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第06练 力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡
一、力的合成与分解
1.合力与分力
(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力.
(2)关系:合力与分力是等效替代关系.
(3)力的合成:求几个力的合力的过程.
(4)力的分解:求一个力的分力的过程.
2.遵循的原则
(1)平行四边形定则.(2)三角形定则.
二、共点力平衡
1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.
2.平衡条件:合外力等于0,即F合=0.
3.推论
(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.
(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向.
(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意n-1个力的合力必定与第n个力等大、反向.
一、选择题
1.如图是由
,…,
六个力分别首尾相连构成的几何图形。已知
,水平向左,则这六个力的合力的大小和方向为( )
A.10N,水平向左
B.10N,水平向右
C.20N,水平向左
D.20N,水平向右
【答案】B
【解析】先把
、
、
、
合成,则
,再把
、
合成,则
,方向水平向右。B正确。
2如图所示,斜面的倾角为
,物体与斜面间的滑动摩擦因数为
,物体刚好沿斜面下滑,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列关系式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】对物体受力分析,把重力分别沿着斜面和垂直于斜面方向分解,由力的平衡可得
,
则有
,物体刚好沿斜面下滑,
重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力,
,综合可得
,C项正确,A、B、D项错误。
3.自卸式运输车车厢前端能自动抬高,可以方便的卸下货物,如图所示。已知货物与车厢的动摩擦因数
,在车厢由水平位置缓慢抬起直到车厢与水平面之间夹角为
的过程中,有关货物所受车厢的支持力
和摩擦力
(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),下列说法中正确的是( )
A.
逐渐减小
B.
逐渐增大
C.
逐渐减小
D.
逐渐增大
【答案】A
【解析】对车厢货物受力分析,当车厢与水平面之间夹角
时,此时货物处于静止状态,故
随
增大而逐渐减小,
随
增大而逐渐增大;当车厢与水平面之间夹角
时,此时货物相同车厢开始滑动,故
随
增大而逐渐减小,
随
增大而逐渐减小,综上所述,选项A正确。
4.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( ( 600 ,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=100N 时,FN=100N B. 若 F=100N 时, FN (N
C.若 F 增大,FN 也随之增大 D.若 F 大小一定,要使 FN 增大,应该增大θ
【答案】AC
【解答】AB.根据力的分解可知,F是合力,木楔两侧的推力是分力,由图可知,两个分力
,代入数值,B错误,A正确;
C.在一定的前提下,由可知,F越大,越大,C正确,
D.在F一定的前提下,越小,FN增大,D错误。
故选AC。
5.2020年疫情期间,一位重庆快递小哥通过如图装置“无接触”配送把生活物资送入隔离单元楼居民手中。快递小哥和居民位置不变,先将物资匀速拉升至三楼,再由居民用水平力将物资缓慢向左拉动,完成物资的运送。若绳的重力及定滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则( )
A.物资向上运动时,快递小哥受到地面的静摩擦力不断增大
B.物资向左运动时,快递小哥手中的绳的拉力不断增大
C.物资向左运动时,居民受到的摩擦力不断增大
D.整个运送过程中,快递小哥受到的摩擦力始终等于居民受到的摩擦力
【答案】BC
【解析】A.物资匀速向上运动时,合力为零,绳子拉力大小始终不变。快递小哥位置不变,小哥受到绳子拉力的方向不变,可知小哥受力情况全部不变,静摩擦力不变。B.物资缓慢向左运动时,物资平衡合力为零,绳子拉力不断增大。C.居民位置不变,合力为零,水平方向上静摩擦力始终等于绳子拉力的水平分量,故不断增大。D.物资匀速上升阶段,居民不受摩擦力;物资水平移动阶段,对快递小哥、居民、货物、轻绳整个系统,合力为零,水平方向两个静摩擦力等大反向。
6.如图所示,一串水晶手链由轻质弹性细绳将18颗等大的光滑球形珠子串接而成,现将手链放在水平的玻璃桌面上使它呈圆环状,而弹性细绳处于伸长状态,不计一切摩擦,下列对P珠子受力分析说法正确的是( )
A.受三个力的作用
B.受到的重力大于桌面的支持力
C.与P