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1、6 力的合成與分解
[方法點撥] (1)力的合成遵循平行四邊形定則;(2)力分解常用的方法有實際效果分解法和正交分解法.
1.(合力與分力的關(guān)系)(多選)兩個共點力F1、F2大小不同,它們的合力大小為F,則( )
A.F1、F2同時增大一倍,F(xiàn)也增大一倍
B.F1、F2同時增加10 N,F(xiàn)也增加10 N
C.F1增加10 N,F(xiàn)2減少10 N,F(xiàn)一定不變
D.若F1、F2中的一個增大,F(xiàn)不一定增大
2.(力的合成)如圖1所示,一個“Y”形彈弓頂部跨度為L,兩根相同的橡皮條自由長度均為L,在兩橡皮條的末端有一塊軟羊皮(長度不計)做成裹片.若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿足胡克定
2、律,且勁度系數(shù)為k,發(fā)射彈丸時每根橡皮條的最大長度為2L(彈性限度內(nèi)),則發(fā)射過程中裹片對彈丸的最大作用力為( )
圖1
A.kL B.2kL
C.kL D.kL
3.(力的分解)如圖2所示是一種常用的“千斤頂”示意圖,搖動手柄能使螺旋桿轉(zhuǎn)動并保持水平,而A、B間距離發(fā)生變化,重物就能被頂起或下降.若物重為G,桿AB與AC之間的夾角為θ,不計“千斤頂”本身的重量,則“千斤頂”螺旋桿AB的拉力大小為( )
圖2
A.Gsin θ B.Gcos θ
C.Gtan θ D.
4.(正交分解)如圖3所示,物體A和B的質(zhì)量分別為2 kg和1 kg,用跨過定滑輪的細線相連,靜止
3、地疊放在傾角為θ=30°的光滑斜面上,A與B間的動摩擦因數(shù)為,現(xiàn)有一平行于斜面向下的力F作用在物體B上,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,若要使物體運動, 圖3
則F至少為(g=10 m/s2)( )
A.20 N B.22 N
C.11 N D.17 N
5.如圖4所示,老鷹沿虛線MN斜向下減速俯沖的過程中,空氣對老鷹的作用力可能是圖中的( )
圖4
A.F1 B.F2
C.F3 D.F4
6.如圖5所示,兩根輕繩AO和BO共同懸吊一重物,兩繩的另一端分別系在天花板和豎直墻上,兩繩與水平方向的夾角分別為α和β,則以下說法不正確的是( )
4、
A.若α=β,則兩繩的張力大小相等 圖5
B.若α>β,則AO繩中的張力較大
C.若α、β同時增大,則兩繩中的張力都會增大
D.若α不變而β可變,則當α+β=時,BO繩中的張力最小
7.如圖6是一頂搭在水平地面上的簡易帳篷的骨架,骨架由一根立桿OO′和三條繩索AO、BO、CO構(gòu)成,三條繩索的長度都為L,地面上的三個固定樁A、B、C之間的距離也均等于L,三條繩索繃緊后,立桿對結(jié)點O的支持力為F,已知三條繩索
5、上的張力大小都相等,不計繩索的重力,則每條繩索上的張力大小為( )
圖6
A.F B.F
C.F D.F
8.如圖7所示,一豎直放置的大圓環(huán),在其水平直徑上的A、B兩端系著一根不可伸長的柔軟輕繩,繩上套有一光滑小鐵環(huán).現(xiàn)將大圓環(huán)在豎直平面內(nèi)繞O點順時針緩慢轉(zhuǎn)過一個微小角度,則關(guān)于輕繩對A、B兩點拉力FA、FB的變化情況,下列說法正確的是( )
圖7
A.FA變小,F(xiàn)B變小 B.FA變大,F(xiàn)B變大
C.FA變大,F(xiàn)B變小 D.FA變小,F(xiàn)B變大
9.如圖8所示,一根輕繩兩端分別固定兩個完全相同的小球a、b,每個球的重力為G.在繩的中點施加一個豎直向上的拉力F,兩球靜止
6、在空中,以下判斷正確的是( )
A.輕繩越長,F(xiàn)越大
B.輕繩越長,輕繩對球的拉力越大 圖8
C.輕繩對球的拉力可能小于G
D.輕繩越短,a、b之間的彈力越大
10.迎澤公園有這樣一根電桿,一條電纜線由北向南繞過電桿轉(zhuǎn)向由東向西,電纜與電桿的接觸點為P.固定電桿的鋼索一端固定在P點,另一端固定在地面上,鋼索、電桿與東西方向的電纜在同一豎直平面內(nèi),如圖9所示.設電纜線水平,南北、東西方向的電纜對電桿的拉力分別為F1、F2,且大小相等,鋼索對電桿的拉力為F3.已知植于土中的電桿豎直,下列說法正確的是( )
7、
圖9
A.F1、F2和F3的合力豎直向下
B.地面對電桿的作用力豎直向上
C.F1、F2和F3在水平面內(nèi)的合力可能為0
D.F1、F2和F3在水平面內(nèi)合力的方向偏向北方一側(cè)
答案精析
1.AD [根據(jù)求合力的公式F=(θ為F1、F2的夾角),若F1、F2都變?yōu)樵瓉淼?倍,合力也一定變?yōu)樵瓉淼?倍,A正確;對于B、C兩種情況,力的變化不是按比例增加或減少的,不能判斷合力的變化情況,B、C錯誤;若F1與F2共線反向,F(xiàn)1>F2,則F=F1-F2,F(xiàn)1增大時,F(xiàn)增大.F2增大且小于F1時,F(xiàn)減小,所以D正確.]
2.D [根據(jù)胡克定律知,每根橡皮條的彈力F=k(2L-L)=kL.設橡
8、皮條最長時兩根橡皮條的夾角為θ,根據(jù)幾何關(guān)系知,sin =.根據(jù)平行四邊形定則知,彈丸被發(fā)射過程中所受的最大彈力F合=2Fcos =kL,故D正確.]
3.D [如圖所示,將重力G分解到沿BA方向的拉AB桿的力F1和沿AC方向的壓AC桿的力F2,即得F1=,由牛頓第三定律知螺旋桿AB的拉力大小為.]
4.D [物體剛好運動時,A、B間的摩擦力等于最大靜摩擦力,對物體A受力分析,由平衡條件得mAgsin 30°+μmAgcos 30°=F拉,解得F拉=16 N,對整體分析,由平衡條件得(mA+mB)gsin 30°+F=2F拉,解得F=17 N.故選項D正確,A、B、C錯誤.]
5.B
9、 [老鷹沿虛線由M到N做減速運動,合外力與初速度的方向相反,由受力分析可知,空氣的阻力與重力的合力方向與初速度反向,因此空氣對老鷹的作用力可能是題圖中的F2,B正確.]
6.C [兩繩結(jié)點O受三個拉力作用,處于平衡狀態(tài).由平衡條件可知,三力可平移構(gòu)成一閉合三角形.若α=β,則兩繩張力大小相等,A項正確;若α>β,由幾何關(guān)系可知,AO繩中張力較大,B項正確;若α、β同時增大,即兩繩夾角減小,兩繩中張力都會減小,C項錯;若α不變,則當兩繩垂直時,即α+β=時,BO繩中張力最小,D項正確.]
7.D [O-ABC是一個棱長為L的正四面體,O′為△ABC的中心,由幾何關(guān)系知O′A=L,由勾股定理得
10、OO′==L,則FTsin∠OAO′=F,解得FT=F,D正確.]
8.A [柔軟輕繩上套有光滑小鐵環(huán),兩側(cè)輕繩中拉力相等.將大圓環(huán)在豎直平面內(nèi)繞O點順時針緩慢轉(zhuǎn)過一個微小角度,A、B兩點之間的水平距離減小,光滑小鐵環(huán)兩側(cè)輕繩間夾角2α減小,由2Fcos α=mg可知,輕繩中拉力F減小,輕繩對A、B兩點的拉力FA和FB都變小,選項A正確.]
9.D [利用整體法,拉力F等于兩球的總重力,A項錯誤;設兩根輕繩的夾角為θ,以a球為研究對象,F(xiàn)T=,所以,輕繩越長,夾角越小,輕繩對球的拉力FT越小,但大于重力G,B、C項錯誤;兩球之間的彈力為mgtan ,細繩越短,夾角越大,彈力越大,D項正確.]
10.D [由于鋼索、電桿與東西方向的電纜在同一豎直平面內(nèi),F(xiàn)1、F2和F3的合力一定不是豎直向下,選項A錯誤;地面對電桿的作用力方向一定不是豎直向上,選項B錯誤;F1、F2和F3在水平面內(nèi)的合力不可能為0,在水平面內(nèi)合力的方向偏向北方一側(cè),選項C錯誤,D正確.]