第二章 第2講 力的合成和分解 受力分析

第2講 力的合成和分解 受力分析1小明想推動(dòng)家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也推不動(dòng)，他便想了個(gè)妙招，如圖1所示，用A、B兩塊木板，搭成一個(gè)底角較小的人字形架，然后往中央一站，衣櫥居然被推動(dòng)了！下列說(shuō)法中準(zhǔn)確的是( ) 圖1A這是不可能的，因?yàn)樾∶鞲緵](méi)有用力去推衣櫥C這有可能，A板對(duì)衣櫥的推力有可能大于小明的重力D這有可能，但A板對(duì)衣櫥的推力不可能大于小明的重力解析 由小明所受重力產(chǎn)生的效果，小明的重力可分解為沿兩個(gè)木板方向的分力，因?yàn)閮蓚€(gè)木板夾角接近180°，根據(jù)平行四邊形定則，可知分力可遠(yuǎn)大于小明的重力，選項(xiàng)C準(zhǔn)確答案 C2F1、F2是力F的兩個(gè)分力若F10 N，則下列不可能是F的兩個(gè)分力的是( )AF110 N，F(xiàn)210 NBF120 N，F(xiàn)220 NCF12 N，F(xiàn)26 NDF120 N，F(xiàn)230 N解析 本題考查合力和分力之間的關(guān)系，合力F和兩個(gè)分力F1、F2之間的關(guān)系為|F1F2|F|F1F2|，則應(yīng)選C.答案 C3某同學(xué)在單杠上做引體向上，在下列選項(xiàng)中雙臂用力最小的是( )解析 人做引體向上時(shí)，雙臂的合力大小一定等于人體的重力，根據(jù)平行四邊形定則，兩分力夾角越小，雙臂用力就越小，故D項(xiàng)最大，B項(xiàng)最小答案 B4如圖2所示，質(zhì)量為mB24 kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA22 kg的木箱A放在木板B上一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為37°.已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200 N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37°0.6，cos 37°0.8，重力加速度g取10 m/s2)，則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2的大小為( )圖2A0.3 B0.4 C0.5 D0.6解析 對(duì)A受力分析如圖甲所示，由題意得FTcos Ff1FN1FTsin mAgFf11FN1由得：FT100 N 對(duì)A、B整體受力分析如圖乙所示，由題意得FTcos Ff2F FN2FTsin (mAmB)gFf22FN2由得：20.3，故A答案準(zhǔn)確答案 A5如圖3所示，將四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成圓弧形的石拱，其中第3、4塊固定在地基上，第1、2塊間的接觸面是豎直的，每塊石塊的兩個(gè)側(cè)面間所夾的圓心角均為30°.假定石塊間的摩擦力能夠忽略不計(jì)，則第1、2塊石塊間的作用力F1和第1、3塊石塊間的作用力F2的大小之比為( )圖3A12 B.2 C.3 D.1解析 以第1塊石塊為研究對(duì)象，受力分析如圖，石塊靜止，則F1F2cos 30°，cos 30°，故B準(zhǔn)確答案 B6物塊靜止在固定的斜面上，分別按如下圖所示的方向?qū)ξ飰K施增大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是( )解析 四個(gè)圖中的物塊均處于平衡狀態(tài)，都受到四個(gè)作用力：重力G、外力F、斜面的支持力FN和靜摩擦力Ff.建立沿斜面方向和垂直于斜面方向的直角坐標(biāo)系，如圖所示分別列出物塊的平衡方程可得到：A圖中FfAGsin ；B圖中FfBGsin ；C圖中FfC(GF)sin ；D圖中FfD(GF)sin .答案 D7.如圖4所示，物體在水平外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)外力F由圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，物體仍保持靜止，則在此過(guò)程中靜摩擦力可能為( )圖4A0 BF C. D2F解析 因?yàn)槲矬w不動(dòng)，當(dāng)F逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力與F的水平分力平衡，當(dāng)F水平時(shí)，F(xiàn)fF，當(dāng)F豎直時(shí)，F(xiàn)f0，所以靜摩擦力的變化范圍是0FfF，故準(zhǔn)確選項(xiàng)為A、B、C.答案 ABC8.如圖5所示，一物體在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法準(zhǔn)確的是( )圖5A物體可能只受兩個(gè)力作用 B物體可能受三個(gè)力作用C物體可能不受摩擦力作用 D物體一定受四個(gè)力作用解析本題考查根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析物體的受力，摩擦力產(chǎn)生的條件等知識(shí)點(diǎn)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則受力平衡，將拉力F在水平方向和豎直方向上分解，則物體一定要受到滑動(dòng)摩擦力的作用再根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件知，一定有彈力因此物體一定會(huì)受到四個(gè)力的作用答案D9如圖6所示，一輕繩的兩端分別固定在不等高的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)用另一輕繩將一物體系于O點(diǎn)，設(shè)輕繩AO、BO相互垂直，>，且兩繩中的拉力分別為FA、FB，物體受到的重力為G，下列表述正確的是()圖6AFA一定大于GBFA一定大于FBCFA一定小于FBDFA與FB大小之和一定等于G解析物體受力分析如圖所示，由三力平衡的知識(shí)可知，F(xiàn)A、FB的合力大小等于G，方向豎直向上，F(xiàn)AGsin ，F(xiàn)BGsin .故FA一定小于G，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)?gt;，故FA一定大于FB，B選項(xiàng)正確、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；FA與FB大小之和大于G，D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案B10如圖7所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB，且mA>mB，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計(jì)，如果繩一端由Q點(diǎn)緩慢地向左移到P點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)重新平衡后，物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角變化情況是()圖7A物體A的高度升高，角變大B物體A的高度降低，角變小C物體A的高度升高，角不變D物體A的高度不變，角變小解析最終平衡時(shí)，繩的拉力F大小仍為mAg，由二力平衡可得2Fsin mBg，故角不變，但因懸點(diǎn)由Q到P，左側(cè)部分繩子變長(zhǎng)，故A應(yīng)升高，所以C正確答案C11如圖8所示，兩根相距為L(zhǎng)的豎直固定桿上各套有質(zhì)量為m的小球，小球可以在桿上無(wú)摩擦地自由滑動(dòng)，兩小球用長(zhǎng)為2L的輕繩相連，今在輕繩中點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的拉力F，恰能使兩小球沿豎直桿向上勻速運(yùn)動(dòng)則每個(gè)小球所受的拉力大小為(重力加速度為g)() 圖8A.BmgC. DF解析 根據(jù)題意可知：兩根輕繩與豎直桿間距正好組成等邊三角形，對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件可得，F(xiàn)2Fcos 30°，解得小球所受拉力F，C正確答案 C12如圖9所示，AC和BC兩輕繩共同懸掛一質(zhì)量為m的物體，若保持AC繩的方向不變，AC與豎直方向的夾角為60°，改變BC繩的方向，試求：(1)物體能達(dá)到平衡時(shí)，角的取值范圍(2)在0°90°的范圍內(nèi)，求BC繩上拉力的最大值和最小值圖9解析(1)改變BC繩的方向時(shí)，AC繩的拉力FTA方向不變，兩繩拉力的合力F與物體的重力平衡，重力大小和方向保持不變，如圖所示，經(jīng)分析可知，最小為0°，此時(shí)FTA0；且必須小于120°，否則兩繩的合力不可能豎直向上，所以角的取值范圍是0°<120°.(2)在0°90°的范圍內(nèi)，當(dāng)90°時(shí)，F(xiàn)TB最大，F(xiàn)maxmgtan 60°mg當(dāng)兩繩垂直時(shí)，即30°時(shí)，F(xiàn)TB最小，F(xiàn)minmgsin 60°mg答案 (1)0°<120°(2)mgmg