内容正文:
3力的合成与分解
1.(2025·广东学业合格考第一次·多选)如图所示,质量为m的风筝静止在空中。线对风筝的拉力大小为F,方向斜向下且与水平夹角为θ,重力加速度为g。下列关于风筝所受风力,说法正确的有 ( )
A.与F的大小相等
B.竖直分量大小为Fsinθ+mg
C.水平分量大小为Fcosθ
D.方向与水平夹角大于θ
2.(2024·广东学业合格考第二次·多选)在天花板上悬挂一个物体,用水平拉力F将绳子偏移竖直方向30°,则以下选项正确的是 ( )
A.若物体质量为M,则F=Mg
B.若F由水平方向逆时针缓慢转移至竖直方向,则F一直增大
C.若F由水平方向逆时针缓慢转移至竖直方向,则F先减小后增大
D.在F向右作用时,物体机械能不守恒
3.(2024·广东学业合格考第二次·多选)图甲所示为烤肠机,香肠放置在两根水平的平行金属杆中间,其截面图如图乙所示,假设香肠可视为质量均匀的圆柱体,烤熟后香肠质量不变,半径变大(假设烤熟前后金属杆静止不动).忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩,则香肠烤熟后与烤熟前相比 ( )
A.金属杆1对其支持力与竖直方向的夹角变大
B.金属杆2对其支持力变小
C.烤熟前后香肠所受到的合外力变大
D.两根金属杆对其合力不变
1.力的合成
(1)力的合成:求 的合力的过程,叫力的合成.
(2)力(矢量)的合成遵循 定则.
(3)一条直线上的两个力的合成:在规定了正方向后,可利用 直接运算.
(4)两个共点力F1、F2的合力范围:
.
2.力的分解
(1)力的分解:求一个力的 叫力的分解.
(2)分解法则: 定则.
【例题】小孩从滑梯顶端滑下,对小孩进行受力分析时,某同学考虑了如下各个力,其中不正确的是 ( )
A.重力 B.支持力
C.滑动摩擦力 D.下滑力
【解析】对小孩进行受力分析可知,小孩受重力、支持力和滑动摩擦力作用,而下滑力只是重力的一个分力,不是单独性质的力,故选项D不正确.
【答案】D
1.3 N和4 N两个力的合力的最小值是 ( )
A.0 B.1 N
C.5 N D.7 N
2.如图所示,重为G的物体A置于倾角为θ的斜面上,物体对斜面的压力等于 ( )
A.G
B.Gcos θ
C.Gsin θ
D.Gtan θ
3.下列把力F分解为两个力F1和F2的图示正确的是 ( )
4.两个力的合力F为50 N,其中一个力F1为30 N,那么另一个力F2的大小可能是 ( )
A.10 N B.15 N
C.80 N D.85 N
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知识点3 力的合成与分解
历年真题
1.BCD 【解析】对风筝进行分析,其受到重力、拉力与风力N,根据平衡条件可知,风力竖直分量大小为Ny=Fsinθ+mg,故B正确;结合上述可知,风力水平分量大小为Nx=Fcosθ,故C正确;风筝所受风力N=,结合上述解得N=>F,故A错误;令风筝所受风力方向与水平夹角为α,则有tanα=,结合上述解得tanα==tanθ+>tanθ可知,风力方向与水平夹角大于θ,故D正确.故选BCD.
2.CD 【解析】小球受力平衡,将其所受重力G、绳拉力T、外力F三力平移组成一闭合力三角形,则根据三角函数关系可知
F=Mgtan30°=Mg
故A错误.
若F由水平方向逆时针缓慢转移至竖直方向,根据图解法作出下图
可知F先减小后增大,其中F与绳方向垂直时最小.故B错误,C正确;在F向右作用时,外力F做正功,绳拉力不做功,则物体机械能增加.故D正确.故选CD.
3.BD 【解析】对香肠受力分析,如图所示
由香肠受力的对称性,则有
FN1=FN2
由平衡条件可得
mg=2FN1cosθ=2FN2cosθ
则有
FN1=FN2=
设金属杆之间的中心距离为d,香肠半径为R,金属杆半径为r,则有
sinθ=
可知香肠烤熟后半径R增大,则两个金属杆对烤肠的支持力与竖直方向的夹角θ减小,cosθ变大,所以金属杆对烤肠的支持力FN1、FN2均减小,A错误,B正确;由平衡条件可知,香肠烤熟前后所受合力均等于零,则有两根金属杆对其支持力的合力大小等于重力,因此两力的合力不变,C错误,D正确.故选BD.
知识点梳理
1.(1)几个力
(2)平行四边形
(3)代数
(4)∣F1-F2∣≤F合≤F1+F2
2.(1)分力
(2)平行四边形
模拟测试
1.B 【解析】两个力的合力的取值范围为︱F1-F2︱≤F合≤F1+F2 .
2.B 【解析】物体对斜面的压力大小等于重力垂直斜面向下的分力.
3.A 【解析】力的分解遵循平行四边形定则.D项中是将F2作为合力,不符合题目要求.
4.C 【解析】两个共点力的合力大小为50 N,若其中一个分力大小为30 N,另一个分力的大小范围应为20 N≤F≤80 N,所以可能为80 N,故选C.
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