内容正文:
易错点04 相互作用
易错题【01】力的合成与分解
1.按效果分解
(1)分解原则:根据力的作用效果确定分力的方向,然后再画出力的平行四边形.
(2)基本思路
2.两种常见典型力的分解实例
实例
分析
地面上物体受到斜向上的拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2,F1=Fcos θ,F2=Fsin θ
放在斜面上的物体的重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑的趋势;二是使物体压紧斜面;F1=mgsin α,F2=mgcos α
易错题【02】共点力的平衡
1.平衡状态
(1)物体处于静止或匀速直线运动的状态.
(2)对“平衡状态”的理解
不管是静止还是匀速直线运动,速度保持不变,所以Δv=0,a=,对应加速度为零,速度为零不代表a=0.
例如,竖直上抛的物体运动到最高点时,这一瞬间速度为零,但这一状态不可能保持,因而上抛物体在最高点不能称为静止,即速度为零不等同于静止.
2.共点力平衡的条件
(1)共点力平衡的条件是合力为0.
(2)表示为:F合=0;或将各力分解到x轴和y轴上,满足Fx合=0,且Fy合=0.
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、共线.
②三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线.
③多力平衡:若物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意一个力与其余所有力的合力等大、反向、共线.
(3) 当物体受三个力平衡,将表示这三个力的有向线段依次首尾相连,则会构成一个矢量三角形,表示合力为0.
易错题【03】动态力的平衡
(1)图解法:对研究对象在动态变化过程中的若干状态进行受力分析,在同一图中作出物体在若干状态下所受的力的平行四边形,由各边的长度变化及角度变化来确定力的大小及方向的变化,此即为图解法,它是求解动态平衡问题的基本方法。此法的优点是能将各力的大小、方向等变化趋势形象、直观地反映出来,大大降低了解题难度和计算强度。此法常用于求解三力平衡且有一个力是恒力、另有一个力方向不变的问题。
(2)三角形法:对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形、直角三角形等数学知识求解未知力。
(3)解析法:对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数表达式,最后根据自变量的变化确定因变量的变化。
(4)相似三角形法:在三力平衡问题中,如果有一个力是恒力,另外两个力方向都变化,且题目给出了空间几何关系,多数情况下力的矢量三角形与空间几何三角形相似,可利用相似三角形对应边成比例进行计算。
01 力的合成与分解
(2021·广东高考真题)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为和,,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
【警示】物体处于平衡状态时,所受合力为0,对物体进行受力分析后,还要结合合力为0这一点进行进一步分析.
【问诊】A.将拉力F正交分解如下图所示
则在x方向可得出
Fx曲 = Fsinα
Fx直 = Fsinβ
在y方向可得出
Fy曲 = Fcosα
Fy直 = Fcosβ
由题知α < β则
sinα < sinβ
cosα > cosβ
则可得到
Fx曲 < Fx直
Fy曲 > Fy直
A错误、B正确;
CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,无论是加速还是匀速,则CD错误。
故选B。
【答案】B
【叮嘱】(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
1.(2009·海南高考真题)两个大小分别为和()的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F满足
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
试题分析:当两个分力方向相同时,合力最大为两分力标量和,当两分力方向相反时,合力最小,为两分力的标量差,故选C
考点:考查力的合成
点评:本题难度较小,当两个分力方向相同时,合力最大,当两分力方向相反时合力最小
2.(2020·山东·高考真题)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾