第6讲 力的合成与分解- 《知识提炼 能力训练》2023-2024学年高一物理必修第一册同步讲解

第六讲 力的合成与分解 二、典型例题 类型一、合力与分力的关系 例1、 【答案】AC 例2 【答案】C 例3 【答案】BC 例4 【解析】本题可用作图法和计算法两种方法求解． (1)作图法： ①用4 mm长的线段代表1N，作出F1的线段长16mm，F2的线段长12mm，并标明方向，如图所示． 图1 ②以F1和F2为邻边作平行四边形，连接两邻边所夹的对角线 ③用刻度尺量出表示合力的对角线长度为2.0cm，即20mm，所以合力大小 ． ④用量角器量得F与F2的夹角53°． 即合力方向为北偏东53°． (2)计算法： 分别作出F1、F2的示意图，如图所示，并作出平行四边形及对角线． 图2 在直角三角形中 ， 合力F′与F2的夹角为，则 ． 查表得53°，即合力方向为北偏东53°． 例5 【答案】B 【解析】由题意知 F1+F2＝A，F1-F2＝B， 故，． 当两力互相垂直时， 合力． 例6 【答案】 例7 【答案】D 【解析】三力的合力求其大小的范围，则先确定两力合成的大小范围，5N和7N的合力F′最大值为12N，最小值为2N，也就是大小可能为9N，若是F′的方向与9N力的方向相反，这两力合成后的合力可能为零。若F′的大小为12N时，其方向与9N的方向相同时，合力的大小可能为21N，实际上就是三个力的方向相同的结果。综上所述，选项D正确。 【点评】三个力求合力，先将其中任意两个力合成，然后看剩余的力是否在这两个力合力的范围内，若在，合力最小一定为零。若不在，将剩余的力与这两个力的合力作差，最小值就是最小的合力。合力最大值将所有的力求和即可。 例8 【答案】C 【解析】A中合力为F1，B中合力为零，C中合力为F2，D中合力为F3，由于F2＞F3＞F1，故C中合力最大． 例9 【答案】C 【解析】三力合成，若前面力的合力可与第三力大小相等，方向相反，就可以使这三力的合力为零，即只要使第三力在其他两力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三力F3满足：|F1-F2|≤F3≤F1+F2．选项A中，前两力合力范围是：2N≤≤12N，第三力在其范围之内；选项B中，前两力合力范围是：3N≤≤7N，第三力在其合力范围之内；选项C中，前两力合力范围是：4N≤≤6N，第三力不在其合力范围之内；选项D中，前两力合力范围是：0≤≤20N，第三力在其合力范围之内，故只有C中第三力不在前两力合力范围之内，即C项中的三力合力不可能为零． 例10 【答案】A 【解析】在力的三角形图中，如果有两个顺向箭头，比如题中的F1 和F2，这两个力就是分力；另一个力就是合力。 例11 【答案】D 例12 【答案】AC 【解析】重力的两个作用效果，可分解为平行于斜面方向使物体沿斜面下滑的力和垂直于斜面使物体压紧斜面的力。B答案在于分力的作用点作用于斜面上，作用点应保持不变，所以不正确。D答案重复考虑了力的作用效果。 例13 【答案】B 【解析】该物体受到重力，还与斜面接触，由于斜面是光滑的，所以物体受到斜面对其的支持力。而下滑力是重力的一个分力，正压力是作用于斜面上的，所以不是物体受到的力。 例14 【答案】 例15 【答案】AC 【解析】研究C点，C点受重物的拉力，其大小等于重物的重力，即FT＝G． 将重物对C点的拉力分解为AC和BC两段绳的拉力，其力的平行四边形如图所示，因为AC＞CB，所以FBC＞FAC． 当增加重物的重力G时，按比例FBC增大的较多，所以BC段绳先断，因此选项A是正确的，而选项B是不正确的， 将A端往左移时，FBC与FAC两力夹角变大，合力FT一定，则两分力FBC与FAC都增大．将A端向右移时两分力夹角变小，两分力也变小，由此可知选项C是正确的，而选项D是错误的。 例16 【答案】 例17 【答案】B 例18 【答案】B 【解析】该实验的前提是保证力的效果相同。同一次实验过程中，O点位置保持不变，这样保证力的作用效果相同，A错。弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，B正确。实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点，这样不可，有可能另一个弹簧秤超过量程，C错。弹簧秤之间的夹角不易太大也不易太小，但不一定是90º，D错。 例19 【答案】C 【解析】本题考查探究合力与分力的关系的实验原理．本实验的原理是使两次橡皮条的效果相同是通过橡皮条伸长相等长度，即两个力拉橡皮条的效果和一个力拉橡皮条的效果相同是通过橡皮条伸长相等的长度来体现的．所以选项C正确． 三、课堂练习 1．D 2．D 3．C 4．C 5．10N 6．CD