高一物理 第二章相互作用22力的合成与分解Word格式文档下载.docx
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2、遵循的原则:
平行四边形定则或三角形定则。
3、分解的方法:
(1)按力产生的效果进行分解
(2)正交分解
【要点精解】
一、合力范围的确定
1、共点的两个力F1,F2的合力F的大小,与它们的夹角θ有关,θ越大,合力越小;
θ越小,合力越大,合力可能比分力大,也可能比分力小,F1与F2同向时合力最大,F1与F2反向时合力最小,合力大小的取值范围是|F1-F2|≤F≤(F1+F2)
2、求解方法:
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,它的对角线的长度就为合力的大小,对角线的方向就为合力的方向。
,合力F的方向与F2的方向成
4、讨论:
⑴两个分力大小不变的情况下,夹角越大合力越小,夹角越小,合力越大。
4、合力的变化范围为
,合力可以大于分力,可以等于分力,也可以小于分力。
【例1】用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上,已知绳能承受的最大张力为
,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(
取
)(B)
A.
B.
C.
D.
二、力的分解的两种方法
1、按力的效果分解步骤
(1)根据力的实际作用效果来确定两个实际分力的方向;
(2)根据两个实际分力方向画出平行四边形
(3)最后由平行四边形知识求出两分力的大小
2、正交分解法步骤
物体受到多个力作用时求其合力,可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解,然后再分别沿这两个方向求出合力,正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法,值得注意的是,对
、
方向选择时,尽可能使落在
轴上的力多;
被分解的力尽可能是已知力。
步骤为:
(1)正确选择直角坐标系,一般选共点力的作用点为原点,水平方向或物体运动的加速度方向为X轴,使尽量多的力在坐标轴上。
(2)正交分解各力,即分别将各力投影在坐标轴上,分别求出坐标轴上各力投影的合力。
(3)分别求出
轴方向上的各分力的合力Fx和
轴方向上各分力的合力Fy。
Fx=F1x+F2x+…+Fnx
Fy=F1y+F2y+…+Fny
(4)利用勾股定理及三角函数,求出合力的大小和方向,共点力合力的大小为F=
,合力方向与X轴夹角
【例2】.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P点。
设滑块所受支持力为FN。
OF与水平方向的夹角为
。
下列关系正确的是(A)
A.
B.F=mgtan
C.
D.FN=mgtan
解析:
对小滑块受力分析如图所示,根据三角形定则可得
,
,所以A正确。
考点:
受力分析,正交分解或三角形定则
名师点评:
支持力的方向垂直于接触面,即指向圆心。
正交分解列式求解也可。
【例3】、如图所示,倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为L。
工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。
每次碰撞后木箱都粘在一起运动。
整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。
已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.设碰撞时间极短,求:
工人的推力F;
当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有
;
【例4】、.如图所示,在倾角为θ的固定光滑斜面上,质量为m的物
体受外力F1和F2的作用,F1方向水平向右,F2方向竖直向上.若物体静
止在斜面上,则下列关系正确的是()
A.F1sinθ+F2cosθ=mgsinθ,F2≤mgB.F1cosθ+F2sinθ=mgsinθ,F2≤mg
C.F1sinθ-F2cosθ=mgsinθ,F2≤mgD.F1cosθ-F2sinθ=mgsinθ,F2≤mg
答案B
解析对m受力分析如图m处于平衡状态,则任意垂直的
两个方向上合力都为零,在平行斜
面方向上,有mgsinθ=F1cosθ+F2sinθ,且F2≤mg,故选B.
【例5】、受斜向上的恒定拉力作用,物体在粗糙水平面上做匀速直线运动,则下列说法中正确的是()
A.拉力在竖直方向的分量一定大于重力B.拉力在竖直方向的分量一定等于重力
C.拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D.拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力
答案D
解析物体做匀速直线运动,则在水平方向和竖直方向合力等于零.在竖直方向上,拉力在竖直方向的分量与地面对物体的支持力的合力一定等于重力,即拉力在竖直方向的分量一定小于重力,在水平方向上,拉力的分量一定等于摩擦力.
【例6】、如图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板
上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F
作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖
直方向,两小球均处于静止状态。
则该力可能为图中的()
A.F1B.F2C.F3D.F4
答案BC
解析OB绳竖直,说明B球只受两个力作用,故AB间绳无形变,所以A球受重力G,OA绳的拉力T和外力F作用,三个力的合力为零,则外力F一定与重力和拉力T的合力大小相等、方向相反,故B、C选项正确.
二.提升训练
1、作用在同一点上的两个力,大小分别是5N和4N,则它们的合力大小可能是( )
A、0NB、5NC、3ND、10N
2、如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量不m的小球,小球被竖直的木板档住,不计摩擦,则球对档板的压力大小是…………………………………………………( )
A、
B、
C、
D、
3、上题中若将木板AB绕B点缓慢转动至水平位置,木板对球的支持力将…………( )
A、逐渐减小B、逐渐增大
C、先增大,后减小D、先减小,后增大
4、如图所示,AO、BO、CO是完全相同的绳子,并将钢梁水平吊起,若钢梁足够重时,台子AO先断,则………………………………………………………………( )
A、不论θ为何值,AO总是先断
B、θ=1200
C、θ>
1200
D、θ<
5、如图所示,用细绳将重球悬挂在光滑墙壁上,当绳子变长时………………( )
A、绳子的拉力变小,墙对球的弹力变大
B、绳子的拉力变大,墙对球的弹力变大
C、绳子的拉力变大,墙对球的弹力变小
D、绳子的拉力变小,墙对球的弹力变小
6、如图所示,小球作细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上,当绳子从水平方向逐渐向上偏移时,细绳上的拉力将…………………………………………………………( )
A、逐渐增大
B、逐渐减小
C、先增大,后减小
D、先减小,后增大
7、如图所示,物体静止于光滑水平面M上,力F作用于物体O点,现要使物体沿着OO‘方向做匀加速运动(F和OO’都在M平面内),那么必须同时再加一个力F1,这个力的最小值为…………………………………………………………………………( )
A.
B.
C.
D.
9、如图所示,有一个表面光滑、质量很小的截面是等腰三角形的尖劈,其倾角为θ,插在缝A、B之间,在尖劈上加一个力F,则尖劈对缝的左侧压力大小为多少?
参考答案:
1、BC2、B3、D4、D5、D6、D7、C
8、
三.强化训练(45分钟,100分)
1.如图所示,小车上有一直立木板,木板上方有一槽,槽内固定一定滑轮,跨过定滑轮的轻绳上一端系一重球,另一端系在弹簧秤上,弹簧秤固定在小车上,开始时小车处在静止状态,重球紧挨直立木板,则下列说法正确的是()
A.若小车匀加速向右运动,弹簧秤读数及小车对地面压力均增大
B.若小车匀加速向左运动,弹簧秤读数及小车对地面压力均增大
C.若小车匀加速向右运动,弹簧秤读数变大,小车对地面的压力不变
D.若小车匀加速向左运动,弹簧秤读数变大,小车对地面的压力不变
2.如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的()
A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下
C.大小可能等于零D.大小可能等于F
3.如图所示,晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,衣服处于静止状态.如果保持绳子A端位置不变,将B端分别移动到不同的位置。
下列判断正确的是()
A.B端移到B1位置时,绳子张力不变
B.B端移到B2位置时,绳子张力变小
C.B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变大
D.B端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变小
4如图所示,三角形木块B始终静止在水平地面上,一物体A先沿B的光滑斜面上升,后又沿斜面下滑,设A上滑过程中,B对地面压力的大小为N1,B受到地面摩擦力的大小为f1.A下滑过程中,B对地面压力的大小为N2,B受到地面摩擦力的大小为f2.则()
A、N1=N2B、f1≠f2,但方向相反
C、f1=f2,但方向相反D、f1=f2,且方向相同
5.完全相同的直角三角形A、B按图所示叠放,设A、B接触的斜面光滑,A与桌面的动摩擦因素为
,现在B上作用一水平推力F,恰好在AB一起在桌面上匀速运动,且A、B保持相对静止,则A与桌面的动摩擦因素
跟斜面倾角的关系为()
=tg
B.
=
C.
=2tg
D.
与
无关
6.如图所示,竖直杆AB固定在斜面上,小球用细绳系在倾角为
的光滑斜面上,保持小球不动,当细绳方向由水平逐渐向上偏移时,绳的拉力F和斜面对小球的支持力FN将:
A.、FN逐渐减小B.FN逐渐增大C.F逐渐减小D.F先减小后增大
7.如图所示,细而轻的绳两端,分别系有质量为mA、mB的球,mA静止在光滑半球形表面P点,已知经过P点的半径与水平面夹角为60°
,则mA和mB的关系是()
8.如图11所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起,在某一段时间内,A、B之间的距离以l=H-t2(式中H为直升机A离地面的高度,各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化,则在这段时间内()
A.悬索的拉力等于伤员的重力
B.伤员处于超重状态
C.从地面看,伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动
D.从地面看,伤员做速度大小增加的直线运动
9.如图所示,用光滑轻质动滑轮悬挂重力为G的物体,轻绳总长L,绳能承受的最大拉力是2G.现将轻绳一端固定,另一端缓慢向右移动距离d而不使绳拉断,则d的最大值为
10.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图放置,OA、OB与水平面的夹角分别为30°
、60°
,M重20N,M、m均处于静止状态。
求:
(1)OA、OB对M的拉力?
(2)m受到的静摩擦力的大小和方向?
参考答案
1C,2ABCD3答案:
AD
4答案:
D5答案:
B
6答案:
AD7答案:
C
8答案:
BC9答案:
10答案:
(1)OA的拉力T1=10N,OB的拉力T2=10
N
(2)m受到的摩擦力F=7。
3N方向水平向左
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- 高一物理 第二章相互作用22力的合成与分解 物理 第二 相互作用 22 合成 分解