内容正文:
四 力的合成和分解
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1.如图所示,小车放在水平地面上,甲、乙二人用力向相反方向拉小车,不计小车与地面之间的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力
B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力
C.若小车加速向右运动,表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力
D.若小车加速向右运动,表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力
B 解析:甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上,不是作用力和反作用力,A错误;不计小车与地面之间的摩擦力,小车静止时水平方向上受到两个拉力而处于平衡状态,则这两个拉力是一对平衡力,B正确;小车拉甲的力跟甲拉小车的力是一对作用力和反作用力,两力大小是相等的,C错误;同理,D错误。
2.如图所示,用相同的弹簧测力计将同一个重物m分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来,各弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4,已知θ=30°,则有( )
A.F4最大
B.F3=F2
C.F2最大
D.F1比其他各读数都小
C 解析:由平衡条件可知F2cos θ=mg,2F3cos θ=mg,F4=mg,F1=mgtan θ,因此可得F1=mg,故选项A、B、D错误,C正确。mg,F3=mg,F2=
3.(2019·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°。重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,工件对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则( )
A.F1=mgmg,F2=
B.F1=mgmg,F2=
C.F1=mgmg,F2=
D.F1=mgmg,F2=
D 解析:对工件进行受力分析如图所示,工件处于平衡状态,由几何关系可知,F′1=mgcos 30°,F′2=mgsin 30°。解得F′1=mg,故D正确。mg,F2=mg,由牛顿第三定律知F1=mg,F′2=
4.体育器材室里,篮球摆放在如图所示的球架上。已知球架的宽度为d,每个篮球的质量为m、直径为D,不计篮球与球架之间的摩擦及球架圆柱面的粗细,则每个篮球对一侧球架的压力大小为( )
A.mg
B.
C.
D.
C 解析:将篮球的重力按作用效果进行分解如图所示。两个分力等于篮球对球架的压力,由几何知识得cos α=,故C正确。,由力的合成得2Fcos α=mg,解得F=
5.将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°,如图所示。假定石块间的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为( )
A. D. C. B.
B 解析:如图所示,对第1个石块进行受力分析,由几何关系知θ=60°,所以有N21∶N31=sin 60°=,B正确。
6.(多选)如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断正确的是( )
A.此时两臂受到的压力大小均为5.0×104 N
B.此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105 N
C.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大
D.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小
BD 解析:将汽车对千斤顶的压力F分解为沿两臂的两个分力F1、F2,如图所示,根据对称性可知,两臂受到的压力大小相等,即F1=F2,由2F1cos θ=F,得F1=F2=可知,当F不变、θ减小时,cos θ 增大,F1、F2均减小,选项C错误,D正确。=1.0×105 N,选项A错误;根据牛顿第三定律可知,千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力,为1.0×105 N,选项B正确;由F1=F2=
7.(多选)如图所示,将力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小和F2与F之间的夹角α,且α为锐角,则( )
A.当F1>Fsin α时,一定有两解
B.当F1=Fsin α时,有唯一解
C.当F1<Fsin α时,无解
D.当Fsin α<F1<F时,一定有两解
BCD 解析:将一个力分解为两个分力,由三角形定则知,分力与合力可构成封闭三角形。当F1<Fsin α时,三个力不能构成封闭三角形,故不可能分解为这样的一对分力F1和F2,选项C正确;当F1=Fsin α时,可构成唯一一个直角三角形,选项B正确;当Fsin α<F1<F时,F1、F2与F可构成两个矢量三角形,即有两解,选项D正确;对于选项A,由于不能确定F1是否小于F,由前面的分析知,选项A错误。
8.如图所示,一物块受一恒力F作用,现要使该物块