力的合成和分解练习题及答案
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.选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分。
每小题给出的四个选项中, 只有一个选项是正确的)1.用手握瓶子,瓶子静止在手中,下列说法正确的是()A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子所受的重力B.手对瓶子的摩擦力等于瓶子所受的重力C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力2.—物体受绳的拉力作用由静止开始运动,先做加速运动,后做匀速运动,再做减速运动,则下列说法中正确的是()A.加速运动时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速运动时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力C.只有匀速运动时,绳拉物体的力才与物体拉绳的力大小相等D.不管物体如何运动,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等3.如图1,一把正常使用的自动雨伞,关于其中弹簧的状态,正确的说法是()(A)无论雨伞收起或打开,弹簧都受到压力。
(B)无论雨伞收起或打开,弹簧都受到拉力。
弹(C)雨伞打开时,弹簧受到压力;雨伞收起时,弹簧受到拉力。
(D)雨伞打开时,弹簧受到拉力;雨伞收起时,弹簧受到压力。
4•在机场和海港,常用输送带运送旅客和行李、货物。
如图2所示,a为水平输送带,b为倾斜输送带。
当行李箱随输送带一起匀速运动时,下列几种判断中正确的是()A.a、b两种情形中的行李箱都受到两个力作用B.a、b两种情形中的行李箱都受到三个力作用C.情形a中的行李箱受到两个力作用,情形b中的行李箱受到三个力作用D•情形a中的行李箱受到三个力作用,情形b中的行李箱受到四个力作用5.如图3所示,物体与水平面间的滑动摩擦力大小为20N,在向右运动的过程中,还受到一个方向向左的大小为15N的拉力作用,则物体受到的合力为()A.5N,向右B.5N,向左C.35N,向右D.35N,向左图36.如图4所示,在竖直光滑墙上用细线悬挂一重为G的小球,悬线与竖直方向0角,将重力G沿细线方向和垂直于墙的方向分解为Fi和F2,则它们的大小应为:()A.F=Gcos0,F=Gtan012B.F=Gcos0,F=Gsin012C.F=G/cos0,F=Gsin012D.F=G/cos0,F=Gtan012图图57.用如图8.如图6所示,小明要在客厅里挂一幅质量为1.0kg的画(含画框),画框背面有两个相距1.0m、位置固定的挂钩,他将轻质细绳两端分别固定在两个挂钩上,把画对称地挂在竖直墙壁的光滑钉子上,挂好后整条细绳呈绷紧状态。
力的合成与分解同步练习1. (多选)如图所示,一质量为m的物体与传送带一起向上匀速运动,传送带与水平方向成θ角,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ.下列关于此过程说法中正确的是()A.物体受到重力、摩擦力、支持力的作用B.由于惯性,物体不需要摩擦力的作用就能向上匀速运动C.物体受到的摩擦力的大小等于重力沿传送带向下的分力D.物体受到摩擦力的大小为μmgcosθ2.(单选)吊双杠是学生体育课上常见项目,下列图示为几种挂杠方式,其中最容易导致手臂拉伤的是()A. B. C. D.3.(单选)如图所示,质量m=0.5kg的小块放在倾角θ=30°的斜面上,受平行于斜面二个拉力F1和F2作用处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N.若撤去F1,则术块沿斜面方向受到的合力大小为()A. 10N B. 4.5NC. 5.5N D. 04.(单选)关于力的合成与分解,下列说法错误的是()123A. 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,一定能使合力为零6.两个共点力F1与F2,其合力为F,则().A.合力一定大于任一分力B.合力有可能小于某一分力C.分力F1增大,而F2不变,且它们的夹角不变时,合力F一定增大D.当两分力大小不变时,增大两分力的夹角,则合力一定减小7.在探究“力的合成”的实验中,橡皮条的一端同定在P 点,另一端被A 、B 两个弹簧秤拉伸至O 点,F 1、F 2分别表示A 、B 两个弹簧秤的读数,如图所示,使弹簧秤B 从图示位置开始顺时针缓慢转动,在这个过程中保持O 点和弹簧秤A 的拉伸方向不变,则在整个过程中两弹簧秤的读数F1、F 2的变化是( ) A . F 1减小,F 2减小B . F 1减小,F 2增大C . F 1减小,F 2先增大后减小D . F 1减小,F 2先减小后增大若缓慢转动挡板至与斜面垂直,在此过程中( )A.A 、B 两球间的弹力逐渐增大B.B 球对挡板的压力逐渐减小C.B 球对斜面的压力逐渐增大D.A 球对斜面的压力逐渐增大9.如图所示,力F1、F2、F3、F4在同一平面内构成共点力,其中F1=20 N 、F2=20 N 、F3=20 N 、F4=20 N ,各力之间的夹角在图中已标出,求这四个共点力的合力大小和方向.10.两个力合力的大小随这两个力夹角θ变化的情况如图所示,由图中提供的数据求出这两个力的大小.11.用轻绳将小球悬于O 点,力F 拉住小球使悬线偏离竖直方向600角,小球处于平衡状态,要使F 有最小值,F 与竖直方向的夹角θ是( )A.900B.600C.300D.00。
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.。
高中物理必修一【力的合成与分解】典型题1.物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动,若F1、F2、F3三个力不共线,则这三个力可能选取的数值为()A.15 N、5 N、6 N B.3 N、6 N、4 NC.1 N、2 N、10 N D.1 N、6 N、7 N解析:选B.物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动,则三个力的合力必定为零,只有B选项中的三个力的合力可以为零且三个力不共线,B正确.2. (多选)一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车下列说法正确的是()A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B.拉力与摩擦力的合力大小等于车和小孩重力大小C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D.小孩和车所受的合力为零解析:选CD.小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力,根据共点力平衡条件,拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力,故选项A错误;拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡,重力、支持力的合力竖直向下,故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上,故选项B错误,C正确;小孩和车做匀速直线运动,故所受的合力为零,故选项D正确.3.如图所示是轿车常用的千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起.当车轮刚被顶起时,汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°.下列判断正确的是()A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 NC.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将减小解析:选D.汽车对千斤顶的压力大小为1.0×105 N,根据牛顿第三定律,千斤顶对汽车的支持力也为1.0×105 N,B项错误;两臂夹角为120°,由力的合成可知千斤顶每臂受到的压力为1.0×105 N,A项错误;继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶两臂夹角减小,每臂受到的压力减小,C项错误,D项正确.4.(多选)如图所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图.一根绳绕过两个定滑轮后两端各挂着一个相同质量的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内.如果要增大颈椎所受的拉力,可采取的办法是()A.只增加绳的长度B.只增加重物的重量C.只将手指向下移动D.只将手指向上移动解析:选BC.对力进行合成,可知颈椎所受的拉力F=2mg cos θ,增加mg或减小θ,都可以增大F,选项B、C正确.5.如图所示,一个“U”形弹弓顶部跨度为L,在左、右顶部分别连接两根相同的橡皮条,橡皮条均匀且弹性良好,其自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去.若橡皮条伸长时的弹力满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内),则弹丸被发射过程中所受的最大合力为()A.152kL B.32kLC.2kL D.kL解析:选A.当橡皮条伸长L时,弹力最大,为kL,弹丸受合力最大,由几何关系可得4L 2-14L 22L =12FkL ,得F =152kL ,故A 正确. 6.(多选)已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角,大小未知,另一个分力F 2的大小为33F ,方向未知,则F 1的大小可能是( )A .3F3B .3F2C .23F 3D .3F解析:选AC .如图所示,因F 2=33F >F sin 30°,故F 1的大小有两种可能情况,由ΔF =F 22-(F sin 30°)2=36F ,即F 1的大小分别为F cos 30°-ΔF 和F cos 30°+ΔF ,即F 1的大小分别为33F 和233F ,A 、C 正确.7.(多选)如图所示是李强同学设计的一个小实验,他将细绳的一端系在手指上,细绳的另一端系在直杆的A 端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”.在杆的A 端悬挂不同的重物,并保持静止.通过实验会感受到( )A .细绳是被拉伸的,杆是被压缩的B .杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C 指向A C .细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B 指向AD .所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大解析:选ACD .重物所受重力的作用效果有两个,一是拉紧细绳,二是使杆压紧手掌,所以重力可分解为沿细绳方向的力F 1和垂直于掌心方向的力F 2,如图所示,由三角函数得F 1=Gcos θ,F 2=G tan θ,故选项A 、C 、D 正确.8.蹦床可简化为如图所示的完全相同的网绳构成的正方形,点O 、a 、b 、c 等为网绳的结点.当网水平张紧时,若质量为m 的运动员从高处竖直落下,并恰好落在O 点,当该处下凹至最低点时,网绳aOe 、cOg 均成120°向上的张角,此时O 点受到的向下的冲击力为F ,则这时O 点周围每根网绳的拉力的大小为( )A .F4B .F 2C .F +mg 4D .F +mg2解析:选B .设每根网绳的拉力大小为F ′,对结点O 有: 4F ′cos 60°-F =0,解得F ′=F2,选项B 正确.9.如图所示,小球A 、B 通过一条细绳跨过定滑轮连接,它们都套在一根竖直杆上.当两球平衡时,连接A 、B 两球的细绳与水平方向的夹角分别为θ 和2θ.假设装置中的各处摩擦均不计,则A 、B 球的质量之比为( )A .2cos θ∶1B .1∶2cos θC .tan θ∶1D .1∶2sin θ解析:选B .对A 、B 两球受力分析如图所示,由力的平衡条件可知,T ′sin θ=m A g ,T sin 2θ=m B g ,T ′=T ,解得m A ∶m B =sin θ∶sin 2θ=1∶2cos θ,B 正确.10.(多选)如图所示,重物A 被绕过小滑轮P 的细线所悬挂,重物B 放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P 被一根斜拉短线系于天花板上的O 点;O ′是三根线的结点,bO ′水平拉着B 物体,cO ′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g =10 m/s 2.若悬挂小滑轮的斜线OP 的张力是20 3 N ,则下列说法中正确的是()A.弹簧的弹力为10 NB.重物A的质量为2 kgC.桌面对B物体的摩擦力为10 3 ND.OP与竖直方向的夹角为60°解析:选ABC.O′点是三根线的结点,属于“死结”,而小滑轮重力不计且与细线间的摩擦力可忽略,故P处为“活结”.由m A g=F O′a,F OP=2F O′a cos 30°可解得:F O′a=20 N,m A=2 kg,选项B正确;OP的方向沿绳子张角的角平分线方向,故OP与竖直方向间的夹角为30°,选项D错误;对O′受力分析,由平衡条件可得:F弹=F O′a sin 30°,F O′b=F O′a cos 30°,对物体B有:f B=F O′b,联立解得:F弹=10 N,f B=103N,选项A、C均正确.11.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于()A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°解析:选C.小环C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为60°,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°,乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为60°,设细线拉力为T,根据平衡条件,对甲环有2T cos 30°=m1g,对乙环有2T cos 60°=m2g,得m1∶m2=tan 60°,故选C.12.(2019·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g .当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2,则( )A .F 1=33mg ,F 2=32mg B .F 1=32mg ,F 2=33mg C .F 1=12mg ,F 2=32mgD .F 1=32mg ,F 2=12mg 解析:选D .如图所示,卡车匀速行驶,圆筒受力平衡,由题意知,力F 1′与F 2′相互垂直.由牛顿第三定律知F 1=F 1′,F 2=F 2′,则F 1=mg sin 60°=32mg ,F 2=mg sin 30°=12mg ,选项D 正确.13.如图所示,由两种材料做成的半球面固定在水平地面上,半球右侧面是光滑的,左侧面粗糙,O 点为球心,A 、B 是两个相同的小物块(可视为质点),物块A 静止在左侧面上,物块B 在图示水平力F 作用下静止在右侧面上,A 、B 处在同一高度,AO 、BO 与竖直方向的夹角均为θ,则A 、B 分别对半球面的压力大小之比为( )A .sin θ∶1B .sin 2θ∶1C .cos θ∶1D .cos 2θ∶1解析:选D .分别对A 、B 进行受力分析,如图所示,由物体的平衡条件知N A =mg cos θ,同理可知N B cos θ=mg ,则N AN B =cos 2θ,再根据牛顿第三定律知A 、B 分别对半球面的压力大小之比为cos 2θ∶1,故D 选项正确.14.(多选)如图所示,叠放在一起的A 、B 两物体放置在光滑水平地面上,A 、B 之间的水平接触面是粗糙的,细线一端固定在A 物体上,另一端固定于N 点,水平恒力F 始终不变,A、B两物体均处于静止状态,若将细线的固定点由N点缓慢下移至M点(线长可变),A、B两物体仍处于静止状态,则()A.细线的拉力将减小B.A物体所受的支持力将增大C.A物体所受摩擦力将增大D.水平地面所受压力将减小解析:选A B.以A、B两物体组成的系统作为研究对象,受力分析如图甲所示.水平方向:F T cos α=F,竖直方向:F N+F T sin α=(m A+m B)g,因为细线与水平地面的夹角α减小,cos α增大,sin α减小,F T将减小,F N将增大,所以细线所受拉力减小,地面受到的压力增大,A正确,D错误;以物体A为研究对象,受力分析如图乙所示,竖直方向:F N A +F T sin α=m A g,F T减小,sin α减小,所以F N A增大,B正确;以B为研究对象,在水平方向上由力的平衡可得F f=F,B物体所受摩擦力不变,故A物体所受摩擦力不变,C错误.。
八年级物理力的合成与分解练习题及答案一、选择题1.以下哪个选项正确表示力的合成?A. 力的合成等于力之和B. 力的合成等于力之差C. 力的合成等于力之积D. 力的合成等于力之商2.小明用力推动一辆小车,向东方施加了10牛的力,小红用力推动同样的小车,向南方施加了8牛的力,合成力的大小是:A. 18牛B. 2牛C. 12牛D. 6牛3.物体静止时,受到三个力的作用,力的合成为零,这三个力一定是:A. 三个等大且方向相同的力B. 三个等大且方向相反的力C. 三个大小不相等的力D. 三个大小相等的力4.力的合成方向与合力的方向一致,这是因为:A. 长度大的力决定了合力的方向B. 长度小的力决定了合力的方向C. 方向相同力的合力方向受方向大的力的影响D. 方向相反力的合力方向受方向小的力的影响5.以下哪个选项正确表示力的分解?A. 力的分解等于力之和B. 力的分解等于力之差C. 力的分解等于力之积D. 力的分解等于力之商二、计算题1.在一个力的平衡图上,力A的大小为12牛,与水平方向夹角为30°,力B的大小为8牛,与水平方向夹角为60°,求合成力的大小。
解答:根据力的合成公式F = √(F₁² + F₂² + 2F₁F₂cosθ)其中,F₁为力A的大小,F₂为力B的大小,θ为两个力之间的夹角。
代入数值计算得到:F = √(12² + 8² + 2 * 12 * 8 * cos30°)= √(144 + 64 + 192)= √400= 20牛2.小明用力向北方推动一个物体,施加了10牛的力,物体受到了重力与一个向东的水平力的作用,水平力的大小为8牛,求重力的大小。
解答:根据力的分解公式 F₁ = Fcosθ其中,F为力的大小,θ为力与水平方向的夹角。
代入数值计算得到:F₁ = 10 * cosθ8 = 10 * cosθcosθ = 0.8θ ≈ 37°因为重力与水平力垂直,所以重力的方向与施加的力方向相同,重力的大小为10牛。
高一物理力的合成与分解试题答案及解析1. 两个力F 1 和F 2间的夹角为θ,两个力的合力为F ,以下说法正确的是( ) A .若F 1和F 2的大小不变,θ越小,合力F 就越大 B .若F 1和F 2的大小不变,θ越大,合力F 就越大 C .合力F 总比分力F 1和F 2中的任何一个力都大 D .合力F 可能比分力F 1和F 2中的任何一个力都小【答案】AD【解析】由力的合成方法可知,二力合成时,夹角越大,合力越小,两力合力的范围;一个合力与几个分力共同作用的效果相同,合力可以大于分力,可以小于分力,也可以等于分力.AD 正确; 【考点】考查了力的合成与分解2. 如图所示,左侧是倾角为60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端切线水平,一根两端分别系有质量为m 1、m 2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮。
当它们处于静止状态时,连结m 2小球的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,两小球可视为质点。
两小球的质量之比m 1∶m 2等于( )A .1∶1B .2∶3C .3∶2D .3∶4【答案】B 【解析】【考点】共点力平衡的条件及其应用.分别对物体受力分析,由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比.两物体均处于平衡状态,受力分析如图所示;绳子对AB 的拉力大小相等,对m 1有:m 1g=Tsin60°; 对m 2有:,所以m 2g=2Tsin30° 则有:m 1∶m 2=2∶3点评:本题中要注意绳子各点处的拉力大小相等.3. 如图所示,今将力F=16N 进行分解,其中一个分力F 1的方向与F 的夹角为30°,则另一个分力F 2的大小至少为_________N ,若分力F 2大小为10N ,则F 1的大小为________N 或________N【答案】8; ;【解析】另一个分力F2的大小至少为;若分力F2大小为10N,则根据几何关系,即,解得F1=或。
力的合成与分解专题练习一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.)1.有两个共点力,F1=2 N,F2=4 N,它们的合力大小可能是( B )A.1 NB.5 NC.7 ND.9 N2.关于几个力与其合力的说法不正确的是( B )A.合力的作用效果跟原来那几个力共同作用的效果相同B.合力与原来那几个力同时作用在物体上C.合力的作用可以代替那几个力的作用D.求几个力的合力遵循平行四边形定则3.大小分别是5 N、7 N、9 N的三个力的合力F的大小范围是( B )A.2 N≤F≤20 NB.3 N≤F≤21 NC.2≤F≤21 ND.0≤F≤21 N4.下列关于矢量和标量的说法不正确的是( C )A. 既有大小又有方向的物理量叫矢量B. 矢量求和用平行四边形定则,标量求和用代数法C. 矢量的大小可以直接相加,矢量的方向应遵循平行四边形定则D. 只用大小就能完整描述的物理量是标量5.两个共点力F1和F2,其合力为F,则下列说法正确的是(BD )A.合力一定大于任一分力B.合力有可能小于某一分力C.分力F1增大,而F2不变,且它们的夹角不变时,合力F一定增大D.当两分力的大小不变时,增大两分力间的夹角,合力一定减小6.如图所示,质量为10 kg的物体在水平面上向右运动,此时物体还受到一个向左、大小为20 N的水平推力,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2,则物体水平方向受的合力是( C )A.20 N,水平向左B.19.6 N,水平向左C.39.6 N,水平向左D.0.4 N,水平向左7.将一个已知力分解,下列哪种情况它的两个分力是唯一的(A D )A.已知一个分力的大小和方向B.已知一个分力的大小和另一个分力的方向C.已知两个分力的大小D.已知两个分力的方向,并且不在一条直线上8.将一个力F分解为两个不等于零的分力,下列情况中,哪种分解法是不可能的( D )A.两个分力之一垂直于FB.两个分力与F都在同一条直线上C.一个分力的大小与F大小相同D.一个分力与F相同9.将已知力F分解为F1、F2两个分力,如果已知F1的大小及F2与F的夹角θ,且θ<90°,则下列说法正确的是(BD )A.当F1<Fsinθ时,F2一定有两个解B.当F>F1>Fsinθ时,F2一定有两个解C.当F1<Fsinθ时,F2有唯一解D.当F1<Fsinθ时,F2无解10.物体处在斜面上(静止或运动)时,通常把物体受的重力分解为两个分力,关于这个分解,下列说法不正确的是( B )A.重力分解为使物体下滑的分力和对斜面的压力B.重力分解为使物体下滑的分力和水平方向的分力C.重力垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力D.重力分解为平行于斜面使物体下滑的分力和垂直于斜面使物体压紧斜面的分力11. 已知合力F和它的一个分力夹角为30°,则它的另一个分力大小可能是( BCD )A. 小于F / 2B. 等于F / 2C. 在F / 2与F之间D. 大于或等于F12.如图所示.有五个力作用于一点P,构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线,设F3=10N,则这五个力的合力大小为( C )A.10(2+2)N B.20NC.30N D.0二、计算题(本题共3小题,每小题20分,共60分。
高中物理:相互作用——力的合成与分解专题训练试题(含答案)高中物理:相互作用——力的合成与分解专题训练试题(含答案)一、选择题1.小强的妈妈提一桶水,向上提起的力为150 N ,小强和小勇接过来共同来提,关于小强和小勇的用力,下列说法正确的是()A .他俩必分别只用75 N 的力 B .他俩可分别用100 N 的力 C .他俩都可用小于75 N 的力 D .他俩的力不可能大于75 N2.如图所示,晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A 、B 两点,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计,现衣服处于静止状态。
如果保持绳子A 端、B 端在杆上的位置不变,将右侧杆缓慢平移到图中虚线位置的过程中,则A .绳子的弹力变大B .绳子的弹力不变C .绳子对挂钩弹力的合力不变D .绳子对挂钩弹力的合力变大3.有两个共点力,一个力的大小是3 N ,另一个力的大小是6 N ,它们合力的大小可能是 A .18 N B .6 N C .2 N D .1 N 4.、在车上有一用硬杆做成的框架,其下端固定一质量为m 的小球,小车在水平面上以加速度a 运动,有关角度如图,下列说法正确的是( )A 、小球受到的杆的弹力大小一定为mg/cos θ,方向沿杆方向B 、小球受到的杆的弹力大小一定为mgtan θ,方向沿杆方向C 、小球受到的杆的弹力大小一定为22a g m +,方向不一定沿杆方向D 、小球受到的杆的弹力大小一定为22a g m +,方向一定沿杆方向5.已知一个力的大小和方向,把它分解成两个不共线的分力,下列情况中有唯一解的是() A 、已知两个分力的方向θaB、已知一个分力的大小和方向C、已知一个分力的大小和另一个分力的方向D、已知一个分力的大小或已知一个分力的方向6.大小为20N、30N和40N的三个力的合力大小可能为( )A.10NB.40NC.70ND.100N7.在力的分解中,如果已知一个分力的大小和另一个分力的方向,那么它的解是()A.在任何情况下只有唯一解 B.可能有唯一解C.可能无解 D.可能有两组解8.如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。
高中物理必修一【力的合成与分解】典型题1.物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动,若F1、F2、F3三个力不共线,则这三个力可能选取的数值为()A.15 N、5 N、6 N B.3 N、6 N、4 NC.1 N、2 N、10 N D.1 N、6 N、7 N解析:选B.物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动,则三个力的合力必定为零,只有B选项中的三个力的合力可以为零且三个力不共线,B正确.2. (多选)一个大人拉着载有两个小孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车下列说法正确的是()A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力B.拉力与摩擦力的合力大小等于车和小孩重力大小C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上D.小孩和车所受的合力为零解析:选CD.小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力,根据共点力平衡条件,拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力,故选项A错误;拉力、摩擦力的合力与重力、支持力的合力平衡,重力、支持力的合力竖直向下,故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上,故选项B错误,C正确;小孩和车做匀速直线运动,故所受的合力为零,故选项D正确.3.如图所示是轿车常用的千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起.当车轮刚被顶起时,汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°.下列判断正确的是()A.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为5.0×104 NB.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×104 NC.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将减小解析:选D.汽车对千斤顶的压力大小为1.0×105 N,根据牛顿第三定律,千斤顶对汽车的支持力也为1.0×105 N,B项错误;两臂夹角为120°,由力的合成可知千斤顶每臂受到的压力为1.0×105 N,A项错误;继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶两臂夹角减小,每臂受到的压力减小,C项错误,D项正确.4.(多选)如图所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图.一根绳绕过两个定滑轮后两端各挂着一个相同质量的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内.如果要增大颈椎所受的拉力,可采取的办法是()A.只增加绳的长度B.只增加重物的重量C.只将手指向下移动D.只将手指向上移动解析:选BC.对力进行合成,可知颈椎所受的拉力F=2mg cos θ,增加mg或减小θ,都可以增大F,选项B、C正确.5.如图所示,一个“U”形弹弓顶部跨度为L,在左、右顶部分别连接两根相同的橡皮条,橡皮条均匀且弹性良好,其自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片可将弹丸发射出去.若橡皮条伸长时的弹力满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内),则弹丸被发射过程中所受的最大合力为()A.152kL B.32kLC.2kL D.kL解析:选A.当橡皮条伸长L时,弹力最大,为kL,弹丸受合力最大,由几何关系可得4L 2-14L 22L =12FkL ,得F =152kL ,故A 正确. 6.(多选)已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角,大小未知,另一个分力F 2的大小为33F ,方向未知,则F 1的大小可能是( )A .3F3B .3F2C .23F 3D .3F解析:选AC .如图所示,因F 2=33F >F sin 30°,故F 1的大小有两种可能情况,由ΔF =F 22-(F sin 30°)2=36F ,即F 1的大小分别为F cos 30°-ΔF 和F cos 30°+ΔF ,即F 1的大小分别为33F 和233F ,A 、C 正确.7.(多选)如图所示是李强同学设计的一个小实验,他将细绳的一端系在手指上,细绳的另一端系在直杆的A 端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”.在杆的A 端悬挂不同的重物,并保持静止.通过实验会感受到( )A .细绳是被拉伸的,杆是被压缩的B .杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C 指向A C .细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B 指向AD .所挂重物质量越大,细绳和杆对手的作用力也越大解析:选ACD .重物所受重力的作用效果有两个,一是拉紧细绳,二是使杆压紧手掌,所以重力可分解为沿细绳方向的力F 1和垂直于掌心方向的力F 2,如图所示,由三角函数得F 1=Gcos θ,F 2=G tan θ,故选项A 、C 、D 正确.8.蹦床可简化为如图所示的完全相同的网绳构成的正方形,点O 、a 、b 、c 等为网绳的结点.当网水平张紧时,若质量为m 的运动员从高处竖直落下,并恰好落在O 点,当该处下凹至最低点时,网绳aOe 、cOg 均成120°向上的张角,此时O 点受到的向下的冲击力为F ,则这时O 点周围每根网绳的拉力的大小为( )A .F4B .F 2C .F +mg 4D .F +mg2解析:选B .设每根网绳的拉力大小为F ′,对结点O 有: 4F ′cos 60°-F =0,解得F ′=F2,选项B 正确.9.如图所示,小球A 、B 通过一条细绳跨过定滑轮连接,它们都套在一根竖直杆上.当两球平衡时,连接A 、B 两球的细绳与水平方向的夹角分别为θ 和2θ.假设装置中的各处摩擦均不计,则A 、B 球的质量之比为( )A .2cos θ∶1B .1∶2cos θC .tan θ∶1D .1∶2sin θ解析:选B .对A 、B 两球受力分析如图所示,由力的平衡条件可知,T ′sin θ=m A g ,T sin 2θ=m B g ,T ′=T ,解得m A ∶m B =sin θ∶sin 2θ=1∶2cos θ,B 正确.10.(多选)如图所示,重物A 被绕过小滑轮P 的细线所悬挂,重物B 放在粗糙的水平桌面上;小滑轮P 被一根斜拉短线系于天花板上的O 点;O ′是三根线的结点,bO ′水平拉着B 物体,cO ′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态,g =10 m/s 2.若悬挂小滑轮的斜线OP 的张力是20 3 N ,则下列说法中正确的是()A.弹簧的弹力为10 NB.重物A的质量为2 kgC.桌面对B物体的摩擦力为10 3 ND.OP与竖直方向的夹角为60°解析:选ABC.O′点是三根线的结点,属于“死结”,而小滑轮重力不计且与细线间的摩擦力可忽略,故P处为“活结”.由m A g=F O′a,F OP=2F O′a cos 30°可解得:F O′a=20 N,m A=2 kg,选项B正确;OP的方向沿绳子张角的角平分线方向,故OP与竖直方向间的夹角为30°,选项D错误;对O′受力分析,由平衡条件可得:F弹=F O′a sin 30°,F O′b=F O′a cos 30°,对物体B有:f B=F O′b,联立解得:F弹=10 N,f B=103N,选项A、C均正确.11.如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°,一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上,一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点,细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙,且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧.调节A、B间细线的长度,当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦.设小环甲的质量为m1,小环乙的质量为m2,则m1∶m2等于()A.tan 15°B.tan 30°C.tan 60°D.tan 75°解析:选C.小环C为轻环,重力不计,受两边细线的拉力的合力与杆垂直,C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为60°,C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°,A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为30°,乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为60°,设细线拉力为T,根据平衡条件,对甲环有2T cos 30°=m1g,对乙环有2T cos 60°=m2g,得m1∶m2=tan 60°,故选C.12.(2019·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g .当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2,则( )A .F 1=33mg ,F 2=32mg B .F 1=32mg ,F 2=33mg C .F 1=12mg ,F 2=32mgD .F 1=32mg ,F 2=12mg 解析:选D .如图所示,卡车匀速行驶,圆筒受力平衡,由题意知,力F 1′与F 2′相互垂直.由牛顿第三定律知F 1=F 1′,F 2=F 2′,则F 1=mg sin 60°=32mg ,F 2=mg sin 30°=12mg ,选项D 正确.13.如图所示,由两种材料做成的半球面固定在水平地面上,半球右侧面是光滑的,左侧面粗糙,O 点为球心,A 、B 是两个相同的小物块(可视为质点),物块A 静止在左侧面上,物块B 在图示水平力F 作用下静止在右侧面上,A 、B 处在同一高度,AO 、BO 与竖直方向的夹角均为θ,则A 、B 分别对半球面的压力大小之比为( )A .sin θ∶1B .sin 2θ∶1C .cos θ∶1D .cos 2θ∶1解析:选D .分别对A 、B 进行受力分析,如图所示,由物体的平衡条件知N A =mg cos θ,同理可知N B cos θ=mg ,则N AN B =cos 2θ,再根据牛顿第三定律知A 、B 分别对半球面的压力大小之比为cos 2θ∶1,故D 选项正确.14.(多选)如图所示,叠放在一起的A 、B 两物体放置在光滑水平地面上,A 、B 之间的水平接触面是粗糙的,细线一端固定在A 物体上,另一端固定于N 点,水平恒力F 始终不变,A、B两物体均处于静止状态,若将细线的固定点由N点缓慢下移至M点(线长可变),A、B两物体仍处于静止状态,则()A.细线的拉力将减小B.A物体所受的支持力将增大C.A物体所受摩擦力将增大D.水平地面所受压力将减小解析:选A B.以A、B两物体组成的系统作为研究对象,受力分析如图甲所示.水平方向:F T cos α=F,竖直方向:F N+F T sin α=(m A+m B)g,因为细线与水平地面的夹角α减小,cos α增大,sin α减小,F T将减小,F N将增大,所以细线所受拉力减小,地面受到的压力增大,A正确,D错误;以物体A为研究对象,受力分析如图乙所示,竖直方向:F N A +F T sin α=m A g,F T减小,sin α减小,所以F N A增大,B正确;以B为研究对象,在水平方向上由力的平衡可得F f=F,B物体所受摩擦力不变,故A物体所受摩擦力不变,C错误.。
1.力的合成【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用,若两力大小分别为53N 、5 N ,求这两个力的合力.2222215)35(+=+=F F F N=10 N 合力的方向与F 1的夹角θ为:3335512===F F tg θ θ=30° 【例2】如图甲所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为200 N ,两力之间的夹角为60°,求这两个拉力的合力.320030cos 21== F F N=346 N合力与F 1、F 2的夹角均为30°.2.力的分解力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边/两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
【例3】将放在斜面上质量为m 的物体的重力mg 分解为下滑力F 1和对斜面的压力F 2,这种说法正确吗?解析:从力的性质上看,F 2是属于重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力,所以这种说法不正确。
【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力,有几种分法?解析:有无数种分法,只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线,在有向线段的另一端向这条直线做垂线,就是一种方法。
如图所示。
(3①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F 的大小、方向及一个分力F 1的方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F sin α②当已知合力F 的方向及一个分力F 1的大小、方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是:所求分力F 2与合力F 垂直,如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F 1sinα③当已知合力F 的大小及一个分力F 1的大小时,另一个分力F 2取最小值的条件是:已知大小的分力F 1与合力F 同方向,F 2的最小值为|F -F 1|(5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。
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.如图所示,光滑的大圆环固定在竖直平面上,圆心为O点,P为环上最高点,轻弹簧的一端固定在P点,另一端栓连一个套在大环上的小球,小球静止在图示位置平衡,则()A.弹簧可能处于压缩状态B.大圆环对小球的弹力方向可能指向O点C.小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点D.大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力,也可能大于球的重力【答案解析】C【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】对小球受力分析,根据共点力平衡,分析弹簧的弹力方向,作出正确的受力分析图,根据相似三角形分析大圆环对小球的弹力和小球重力的大小关系.【解答】解:A、若弹簧处于压缩状态,弹簧对小球的弹力方向沿弹簧向外,还受到重力和圆环对小球指向圆心的弹力,这三个力不可能平衡,所以弹簧处于伸长状态,受力如图所示,故A错误.B、由A选项分析可知,大圆环对小球的弹力方向背离圆心O,故B错误.C、小球受重力、弹簧的拉力以及大圆环对它的弹力处于平衡,小球受到弹簧的弹力与重力的合力与大圆环对小球弹力大小相等,方向相反,可知指向圆心O,故C正确.D、如图,△G′NB∽△PQO,因为,可知大圆环对小球的弹力等于小球的重力,故D错误.故选:C.2.如图所示,一个半径为R的圆球,其重心不在球心O上,将它置于水平地面上,则平衡时球与地面的接触点为A;若将它置于倾角为30°的粗糙斜面上,则平衡时(静摩擦力足够大)球与斜面的接触点为B.已知AB段弧所对应的圆心角度数为60°,对圆球重心离球心O 的距离以下判断正确的是()A. B. C. D.【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.【分析】将球置于水平地面上,球受重力和支持力,二力平衡,故重力的作用点在OA连线上的某个点;将球置于倾角为30°的粗糙斜面上,以B位置为支点,根据力矩平衡条件.合力的力矩为零,故重力的力矩一定为零,故重心也在过B的竖直线上,一定是该线与OA的交点【解答】解:将球置于水平地面上,球受重力和支持力,二力平衡,故重力的作用点在OA 连线上将球放在斜面上,以B为支点,根据力矩平衡条件,合力矩为零,故重力的力矩一定为零,故重心也在过B的竖直线上,一定是该线与OA的交点,如图所示:故选:D3.有一个直角支架AOB,A0水平放置,表面粗糙,OB竖直放置,表面光滑.A0上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环用一质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图,现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是()A.FN不变,FT变大 B.FN不变,FT变小C.FN变大,FT变大 D.FN变大,FT变小【答案解析】B【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】分别以两环组成的整体和Q环为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件研究AO 杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况.【解答】解:以两环组成的整体,分析受力情况如图1所示.根据平衡条件得,N=2mg保持不变.再以Q环为研究对象,分析受力情况如图2所示.设细绳与OB杆间夹角为α,由平衡条件得,细绳的拉力T=,P环向左移一小段距离时,α减小,cosα变大,T变小,即FN不变,FT变小.故选:B4.已知两个力的合力大小为18N,则这两个力不可能是()A.10N,20N B.18N,18N C.8N,7N D.20N,28N【答案解析】C【考点】力的合成.【分析】当两力互成角度时,利用平行四边形法则或三角形法则求出合力.本题中两个分力同向时合力最大,反向时合力最小.【解答】解:两个力合力范围F1+F2≥F≥|F1﹣F2|两个力的合力大小为18N,带入数据A、30N≥F≥10N,故A正确.B、36N≥F≥0N,故B正确.C、15N≥F≥1N,故C错误.D、48N≥F≥8N,故D正确.本题选不可能的,故选C.5.如图所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A物块放上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是()A.F1=F2=F3=F4 B.F1>F2>F3>F4 C.F1<F2=F4<F3 D.F1=F3<F2<F4【答案解析】C【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】当物体系统中存在超重现象时,系统所受的支持力大于总重力,相反,存在失重现象时,系统所受的支持力小于总重力.若系统的合力为零时,系统所受的支持力等于总重力,【解答】解:设物体和斜面的总重力为G.第一个物体匀加速下滑,加速度沿斜面向下,具有竖直向下的分加速度,存在失重现象,则F1<G;第二个物体匀速下滑,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F2=G.第三个物体匀减速下滑,加速度沿斜面向上,具有竖直向上的分加速度,存在超重现象,则F3>G;第四个物体静止在斜面上,合力为零,斜面保持静止状态,合力也为零,则系统的合力也为零,故F4=G.故有F1<F2=F4<F3.故C正确,ABD错误.故选:C6.已知两个共点力的合力为50N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30N.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【答案解析】C【考点】力的合成.【分析】已知合力的大小为50,一个分力F1的方向已知,与F成30°夹角,另一个分力的最小值为Fsin30°=25N,根据三角形定则可知分解的组数.【解答】解:已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,知另一个分力的最小值为Fsin30°=25N而另一个分力大小大于25N小于30N,所以分解的组数有两组解.如图.故C正确,ABD错误故选C.7.(多选题)如图,三块质量相同的木块A、B、C叠放在水平桌面上,水平衡力F作用在木块B上,三木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动,下列说法正确的是()A.B作用于A的静摩擦力为零 B.B作用于A的静摩擦力为C.B作用于C的静摩擦力为 F D.B作用于C的静摩擦力为F【答案解析】AD【考点】共点力平衡的条件及其应用;静摩擦力和最大静摩擦力;力的合成与分解的运用.【分析】三个木块以相同速度做匀速直线运动,受力都平衡,分别以A和AB整体为研究对象,分析B作用于A的静摩擦力和C作用于B的静摩擦力.【解答】解:A、B以A为研究对象,分析得知A相对于B没有运动趋势,则B作用于A 的静摩擦力为零,否则A所受合力不为零,不可能做匀速直线运动.故A正确,B错误.C、D以AB作为整体为研究对象,根据平衡条件可知,C对B的静摩擦力大小等于F,方向与F相反,则知B作用于C的静摩擦力为F.故C错误,D正确.故选:AD.8.有两个大小恒定的力,作用在一点上,当两力同向时,合力为A,反向时合力为B,当两力相互垂直时,其合力大小为()A. B. C. D.【答案解析】B【考点】力的合成.【分析】设两个力分别为F1和F2,根据已知条件并运用平行四边形定则列式分析即可.【解答】解:两力同向时,有F1+F2=A两力反向时,有F1﹣F2=B解得,;两个力垂直时,有解得F=故选B.9.物体在以下三个共点力作用下,可能做匀速直线运动的是A.1N、6N、8N B.3N、6N、2NC.7N、2N、6N D.5N、9N、15N【答案解析】C【解题思路】试题分析:做匀速直线运动,则物体必须受力平衡,合力为零,三力合成时,如果三力满足任意两力之和大于等于第三个力,任意两力之差小于等于第三个力,则这三个力合力为零,故只有C满足,选项C正确。
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。
力的合成与分解练习题(有详解答案)题目一两个力 $\vec{F}_1$ 和 $\vec{F}_2$ 作用在同一物体上,$\vec{F}_1$ 的大小为 $5N$,$\vec{F}_2$ 的大小为 $3N$,$\vec{F}_1$ 和 $\vec{F}_2$ 的夹角为 $60$°,求合力的大小和方向。
解答根据力的合成定理,两个力的合力可以通过将它们相加得到。
首先,根据三角函数的性质,我们可以将 $\vec{F}_1$ 和$\vec{F}_2$ 分解为它们在夹角方向上的分力。
假设$\vec{F}_{1x}$ 和 $\vec{F}_{1y}$ 是 $\vec{F}_1$ 在 $x$ 轴和$y$ 轴上的分力,$\vec{F}_{2x}$ 和 $\vec{F}_{2y}$ 是$\vec{F}_2$ 在 $x$ 轴和 $y$ 轴上的分力,则:$\vec{F}_{1x} = \vec{F}_1 \cdot \cos 60$°$\vec{F}_{1y} = \vec{F}_1 \cdot \sin 60$°$\vec{F}_{2x} = \vec{F}_2 \cdot \cos 60$°$\vec{F}_{2y} = \vec{F}_2 \cdot \sin 60$°将数值代入计算得:$\vec{F}_{1x} = 5N \cdot \cos 60$°$\vec{F}_{1y} = 5N \cdot \sin 60$°$\vec{F}_{2x} = 3N \cdot \cos 60$°$\vec{F}_{2y} = 3N \cdot \sin 60$°接下来,我们可以计算合力的分力。
合力的 $x$ 分力等于$\vec{F}_{1x} + \vec{F}_{2x}$,合力的 $y$ 分力等于$\vec{F}_{1y} + \vec{F}_{2y}$。
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.停在水平地面上的小车内,用绳子AB、BC栓住一个重球,绳BC呈水平状态,绳AB的拉力为T1,绳BC的拉力为T2.若小车由静止开始加速向左运动,但重球相对小车的位置不发生变化,则两绳的拉力的变化情况是()A.T1变大,T2变小 B.T1变大,T2变大C.T1不变,T2变小 D.T1变大,T2不变【答案解析】C【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】本题以小球为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律得到绳AB的拉力T1和绳BC的拉力T2与加速度的关系,即分析两绳拉力的变化情况.【解答】解:以小球为研究对象,分析受力:重力mg、绳AB的拉力T1和绳BC的拉力T2,如图.设小车的加速度为a,绳AB与水平方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律得T1sinθ=mg①T1cosθ﹣T2=ma ②由①得 T1=,由②得 T2=mgcotθ﹣ma可见,绳AB的拉力T1与加速度a无关,则T1保持不变.绳BC的拉力T2随着加速度的增大而减小,则T2变小.故C正确.故选C2.(多选题)作用于同一点的两个力,大小分别为F1 = 5N,F2 = 4N,这两个力的合力F与F1的夹角为θ,则θ可能为()A.30°B.45°C.75°D.90°【答案解析】AB【解题思路】试题分析:根据力的三角定则作出两个力F1和F2合力F,如图根据几何知识可知,当F2与合力F垂直时,θ最大且为θm,则有:,可得:,所以只要比530小的角度都有可能,即θ可能为30°和45°,选项A、B均正确,C、D均错误,选项A、B均正确,C、D均错误。
考点:力的合成与分解【名师点睛】本题主要考查了力的合成与分解。
该题的实质是极值问题,采用作图法分析极值的条件是常用的方法。
根据三角形定则,应用作图法,求出合力F与F1的夹角θ的最大值,再进行选择。
此题属于基础题。
高一物理力的合成与分解试题含答案1、如果两个共点力的夹角θ固定不变,其中一个力增大,则合力F可能增大,也可能减小,选C。
2、两个共点力大小均为F,它们的合力大小也等于F,则这两个共点力之间的夹角为90°,选C。
3、一个2N的力可以分解为1N和√3N的两个力,选项中都不正确,不选。
4、物体静止在斜面上,斜面倾角增大,而物体仍保持静止,则它所受斜面的支持力不变,摩擦力减小,选B。
5、三段不可伸长的细绳OA、OB、OC的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的绳可能是OB,也可能是OC,选C。
6、重球挂在光滑的墙上,将绳的长度增加时,球对墙的压力减小,选C。
7、把一木块放在水平桌面上保持静止,木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力,选C。
8、物体在水平力F作用下静止在斜面上,稍增大水平力F,而物体仍能保持静止,则斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大,选B。
9、物体A受重力和支持力,选D。
2.改写每段话。
B、只受重力和支持力。
CC、有重力、支持力和摩擦力。
D、有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力。
10、在力的合成中,下列关于两个分力(大小为定值)与它们的合力的关系,说法正确的是()A、合力一定大于每一个分力;B、合力一定小于分力;C、合力的方向一定与分力的方向相同;D、两个分力的夹角在0°~180°变化时,夹角越大合力越小。
11、如图所示,F1、F2为两个分力,F为其合力,图中正确的合力矢量图是()。
12、如图所示,恒力F大小与物体重力相等,物体在恒力F的作用下,沿水平面做匀速运动,恒力F的方向与水平成θ角,那么物体与桌面间的动摩擦因数为()。
A、cosθB、cotθ (备注:cotθ=1/tanθ)C、tanθD、cos(90°-θ)=sinθ13、物体A、B、C叠放在水平桌面上,用水平力F拉B,使三者一起匀速向右运动,则()。
1.力的合成【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用,若两力大小分别为53N 、5N ,求这两个力的合力.2222215)35(+=+=F F F N=10N合力的方向与F 1的夹角θ为:3335512===F F tg θθ=30° 【例2】如图甲所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力3①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F 的大小、方向及一个分力F 1的方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F sin α②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F 2min =F1sinα③当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时,另一个分力F2取最小值的条件是:已知大小的分力F1与合力F同方向,F2的最小值为|F-F1|(5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:(2)矢量的合成分解,一定要认真作图。
在用平行四边形定则时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必须画成虚线。
(3)各个矢量的大小和方向一定要画得合理。
(4)在应用正交分解时,两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角,哪个是小锐角,不可随意画成45°。
(当题目规定为45°时除外)三、应用举例【例6】水平横粱的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物,∠CBA=30°,如图甲所示,则滑轮受到绳子的作用力为(g=10m/s2)A.50NB.503NC.100ND.1003N解选C。
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.如图所示,mA=4.0kg,mB=2.0kg,A和B紧靠着放在光滑水平面上,从t=0 时刻起,对B 施加向右的水平恒力 F2=4.0N,同时对A施加向右的水平变力F1,F1变化规律如图所示.下列相关说法中正确的是()A.当t=0 时,A、B 物体加速度分别为aA=5m/s,aB=2m/sB.A 物体作加速度减小的加速运动,B 物体作匀加速运动C.t=12s时刻 A、B 将分离,分离时加速度均为 a=2m/s2D.A、B 分离前后,A 物体加速度变化规律相同【答案解析】C【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】对AB整体进行分析,当AB之间没有力的作用时求出B的加速度为临界速度;若A的加速度大于大于B的加速度,则AB以相同的加速度运动,若A的加速度小于B的加速度,则B做匀速运动,A做加速度越来越小的加速运动,分情况讨论即可求解.【解答】解:若AB之间没有力的作用,则aB===2m/s2,A、当t=0时,F1=20N,而mA=4.0kg,所以F1单独作用在A上的加速度大于AB之间没有力的作用时的加速度,此时AB一起运动,加速度为:a===4m/s2,故A错误;B、由A得分析可知:随着F1的减小,刚开始时AB在两个力的作用下做加速度越来越小的加速运动,故B错误;C、当F1单独在A上的加速度等于F2单独作用在B上的加速度时,AB之间恰好没有力的作用,此后F1继续减小,A的加速度继续减小,AB分离,根据牛顿第二定律得:F1=mAaB=4×2=8N,根据图象可知,此时t=12s,所以t=12 s时刻A、B将分离,分离时加速度均为a=2m/s2,故C正确;D、AB分离前,A受到F1和B对A的弹力作用,分离后A只受F1作用,A物体加速度变化规律不相同,故D错误.故选:C2.两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F,以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C.合力F可能比分力F1和F2中的任何一个力都小D.如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,则合力F大小可能不变【答案解析】A【考点】力的合成.【分析】由力的合成方法可知,二力合成时,夹角越大,合力越小,两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2;一个合力与几个分力共同作用的效果相同,合力可以大于分力,可以小于分力,也可以等于分力.【解答】解:A、根据平行四边形定则的特点可知,若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故A正确;B、由力的合成方法可知,两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B错误;C、由力的合成方法可知,两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故C错误;D、如果夹角不变,F1大小不变,只增大F2,合力F可以减小,也可以增加,故D错误;故选:A3.如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球.若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的()A.1和4 B.3和4 C.2和4 D.3和2【答案解析】B【考点】力的分解.【分析】将力进行分解时,一般要按照力的实际作用效果来分解或按需要正交分解,若要按照力的实际作用效果来分解,要看力产生的实际效果.【解答】解:小球重力产生两个效果,一是使绳子拉伸,二是使斜面受压,故应按此两个方向分解,分别是3和4,故B正确,ACD错误.故选:B.4.如图所示,质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点,在外力F 的作用下,小球A、B处于静止状态.若要使两小球处于静止状态,且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F的大小不可能为()A.0.5mg B.mg C.2mg D.5mg【答案解析】A【考点】力的合成.【分析】对AB两球整体受力分析,受重力G,OA绳子的拉力T以及拉力F,其中重力大小和方向都不变,绳子的拉力方向不变大小变,拉力的大小和方向都变,根据共点力平衡条件,利用平行四边形定则作图可以得出拉力的最小值和最大值.【解答】解:对AB两球整体受力分析,受重力G=2mg,OA绳子的拉力T以及拉力F,三力平衡,将绳子的拉力T和拉力F合成,其合力与重力平衡,如图:当拉力F与绳子的拉力T垂直时,拉力F最小,最小值为Fmin=(2m)gsin30°,即mg;由于拉力F的方向具有不确定性,因而从理论上讲,拉力F最大值可以取到任意值,故A 错误,BCD正确.本题选择错误的,故选:A.5.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C都处于静止状态.则()A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到水平面的摩擦力一定为零C.水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等【答案解析】C【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】对于B物体:当B的重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力时,B不受摩擦力.以BC组成的整体为研究对象,分析受力,画出力图,根据平衡条件分析地面对C的支持力和摩擦力大小和方向.【解答】解:A、当B的重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力时,B不受摩擦力.当B的重力沿斜面向下的分力不等于绳子的拉力时,B受摩擦力.则B受到C的摩擦力一定不为零.故A错误.BC、以BC组成的整体为研究对象,分析受力,画出力图如图.根据平衡条件得:水平面对C的摩擦力f=Fcosθ.方向水平向左.故B错误,C正确.D、由图得到水平面对C的支持力大小 N=GC+GB﹣Fsinθ<GC+GB.故D错误.故选:C6.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数()图象如图所示.若已知汽车的质量,则根据图象所给的信息,不能求出的物理量是()A.汽车的功率B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到阻力D.汽车运动到最大速度所需的时间【答案解析】D试题分析:对汽车受力分析,受重力、支持力、牵引力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:其中,,联立得:,结合图线,有:时,,,解得:,,由于质量已知,故A错误,B也错误;当物体的速度最大时,加速度为零,故结合图象可以知道,最大速度为,故C错误;汽车的初速度未知,故加速时间未知,故D正确。
参考答案:1.(1)BD(2)C(3)7N【详解】(1)A .记录拉力方向时,在细线上离O 点适当远处找一点,该点与O 点的连线就是拉力的方向。
故A 错误;B .测量时,弹簧秤外壳与木板之间可以存在摩擦,不影响测量。
故B 错误;C .测量时,橡皮筋不一定与两细线夹角的平分线在同一直线上。
故C 错误;D .拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行,保证力的四边形在同一平面内,可以减小误差。
故D 正确。
故选BD 。
(2)AD .根据二力平衡条件,F '一定与橡皮筋在同一条直线上。
故AD 错误; BC .F 是根据平行四边形得到的合力,F 一定是平行四边形的对角线。
故C 正确;B 错误。
故选C 。
(3)根据图像得222125F F +=,121F F -=解得14N F =,23N F =合力的最大值为max 127N F F F =+=2. CD/DC 3.6 6.0 D【详解】[1] A .拉橡皮条的细绳要稍长一些,这样描出两点画出拉力方向时更准确,故A 错误;B .两个细绳间的夹角大小适当,在作图时有利于减小误差即可,并非越大或越小越好,故B 错误;C .两个弹簧秤的示数大小要适当大些,可以减小偶然误差,故C 正确;D .为了减小实验中摩擦对测量结果的影响,拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板,同时读数时注意视线要正对弹簧刻度,故D 正确。
故选CD。
[2] 根据弹簧秤的读数方法可知,弹簧秤的示数为3.6N。
[3]由于重物M的重力竖直向下,测力计B的拉力水平向左,由力的合成可知,测力计A 示数约为A 6.0NF==[4] 对O点受力分析,OA、OB、OC分别表示三个力的大小,因为三共点力处于平衡,所以三个力的大小构成一个力的三角形。
满足任意两力之和大于第三个力,即任意两细绳中的钩码个数之和大于另外一个细绳上钩码的个数。
经计算可知,A、B、C三项中数据均满足条件,D项数据不满足条件。
力的合成与分解1.下列关于合力和分力之间的关系的说法中正确的是( )A.合力就是分力的代数和B.合力总比某一分力大C.分力与合力的方向总是不一致的D.合力的大小可能等于某一分力的大小2.下列关于分力和合力的说法正确的是( )A.分力与合力同时作用在物体上B.分力同时作用在物体上时产生的效果与合力单独作用在物体上时产生的效果相同C.合力总是大于分力D.合力F的大小随分力F1、F2间夹角的增大而减小,合力可能大于、等于或小于任一分力3.如右图所示,两个共点力F1、F2的大小一定,夹角θ是变化的,合力为F.在θ角从0逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小变化情况( )A.从最小逐渐增加 B.从最大逐渐减小到零C.从最大逐渐减小D.先增大后减小4.两个夹角为θ的共点力的合力为F,如果它们之间的夹角固定不变,使其中一个力增大,则( )A.合力F一定增大B.合力F的大小可能不变C.合力F可能增大,也可能减小D.当0°<θ<90°时,合力F一定减小5.两个共点力的大小为F1=15 N,F2=8 N,它们的合力不可能等于( ) A.9 N B.25 NC.8 N D.21 N6.如右图所示,质量为10 kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点,某时刻只受到F1和F2的作用,且F1=10 N,F2=10N,则2物体所受的合力( )A.方向沿y轴正方向B.方向沿y轴负方向C.大小等于10 ND.大小等于10 N27.如右图所示,AB、AC两光滑斜面互相垂直,AC与水平方向成30°角.若把球O的重力按照其作用效果分解为两个力,则两个分力的大小分别为( )A.,G B.G,GG 232333C.G ,GD.G ,G222222328.如右图所示,水平地面上的物体受重力G 和水平作用力F ,物体保持静止,现在作用力F 保持大小不变,方向沿逆时针方向缓缓转过180°,而物体始终保持静止,则在这个过程中,物体对地面的正压力N 的大小和地面给物体的摩擦力f 的大小的变化情况是( )A .f 不变B .f 先变小后变大C .N 先变小后变大D .N 先变大后变小9.如右图所示,质量为m 的木块在与水平方向成θ角的推力F 作用下,在水平地面上做匀速直线运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为( )A .μmgB .μ(mg +F sin θ)C .μ(mg -F sin θ)D .F cos θ10.物体受到三个力的作用,其中两个力的大小分别为5 N 和7 N ,这三个力的合力最大值为21 N ,则第三个力的大小为多少?这三个力的合力最小值为多少?11.如右图所示,用三根轻绳将质量为m 的物体悬挂在空中,已知ac 和bc 与竖直方向夹角分别为60°和30°,则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为多少?12.如右图所示,在水平地面上放一质量为1.0 kg 的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F 1、F 2,已知F 1=3.0 N ,F 2=4.0 N ,g 取10 N/kg ,则木块受到的摩擦力为多少?若将F 2顺时针转90°,此时木块在水平方向上受的合力大小为多少?参考答案1、选择题2、计算题10、9 N 011、 mg F ac 21=mg F bc 23=12、当李小鹏用一只手支撑自己时,由二力平衡可知,手臂的作用力为F =mg =56×10 N =560 N当李小鹏用两只手支撑自己时,两手臂的作用力F 1和F 2的合力为F ,如右图所示,则有F =2F 1cos 30°解得F 1==N≈323.3 N.F 2cos 30°5602×32【答案】 N 33560题号123456789选项D BD C D B C A BC BD。
1.力的合成 【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用,若两力大小分别为53N 、5 N ,求这两个力的合力.222
2215)35(+=+=F F F N=10 N 合力的方向与F 1的夹角θ为:3
335512===F F tg θ θ=30° 【例2】如图甲所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为200 N ,两力之间的夹角为60°,求这两个拉力的合力.
320030cos 21== F F N=346 N
合力与F 1、F 2的夹角均为30°.
2.力的分解
力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边/两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
【例3】将放在斜面上质量为m 的物体的重力mg 分解为下滑力F 1和对斜面的压力
F 2,这种说法正确吗?
解析:从力的性质上看,F 2是属于重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力,所
以这种说法不正确。
【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力,有几种分法?
解析:有无数种分法,只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线,在有向
线段的另一端向这条直线做垂线,就是一种方法。
如图所示。
(3)几种有条件的力的分解
①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:
①当已知合力F 的大小、方向及一个分力F 1的方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F sin α
②当已知合力F 的方向及一个分力F 1的大小、方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是:所求分力F 2与合力F 垂直,如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F 1sin α
③当已知合力F 的大小及一个分力F 1的大小时,另一个分力F 2取最小值的条件是:已知大小的分力F 1与合力F 同方向,F 2的最小值为|F -F 1|
(5)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求合力的大小 22)()(合合y x F F F +=
合力的方向:tan α=合合
x y F F (α为合力F 与x 轴的夹角)
【例5】质量为m 的木块在推力F 作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为µ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个?
A .µmg B.µ(mg+Fsin θ) C.µ(mg+Fsin θ) D.F cos θ B、D答案是正确的.
小结:(1)在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时使用。
也就是说,在分析问题时,考虑了合矢量就不能再考虑分矢量;考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。
(2)矢量的合成分解,一定要认真作图。
在用平行四边形定则时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必须画成虚线。
(3)各个矢量的大小和方向一定要画得合理。
(4)在应用正交分解时,两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角,哪个是小锐角,不可随意画成45°。
(当题目规定为45°时除外)
三、应用举例
【例6】水平横粱的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图甲所示,
则滑轮受到绳子的作用力为(g=10m/s2)
A.50N B.503N C.100N D.1003N
解选C。
【例7】轻绳AB总长l,用轻滑轮悬挂重G的物体。
绳能承受的最大拉力是2G,将A端固定,将B端缓慢向右移动d而使绳不断,求d的最大可能值。
解:以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象,在任何一个平衡位置都在滑轮对它的压力(大小为G)和绳的拉力F1、F2共同作用下静止。
而同一根绳子上的拉力大小F1、F2总是相等的,它们的合力N是压力G 的平衡力,方向竖直向上。
因此以F1、F2为分力做力的合成的平行四边形一定是菱形。
利用菱形对角线互相垂直平分的性质,结合相似形知识可得
15
d∶l =15∶4,所以d最大为l
4
【例8】一根长2m,重为G的不均匀直棒AB,用两根细绳水平悬挂在天花
板上,如图所示,求直棒重心C的位置。
解重心应在距B端 0.5m处。
【例11】如图(甲)所示.质量为m的球放在倾角为α的光滑
斜面上,试分析挡板AO与斜面间的倾角β为多大时,AO所受压力
最小?
解由图可看出挡板AO与斜面垂直时β=90°时,挡板AO所受压
力最小,最小压力N2min =mgsinα。
练习
1.关于二个共点力的合成.下列说法正确的是()
A.合力必大于每一个力 B.合力必大于两个力的大小之和
C.合力的大小随两个力的夹角的增大而减小 D.合力可以和其中一个力相等,
但小于另一个力
3.如图所示质量为m的小球被三根相同的轻质弹簧a、b、c拉住,c竖直
向下a 、b 、c 三者夹角都是120°,小球平衡时,a 、b 、c 伸长的长度之比是3∶3∶1,则小球受c 的拉力大小为 ( )
A .mg
B .0.5mg
C .1.5mg
D .3mg
4.如图所示.物体处于平衡状态,若保持a 不变,当力F 与水平方向夹角β多
大时F 有最小值 ( )
A .β=0
B .β=
2 C .β=α D .β=2α
5.如图所示一条易断的均匀细绳两端固定在天花板的A 、B 两点,今在细绳O 处吊
一砝码,如果OA =2BO ,则 ( )
A .增加硅码时,AO 绳先断
B .增加硅码时,BO 绳先断
C .B 端向左移,绳子易断
D .B 端向右移,绳子易断
6.图所示,A 、A ′两点很接近圆环的最高点.BOB ′为橡皮绳,∠BOB ′=120°,
且B 、B ′与OA 对称.在点O 挂重为G 的物体,点O 在圆心,现将B 、B ′两端分别移到
同一圆周上的点A 、A ′,若要使结点O 的位置不变,则物体的重量应改为
A .G
B .
2G C .4
G D .2G
7.长为L 的轻绳,将其两端分别固定在相距为d 的两坚直墙面上的A 、B 两点。
一小
滑轮O 跨过绳子下端悬挂一重力为G 的重物C ,平衡时如图所示,求AB 绳中的张力。
8如图所示,质量为m ,横截面为直角形的物快ABC ,∠ABC =α,AB 边靠在竖直墙上,F 是垂直于斜面BC 的推力,现物块静止不动,求摩擦力的大小。
参考答案1.C 2.C 3.B 4.C 5.BD 6.D 7.F T =222d L GL
8.f=mg+F sin α。