高中物理经典例题分析(2)

时间:2025-02-23

B、A对B有摩擦力,方向时刻与线速度方向相反 C、A对B有摩擦力,方向时刻指向转轴

三、力的合成法

例1:水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物,∠CBA=30°,如图3-1所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10m/s2)( )

A、50N

B

C、100N

D

【巧解】绳子对滑轮有两个力的作用,即绳子BC有斜向上的拉力,绳子BD有竖直向下的拉力,故本题所求的作用力应该为以上这两个力的合力,可用力的合成法求解。

因同一根绳张力处处相等,都等于物体的重力,即TBC=TBD=mg=100N,而这两个力的夹角又是特殊角120°,用平行四边形定则作图,可知合力F合=100N,所以滑轮受绳的作用力为100N,方向与水平方向成30°角斜向下。

【答案】C

例2:如图3-2所示,一质量为m的物块,沿固定斜面匀速下滑,斜面的倾角为 ,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,则斜面对物块的作用力大小及方向依次为( )

sin

B、mgsin

DCcos

N,另一个是沿斜面向上的摩擦力f,故本题所求的作用力应该为以上这两个力的合力,可用力的合成法求解。

物块共受三个力作用:重力mg、支持力N、摩擦力f;由平衡条件可知,这三个力的合力为0,即支持力N、摩擦力f的合力重力mg等大反向,故答案D选项正确

【答案】D

例3:如图3-3所示,地面上放在一个质量为m的物块,现有斜向上的力F拉物块,物块仍处于静止状态,则拉力F与物体所受到摩擦力f的合力方向为( )

A、斜向左上 B、斜向右上 C、竖直向上 D、条件不足,无法判断 【巧解】物块共受四个力作用,重力G、拉力F、摩擦力f以及支持力N,其受力图如图3-4所示,我们可以用力的合成法,把四力平衡转化成二力平衡:即F与f合成,G与N合成,G与N的合力一定竖直向下,故F与f的合力一定竖直向上,故答案C正确。

【答案】C

四、力的分解法

例1:刀、斧、刨等切削工具都叫劈,劈的截面是一个三角形,如图4-1所示,设劈的面是一个等腰

三角形,劈背的宽度是d,劈的侧面的长度是L使用劈的时候,在劈背上加力F,则劈的两侧面对物体的压力F1、F2为( )

A、F1=F2=F B、F1=F2=(L/d)F C、F1=F2=(d/L)F D、以上答案都不对

【巧解】由于F的作用,使得劈有沿垂直侧面向外挤压与之接触物体的效果,故所求的F1、F2大小等于F的两个分力,可用力的分解法求解。如图4-2所示,将F分解为两个垂直于侧面向下的力F1′、F2′,由对称性可知,F1′=F2′,根据力的矢量三角形△OFF1与几何三角形△CAB相似,故可得:F1′/L=F/d,所以F1′=F2′=LF/d,由于F1= F1′, F2= F2′故F1=F2=(d/L)F。

【答案】

例2:如图4-3所示,两完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为 的光滑斜面上,甲图中挡板为竖直方向,乙图中挡板与斜面垂直,则甲、乙两种情况下小球对斜面的压力之比是( )

A11

、:cos

2

C、1:

2

1:tan G2G11′,而cos ,G1′=Gcos ,故可得压力之比G1:G1′=1:cos 。

【答案】B

例3:如图4-4所示,用两根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中拉分别为( )

A

2

1,mg 21,mg 2

B

1mg 21mgmg 2

C

D

【巧解】由于小球重力G的作用,使得小球有沿两绳方向斜向下拉紧绳的效果,故两绳的拉力大小等于重

力的两个分力,力的分解图如上所示,由几何知识可得:

Tac=G1=mgcos30°,Tbc=G2=mgcos60°。

【答案】A

例4:如图4-5所示,小车上固定着一根弯成 角的曲杆,杆的另一端固一个质量为m的球,小车以加速度a水平向右运动,则杆对球的弹力大小及方是( )

A、mg,竖直向上 C、ma,水平向右

B

,沿杆向上

定向

D

,与水平方向成arctan

mg

角斜向上 ma

【巧解】本题中,小球只受重力mg和杆对球的弹力N两个力作用,杆对球的弹力N有两个作用效果;竖直向上拉小球及水平向右拉小球,因两个作用效果是明确的,故可用力的分解法来求解。

杆竖直向上拉小球,使小球在竖直方向上保持平衡,故竖直向上的分力N1=mg;杆水平向右拉小球,使小球获得向右的加速度,故水平向右的分力N2=ma,由几何

知识可知杆对球的弹力与水平方向的夹角为arctan

mgN1

=arctan,故答案D选项正

maN2

确。

【答案】D

巧练1:如图T及对墙的压力 )

N增在 BTN C T 巧练2:如图4-7所示,轻绳AC与水平角夹角а=30°,BC与水平面的夹角β=60°,若AC、BC能承受的最大拉力不能超过100N,设悬挂重物的绳不会拉断,那么重物的重力G不能超过( )

A、100N

B、200N

C

D

N 五、力的正交分解法

例1:如图5-1所示,用与水平成θ=37°的拉力F=30N,拉着一个重为G=50 …… 此处隐藏:1883字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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