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查补易混易错06 力的合成与分解
力的合成与分解是必修一基础内容,也是高中物理力学基础内容,是学习整个高中物理的基础;要求考生熟练的掌握两个力的合成以及多个力合成的方法;还要求考生熟练掌握在不同情况如何去分解力,解决具体的问题.
本考点在高考中单独出题的概率不高,但是是学习其他知识点的必备要求;2019年-2021年高考全国卷、广东卷等都考到了……
易错点1:未正确理解合力与分力的大小关系。
计算合力不是将两个力直接相加,合力与分力的计算应遵从平行四边形定则。
(1)合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系。合力与分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定式。
(2)三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大力之差。
易错点2:在力的计算过程中不清楚什么时候按力产生的效果分解,什么时候正交分解。
选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定。一般来说,当物体受到三个或三个以下的力时,常按力产生的效果进行分解;若这三个力中,有两个力互相垂直,可选用正交分解。当物体受到三个以上的力时,也常用正交分解。
1.【2020年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅲ)】4.如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于( )
A. 45° B. 55° C. 60° D. 70°
【答案】B
【解析】
甲物体是拴牢在O点,且甲、乙两物体的质量相等,则甲、乙绳的拉力大小相等,O点处于平衡状态,则左侧绳子拉力的方向在甲、乙绳子的角平分线上,如图所示
根据几何关系有
解得。
故选B。
2.(2021年广东省普通高中学业水平选择性考试)3. 唐代《来耜经》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
【答案】B
【解析】
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。
3.(2015年广东卷)如图7所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有 ( BC )
A.三条绳中的张力都相等
B.杆对地面的压力大于自身重力
C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零
D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力.
解析:因为杆静止,受力平衡,所以在水平、竖直面内的合力分别为零,故选项C正确;由于三条绳长度不同,因此三条绳与直杆间夹角不同,若三条绳中的张力都相等,在同一水平面内的分量因夹角不同而不同,所以水平面内杆受力不能平衡,故选项A错误;又因绳中拉力在竖直方向的分量均竖直向下,所以地面对杆的支持力大于杆的重力,根据牛顿第三定律可知,杆对地面的压力大于自身重力,故选项B正确;绳子拉力的合力和杆的重力方向均竖直向下,不可能是平衡力,选项D错误。
4.(2018年天津卷)明朝谢肇淛《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,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
答案:BC
解析:将加在木楔背上的力F分解为沿垂直于两侧面的两个分力,如图示,
由几何知识可得,若F一定,θ小时FN大,选项A错B正确;
若θ一定,F大时FN大,选项D错C正确。故选BC。
5.(2012年上海卷)已知两个共点力的合力为50N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30N。则 ( )
(