos θ，又sin θ＝l 256l ＝35(θ为箭与弦的夹角)，解得F ′＝1615kl ，故选B.考点二 力的分解的两种常用方法1．力的分解是力的合成的逆运算，遵循的法则：平行四边形定则或三角形定则． 2．分解方法(1)按力产生的效果分解； (2)正交分解．如图，将结点O 的受力进行分解．1．合力与它的分力的作用对象为同一个物体．( √ )2．在进行力的合成与分解时，都能应用平行四边形定则或三角形定则．( √ ) 3．2 N 的力能够分解成6 N 和3 N 的两个分力．( × )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)再根据两个分力方向画出平行四边形． (3)最后由几何知识求出两个分力的大小和方向．2．力的正交分解法(1)建立坐标轴的原则：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． (2)多个力求合力的方法：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 x 2＋F y 2若合力方向与x 轴夹角为θ，则tan θ＝F y F x .考向1 按照力的效果分解力例4 刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈，如图是斧头劈木柴的情景．劈的纵截面是一个等腰三角形，使用劈的时候，垂直劈背加一个力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．设劈背的宽度为d ，劈的侧面长为l ，不计斧头自身的重力，则劈的侧面推压木柴的力的大小为( )A.d l FB.l d FC.l 2d FD.d 2l F 答案 B解析 斧头劈木柴时，设两侧面推压木柴的力分别为F 1、F 2，且F 1＝F 2，利用几何三角形与力的三角形相似有 d F ＝l F 1＝l F 2，得推压木柴的力F 1＝F 2＝ldF ，所以B 正确，A 、C 、D 错误．考向2 力的正交分解法例5 (2022·辽宁卷·4)如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态．蛛丝OM 、ON 与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)．用F 1、F 2分别表示OM 、ON 的拉力，则( )A ．F 1的竖直分力大于F 2的竖直分力B ．F 1的竖直分力等于F 2的竖直分力C ．F 1的水平分力大于F 2的水平分力D ．F 1的水平分力等于F 2的水平分力 答案 D解析 对结点O 受力分析可得，水平方向有F 1x ＝F 2x ，即F 1的水平分力等于F 2的水平分力，选项C 错误，D 正确；F 1y ＝F 1x tan α，F 2y ＝F 2xtan β，因为α>β，故F 1y <F 2y ，选项A 、B 错误． 考点三 “活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”1．活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，绳上的力是相等的，即滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，如图甲，滑轮B 两侧绳的拉力大小相等．2．死结：若结点不是滑轮，而是固定点时，称为“死结”结点，则两侧绳上的弹力大小不一定相等，如图乙，结点B 两侧绳的拉力大小不相等．3．动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆平衡时，杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则杆会转动．如图乙所示，若C 为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向． 4．定杆：若轻杆被固定，不发生转动，则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向，如图甲所示．考向1细绳上“死结”与“活结”模型例6如图，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态．现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的是()A．夹角θ将变小B．夹角θ将变大C．物体B位置将变高D．绳子张力将增大答案 C解析因为绳子张力始终与物体B的重力平衡，所以绳子张力不变，因为物体A的重力不变，所以绳子与水平方向的夹角不变，因为绳子一端从P点缓慢移到Q点，所以物体A会下落，物体B位置会升高，故选C.例7如图所示，用两根能承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO(AO>BO)悬挂一个中空铁球，当向球内不断注入铁砂时，则()A．绳AO先被拉断B．绳BO先被拉断C．绳AO、BO同时被拉断D．条件不足，无法判断答案 B解析依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示．据图可知F B>F A，又因为两绳承受的最大拉力相等，故当向球内不断注入铁砂时，BO绳先断，选项B正确．考向2 “动杆”与“定杆”模型例8 如图甲所示，轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的光滑定滑轮挂住一个质量为m 1的物体，∠ACB ＝30°；图乙所示的轻杆HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G 通过细绳EG 拉住，EG 与水平方向成30°角，轻杆的G 点用细绳GF 拉住一个质量为m 2的物体，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．图甲中BC 对滑轮的作用力大小为m 1g 2B ．图乙中HG 杆受到绳的作用力大小为m 2gC ．细绳AC 段的拉力F AC 与细绳EG 段的拉力F EG 的大小之比为1∶1D ．细绳AC 段的拉力F AC 与细绳EG 段的拉力F EG 的大小之比为m 1∶2m 2 答案 D解析 题图甲中是一根绳跨过光滑定滑轮，绳中的弹力大小相等，两段绳的拉力大小都是m 1g ，互成120°角，则合力的大小是m 1g ，方向与竖直方向成60°角斜向左下方，故BC 对滑轮的作用力大小也是m 1g ，方向与竖直方向成60°角斜向右上方，A 选项错误；题图乙中HG 杆受到绳的作用力大小为3m 2g ，B 选项错误；题图乙中F EG sin 30°＝m 2g ，得F EG ＝2m 2g ，则F AC F EG ＝m 12m 2，C 选项错误，D 选项正确． 课时精练1．三个共点力大小分别是F 1、F 2、F 3，关于它们合力F 的大小，下列说法正确的是( ) A ．F 大小的取值范围一定是0≤F ≤F 1＋F 2＋F 3 B ．F 至少比F 1、F 2、F 3中的某一个力大C ．若F 1∶F 2∶F 3＝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 C解析三个大小分别是F1、F2、F3的共点力合成后的最大值一定等于F1＋F2＋F3，但最小值不一定等于零，只有当某一个力的大小在另外两个力的合力范围内时，这三个力的合力才可能为零，选项A错误；合力可能比三个力都大，也可能比三个力都小，选项B错误；合力能够为零的条件是三个力的矢量箭头能组成首尾相接的三角形，任意两个力的和必须大于第三个力，选项D错误，C正确．2.用两根等长轻绳将木板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，但仍保持两绳等长且悬点不变．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解析由于木板始终处于静止状态，因此维修前、后合力F1都是零，保持不变，两轻绳各剪去一段后，长度变短，悬挂木板时，轻绳与竖直方向的夹角变大，根据力的合成知，合力不变，两分力夹角变大时，两分力变大，故A正确，B、C、D错误．3．(多选)为使舰载机在几秒内迅速停在航母上，需要利用阻拦索将舰载机拦停(如图甲)，此过程可简化为如图乙所示模型，设航母甲板为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母甲板平行．舰载机从正中央钩住阻拦索，实现减速．阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，下列说法正确的是()A．舰载机落在航母上钩住阻拦索时，只受重力、阻拦索的弹力和航母甲板的摩擦力三个力作用B．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，阻拦索对飞机的弹力在变大C．当阻拦索被拉至夹角为120°时，设阻拦索的张力为F，则阻拦索对舰载机的弹力大小为FD．舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力一直在变大答案BC解析舰载机受重力、阻拦索的弹力、航母施加的摩擦力与支持力四个力作用，故A错误；阻拦索的长度变长，张力变大，对飞机作用的是阻拦索上两个分力的合力，夹角变小，合力变大，故B正确；如图，阻拦索的张力夹角为120°时，F合＝F，故C正确；由滑动摩擦力f滑＝μN＝μmg，故舰载机所受摩擦力不变，故D错误．4.(2023·江苏镇江市高三检测)如图所示一个“Y”形弹弓，两相同的橡皮条一端固定在弹弓上，另一端连接轻质裹片．若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的伸长量为L，橡皮条之间夹角为60°，则发射瞬间裹片对弹丸的作用力大小为()A.3kL B．23kL C．kL D．2kL答案 A解析每根橡皮条产生的弹力大小为F＝kL，夹角为60°，则合力大小为F合＝2F cos 30°＝3 kL，故选A.5.如图所示，有5个力作用于同一点O，表示这5个力的有向线段恰好构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知F1＝10 N，则这5个力的合力大小为()A．50 N B．30 NC．20 N D．10 N答案 B解析利用三角形定则可知，F2和F4的合力等于F1，F5和F3的合力也等于F1，所以这5个力的合力大小为3F1＝30 N，故选B.6.(2023·山西吕梁市模拟)如图所示，四根等长的细绳一端分别系于水桶上关于桶面圆心对称的两点，另一端被两人用同样大小的力F1、F2提起，使桶在空中处于静止状态，其中F1、F2与细绳之间的夹角均为θ，相邻两细绳之间的夹角均为α，不计绳的质量，下列说法正确的是()A．保持θ角不变，逐渐缓慢增大α角，则桶所受合力逐渐增大B．保持θ角不变，逐渐缓慢增大α角，则细绳上的拉力逐渐增大C．若仅使细绳变长，则细绳上的拉力变大D．若仅使细绳变长，则F1变大答案 B解析保持θ角不变，逐渐增大α角，由于桶的重力不变，则F1、F2会变大，由F1＝2T cos θ可知，绳上的拉力逐渐增大，但桶处于平衡状态，所受合力为零，选项A错误，B正确；保持α角不变，则F1、F2大小不变，若仅使绳变长，则θ角变小，由F1＝2T cos θ可知，绳上的拉力变小，选项C、D错误．7．(2023·浙江嘉兴市模拟)如图所示，某物体同时受到共面的三个共点力作用，坐标纸小方格边长的长度对应1 N大小的力．甲、乙、丙、丁四种情况中，关于三共点力的合力大小，下列说法正确的是()A．甲图最小B．乙图为8 NC．丙图为5 N D．丁图为1 N答案 D解析由题图可知，F甲＝2 N，方向竖直向上；F乙＝80 N，方向斜向右下；F 丙＝20 N，方向斜向左上；F丁＝1 N，方向竖直向上；则丁图的合力最小，为1 N，故选D.8.有一种多功能“人”字形折叠梯，其顶部用活页连在一起，在两梯中间某相对的位置用一轻绳系住，如图所示，可以通过调节绳子的长度来改变两梯的夹角θ.一质量为m的人站在梯子顶部，若梯子的质量及梯子与水平地面间的摩擦不计，整个装置处于静止状态，则()A．θ角越大，梯子对水平地面的作用力越大B．θ角越大，梯子对水平地面的作用力越小C．θ角越大，绳子的拉力越大D．θ角越大，人对梯子的压力越大答案 C解析对人和梯子整体进行分析，有mg＝N，根据牛顿第三定律可知，梯子对水平地面的作用力与水平地面对梯子的支持力等大，与θ角无关，故A、B错误；对一侧的梯子受力分析，受到人的沿梯子向下的作用力，地面的竖直向上的支持力(不变)，绳子的水平方向的拉力，如图，T＝N tan θ2，F人＝Ncosθ2，可知θ角越大，绳子的拉力越大，故C正确；对人受力分析，梯子对人的支持力大小等于人的重力，梯子对人的支持力与人对梯子的压力是相互作用力，大小与θ角无关，故D错误．9.(2023·福建省福州第一中学高三月考)如图为一小型起重机，A、B为光滑轻质滑轮，C为电动机．物体P和A、B、C之间用不可伸长的轻质细绳连接，滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动．当物体P静止时()A．滑轮A的轴所受压力可能沿水平方向B．滑轮A的轴所受压力一定大于物体P的重力C．当只将滑轮A向右移动时，A的轴所受压力变大D．当只将滑轮B向上移动时，A的轴所受压力变大答案 C解析滑轮A的轴所受压力为BA方向的拉力和物体P重力的合力，BA方向的拉力与物体P 的重力大小相等，设两力方向的夹角为θ，其变化范围为90°<θ<180°，根据力的合成法则可知，滑轮A的轴所受压力不可能沿水平方向，θ的大小不确定，滑轮A的轴所受压力可能大于物体P的重力，也可能小于或等于物体P的重力，故A、B错误；当只将滑轮A向右移动时，θ变小，两绳的合力变大，A的轴所受压力变大，故C正确；当只将滑轮B向上移动时，θ变大，两绳的合力变小，A的轴所受压力变小，故D错误．10.(多选)(2023·广东省模拟)如图，家用小型起重机拉起重物的绳子一端固定在起重机斜臂顶端，另一端跨过动滑轮A和定滑轮B之后与电动机相连．起重机正将重为G的重物匀速竖直上拉，忽略绳子与滑轮的摩擦以及绳子和动滑轮A的重力，∠ABC＝60°，则()A．绳子对定滑轮B的作用力方向竖直向下B．绳子对定滑轮B的作用力方向与BA成30°角斜向下C．绳子对定滑轮B的作用力大小等于GD．绳子对定滑轮B的作用力大小等于3 2G答案BD解析绳子对定滑轮B的作用力为BA和BC两段绳子弹力的合力，方向不可能竖直向下，故A 错误；重物匀速运动，则任意段绳子的弹力等于重力的一半，即G 2.由平行四边形定则可知，合力方向沿∠ABC 的角平分线，与BA 夹角为30°斜向下，大小为3G 2，故B 、D 正确，C 错误．11.如图所示是扩张机的原理示意图，A 、B 为活动铰链，C 为固定铰链，在A 处作用一水平力F ，B 就以比F 大得多的压力向上顶物体D ，已知图中2l ＝1.0 m ，b ＝0.05 m ，F ＝400 N ，B 与左侧竖直墙壁接触，接触面光滑，铰链和杆受到的重力不计，求：(1)扩张机AB 杆的弹力大小(用含α的三角函数表示)；(2)D 受到向上顶的力的大小．答案 (1)200cos αN (2)2 000 N 解析 (1)将力F 按作用效果沿AB 和AC 两个方向进行分解，如图甲所示，且F 1＝F 2，则有2F 1cos α＝F ，则扩张机AB 杆的弹力大小为F 1＝F 2cos α＝200cos αN(2)再将F 1按作用效果分解为N 和N ′，如图乙所示，则有N ＝F 1sin α，联立得N ＝F tan α2，根据几何知识可知tan α＝l b＝10，则N ＝5F ＝2 000 N.12．一重力为G 的圆柱体工件放在V 形槽中，槽顶角α＝60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相等，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为μ＝0.25，则：(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，如图乙所示，且保证工件对V 形槽两侧面的压力大小相等，发现工件能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)答案(1)0.5G(2)0.4G解析(1)分析圆柱体工件的受力可知，沿轴线方向受到拉力F和两个侧面对圆柱体工件的滑动摩擦力，由题给条件知F＝f，将工件的重力进行分解，如图所示，由平衡条件可得G＝F1＝F2，由f＝μF1＋μF2得F＝0.5G.(2)把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F1′＝F2′＝G cos 37°＝0.8G，此时工件所受槽的摩擦力大小f′＝2μF1′＝0.4G.。