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专题四 共点力的平衡
考纲要求 目标导航
1.力的合成与分解(Ⅱ)、矢量与标量(Ⅰ) 掌握平行四边形定则,会利用力的合成与分解处理实际问题;了解矢量与标量的区别
2.共点力的平衡(Ⅰ) 了解共点力平衡的条件,会对物体进行受力分析
[考纲研读]
考点一 力的合成与分解、矢量与标量
单项选择题Ⅰ
1.(2016年6月·广东学考)下列物理量属于标量的是( )
A.速度
B.加速度
C.位移
D.功率
答案:D
2.(2015年6月·广东学考)下列选项中物理量均为标量的是( )
A.位移、速度、加速度 B.力、功、动能
C.路程、时间、功率
D.电压、电阻、电场强度
答案:C
3.(2014年6月·广东学考)物理量有矢量和标量,下列描述正确的是( )
A.位移是矢量
B.力是标量
C.功是矢量
D.速度是标量
答案:A
4.(2013年6月·广东学考)下列物理量均为矢量的是( )
A.速度、力、质量
B.加速度、力、温度
C.平均速度、功、位移 D.瞬时速度、加速度、力
答案:D
5.(2012年6月·广东学考)关于力、质量和加速度三个物理量,下列表述正确的是( )
A.力、质量和加速度都是矢量
B.力和质量是矢量,加速度是标量
C.力是矢量,质量和加速度是标量
D.力和加速度是矢量,质量是标量
答案:D
6. (2012年6月·广东学考)小物块P沿光滑半圆曲面下滑,从A点下滑到最低点B的过程中,其重力G的切向分量为G1,如图所示.G1的大小变化情况正确的是( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
答案:B
单项选择题Ⅱ
7.(2011年6月·广东学考)在粗糙的地面上匀速移动桌子,采用下列施力方式,其中施力最小的是( )
解析:受力分析可知C、D选项F3=F4=μmg;F2的作用会增大摩擦力,F1的作用则会减小摩擦力更易移动,由二力平衡可知,摩擦减小了,拉力一定减小,所以选项A正确.
答案:A
一、力的合成
1.合力与分力.
(1)概念:当一个物体受到几个力的共同作用时,可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的总效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力.
(2)合力与分力:等效替代关系.
2.力的合成.
(1)定义:求几个力的合力的过程.
(2)平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向.
二、力的分解
1.定义:已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解.
2.力的分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则.把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力.
3.力的分解依据.
(1)一个力可以分解为两个力,如果没有限制,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力.
(2)在实际问题中,要依据力的实际作用效果分解.
4.合力与分力的关系.
(1)两个力F1、F2的合力范围:|F1-F2|≤|F合|≤F1+F2,合力可以大于、等于或是小于其中某一分力.
(2)随着夹角的增大(两分力的大小一定),两个分力的合力逐渐减小.
三、力的正交分解
1.定义.
把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解的方法,叫做力的正交分解法.
2.正交分解的原则.
一般情况下,坐标系的选取是任意的,为使问题简化,坐标系的选取一般有两个原则:
(1)使尽量多的力处在坐标轴上;
(2)尽量使待求力处在坐标轴上.
3.正交分解法求合力的步骤.
(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系,其中x轴和y轴的选取应使尽量多的力处在坐标轴上.
(2)正交分解各力:将每一个不在
坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,
并求出各分力的大小,如图所示.
(3)分别求出x轴、y轴上各分力的合力,即
Fx=F1x+F2x+F3x;
Fy=F1y+F2y+F3y.
(4)求共点力的合力:合力大小F=_________,设合
力的方向与x轴的夹角为 θ,则tan θ=_____.
2,x)eq \r(F+Feq \o\al(2,y))
eq \f(Fy,Fx)
四、矢量和标量
1.标量.
只有大小,没有方向的物理量.路程、时间、长度、质量、体积、平均速率等都是标量.
2.矢量.
既有大小,又有方向的物理量.位移、速度、加速度、力、电场强度、磁感应强度等都是矢量.
3.矢量相加的法则.
(1)矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则.
(2)标量:只有大小,没有方向,求和时按照算术法则运算.
【例1】 (2016·东莞模拟)如图所示,F1、F2是两个互相垂直的共点力,这两个力的合力F的大小为5 N.若已知F1的大小为4