内容正文:
考点05 力的合成与分解 受力分析
专题
知识内容
考试要求
必考
加试
力的合成与分解 受力分析
力的合成
c
c
力的分解
c
c
1.从题型上看,有选择题、实验填空题,试题新颖,难度中等偏下.
2.考查知识点主要有:力的合成与分解的方法在物体的受力分析、共点力平衡问题中的应用等.
3.从整体命题趋势上看,本部分内容在高考命题中有两大趋势:一是向着选择题单独考查的方向发展;二是选择题单独考查与电学综合考查并存
考向一 力的合成问题
两个共点力F1和F2的大小不变,它们的合力F跟两力F1、F2之间的夹角θ的关系如图所示,则合力F大小的范围是( )
A. 0~1 N B. 1~3 N
C. 1~5 N D. 1~7 N
【答案】D
【解析】由图像可得:θ=π时,|F1-F2|=1 N;θ=0.5π时,=5 N,所以F1+F2=7 N,而|F1-F2|≤F≤F1+F2,故合力F大小的范围是1 N≤F≤7 N。故选项D正确。
【名师点睛】(1)合力与分力大小关系的“3个”重要结论
①两个分力的大小一定时,夹角θ越大,合力越小.
②合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大.
③合力的大小可以大于分力的大小,等于分力的大小,也可以小于分力的大小.
(2)在求合力时,注意充分利用已知条件,构建带直角的平行四边形或三角形,利用几何知识和三角函数知识进行分析计算.
1.某同学在单杠上做引体向上,在图中的四个选项中双臂用力最小的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】双臂拉力的合力一定(等于同学自身的重力),双臂的夹角越大,所需拉力越大,故双臂平行时,双臂的拉力最小,故B正确
2.吊床用绳子拴在两棵树上等高位置.某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态.设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2,则( )
A. 坐着比躺着时F1大
B. 躺着比坐着时F1大
C. 坐着比躺着时F2大
D. 躺着比坐着时F2大
【答案】A
【解析】吊床对人的作用力与重力等值反向,所以躺着和坐着时,F2不变.坐在吊床上时,吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大,根据共点力平衡有:2Fcosθ=G,θ越大.则绳子的拉力越大,所以坐着时,绳子与竖直方向的夹角较大,则绳子的拉力较大.
考向二 力的分解
(2018·天津卷)(多选)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可.一游僧见之曰:无烦也,我能正之.”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身.假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则( )
A.若F一定,θ大时FN大
B.若F一定,θ小时FN大
C.若θ一定,F大时FN大
D.若θ一定,F小时FN大
【参考答案】BC
【详细解析】木楔两侧面产生的推力合力大小等于F,由力的平行四边形定则可知,FN=,由表达式可知,若F一定,θ越小,FN越大,A项错误,B项正确;若θ一定,F越大,FN越大,C项正确,D项错误.
【名师点睛】力的分解要根据实际效果分解。在结合平行四边形定则运算
1. 为了行车的方便与安全,上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路,这样做的主要目的是 ( )
A. 减小上山车辆受到的摩擦力
B. 减小上山车辆的重力
C. 减小上山车辆对路面的压力
D. 减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力
【答案】D
【解析】如图所示,重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2,则F1=Gsin θ,F2=Gcos θ,倾角θ减小,F1减小,F2增大,同一座山,高度一定,把公路修成盘山公路时,长度增加,则路面的倾角减小,即减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力,可使行车安全,故D正确,A、B、C错误。
2.情境: 泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道。三条索道以岱顶为中心,构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网。如图为正在运行的泰山索道。
问题:索道为什么松一些好?
【答案】如图,当合力一定时,两分力间的夹角越小,分力也就越小,所以索道是松一些好。
【解析】见答案
考向三 动杆和定杆与活结和死结问题
如图1所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图2中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:
(1)细绳AC段的张力FTAC与细绳EG的张力FTEG之比;
(2)轻杆BC对C端的支持力;
(3)轻杆HG对G端的支持力。
【参考答案】(1)M