典例剖析
例1
如图4所示,用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画
框对称悬挂在墙壁上,已知绳能承受的最大张力为10N,为使绳
不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)( )
图4
A.
mB.
m
C.
mD.
m
思维突破 把力按实际效果分解的一般思路:
跟踪训练1 如图5所示,α=30°,装置的重力和摩擦力均不计,若用F=100N的水平推力使滑块B保持静止,则工件受到的向上的弹
力多大?
图5
例2 F1、F2是力F的两个分力.若F=10N,则下列不可能是F的两个分力的是( )
A.F1=10N,F2=10NB.F1=20N,F2=20N
C.F1=2N,F2=6ND.F1=20N,F2=30N
跟踪训练2 关于一个力的分解,下列说法正确的是( )
A.已知两个分力的方向,有唯一解
B.已知两个分力的大小,有唯一解
C.已知一个分力的大小和方向,有唯一解
D.已知一个分力的大小和另一个分力方向,有唯一解
考点二 正交分解法
考点解读
1.定义:
把各个力沿相互垂直的方向分解的方法.
用途:
求多个共点力的合力时,往往用正交分解法.
2.步骤:
如图6所示,
(1)建立直角坐标系.通常选择共点力的作用
点为坐标原点,建立x、y轴让尽可能多的力落在坐标轴上.
(2)把不在坐标轴上的各力向坐标轴进行正交分解.
图6
(3)沿着坐标轴的方向求合力Fx、Fy.
(4)求Fx、Fy的合力,F与Fx、Fy的关系式为:
F=
.方向为:
tanα=Fy/Fx
典例剖析
例3 物块静止在固定的斜面上,斜面倾角为θ,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是( )
思维突破 应用正交分解法须注意:
(1)一般用于三个以上的力作用时.
(2)选取坐标轴时应做到尽量让更多的力落在坐标轴上,尽量少的分解力.
跟踪训练3 风筝(图7甲)借助于均匀的风对其作用力和牵线对其拉力的作用,才得以在空中处于平衡状态.如图乙所示,风筝平面AB与地面夹角为30°,风筝质量为300g,求风对风筝的作用力的大小.(风对风筝的作用力与风筝平面相垂直,g取10m/s2)
图7
考点三 物体的受力分析
考点解读
1.受力分析在中学物理中具有相当重要的地位,无论是牛顿运动定律,还是机械能守恒、电场、磁场问题都离不开受力分析,解决上述问题的基础是对物体进行正确的受力分析.
2.正确选取研究对象是受力分析的关键.受力分析的对象可以是一个物体或物体的一部分,也可以是几个物体组成的系统,还可以是某一个结点或交点.
典例剖析
图8
例4 一倾角为30°的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速
下滑.现给物体施加如图8所示的力F,F与竖直方向夹角为
30°,斜劈仍静止,则此时地面对斜劈的摩擦力( )
A.大小为零B.方向水平向右
C.方向水平向左D.无法判断大小和方向
思维突破 受力分析的基本思路
跟踪训练4 如图9所示,物体A靠在倾斜的墙面上,在与墙面和B垂直的力F作用下,A、B保持静止,试分析A、B两物体受力的个数.
A组 合力与分力间的关系
1.互成角度的两个共点力,有关它们的合力与分力关系的下列说法中,正确的是( )
A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力
B.合力的大小随分力间夹角的增大而增大
C.合力的大小一定大于任意一个分力
D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力
2.下列关于合力的叙述中正确的是( )
A.合力是原来几个力的等效代替,合力的作用效果与分力的共同作用效果相同
B.两个力夹角为θ(0≤θ≤π),它们的合力随θ增大而增大
C.合力的大小总不会比分力的代数和大
D.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算
B组 按力的实际作用效果分解力
图10
3.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也没推动,
于是他便想了个妙招,如图10所示,用A、B两块木板,搭
成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然
被推动了!
下列说法正确的是( )
A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
C组 正交分解法的应用
图11
4.一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有
孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图11所示位置时恰好都
能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O处于同一水平面
上,A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成30°角,已知B球的
质量为3kg,求细绳对B球的拉力和A球的质量mA.(g=10m/s2)
课时规范训练
(限时:
30分钟)
1.
图1
如图1所示,有2n个大小都为F的共点力,沿着顶角为120°的
圆锥体的母线方向,相邻两个力的夹角都是相等的.则这2n个
力的合力大小为( )
A.2nFB.nF
C.2(n-1)FD.2(n+1)F
2.如图2所示,将足球用网兜挂在光滑的墙壁上,设绳对球的拉力为F1,墙壁对球的支持力为F2,当细绳长度变短时( )
A.F1、F2均不变
B.F1、F2均增大
C.F1减小,F2增大
图2
D.F1、F2均减小
3.如图3所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若
再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,此时小车受力个数为
( )
图3
A.3B.4C.5D.6
4.
作用于O点的三力平衡,设其中一个力的大小为F1,沿y轴正
方向,力F2大小未知,与x轴负方向夹角为θ,如图4所示,下
列关于第三个力F3的判断正确的是( )
A.力F3只能在第Ⅳ象限
图4
B.力F3与F2夹角越小,则F2和F3的合力越小
C.F3的最小值为F1cosθ
D.力F3在第Ⅰ象限的任意区域
5.如图5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
绕过两个定滑轮和一个动滑轮,两端各挂着一个相同的重物,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
图5
置在同一竖直平面内.如果要增大手指所受的拉力,可采取的方法是( )
①只增加绳的长度 ②只增加重物的重量 ③只将手指向下移动 ④只将手指向上移动
A.①②B.②③C.③④D.②④
6.三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们的合力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+F3
B.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
7.两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图6所示,OA、
OB与水平面的夹角分别为30°、60°,M、m均处于静止状
态.则( )
A.绳OA对M的拉力大小大于绳OB对M的拉力
图6
B.绳OA对M的拉力大小等于绳OB对M的拉力
C.m受到水平面的静摩擦力大小为零
D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左
8.如图7所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一轻绳相
连,质量分别为mA、mB,由于B球受到风力作用,环A与球B
一起向右匀速运动.已知细绳与竖直方向的夹角为θ.则下列说法
图7
中正确的是( )
A.风力增大时,轻质绳对球B的拉力保持不变
B.球B受到的风力F大小等于mBgtanθ
C.杆对环A的支持力随着风力的增加而增加
D.环A与水平细杆间的动摩擦因数为
复习讲义
基础再现
一、
基础导引 1.只有可能等于10N 12N 8N
2.
3.
(1)正确
(2)错误 (3)错误
知识梳理 1.
(1)作用效果 合力 分力
(2)等效替代 2.力的作用线 反向延长线
3.合力 4.
(1)邻边 对角线 大小 方向
(2)首尾 合力
思考:
两个力大小不变时,其合力随两分力夹角的增大而减小;当两力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两力同向时,合力最大,为F1+F2.
二、
基础导引 1.300N,方向与竖直线夹角为arctan
2.
甲、乙两种情况的解是唯一的,而丙有两解.
知识梳理 1.分力 2.平行四边形 三角形 3.
(1)实际效果
(2)正交
思考:
合力可能大于分力,也可能等于或小于分力.
三、
基础导引
知识梳理 1.受力 2.场力 接触力
课堂探究
例1 A
跟踪训练1 100
N
例2 C
跟踪训练2 AC
例3 D
跟踪训练3 4.6N
例4 A
跟踪训练4 A受5个力,B受4个力
分组训练
1.D 2.AC 3.C
4.60N 6kg
课时规范训练
1.B
2.B
3.B
4.C
5.B
6.C
7.D
8.B