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时间:2020-08-04
《高中物理力与物体的平衡习题解析与专题训练.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、力与物体的平衡例题解析力的合成与分解1.物体受共点力F、F、F作用而做匀速直线运动,则这三个力可能选取的123数值为A.15N、5N、6NB.3N、6N、4NC.1N、2N、10ND.1N、6N、8N解析:物体在F、F、F作用下而做匀速直线运动,则三个力的合力必定123为零,只有B选项中的三个力的合力可能为零,故选B.答案:B2.一组力作用于一个物体,其合力为零.现把其中的一个大小为20N的力的作用方向改变90°而大小不变,那么这个物体所受力的合力大小是_______.解析:由于物体所受的合力为零,
2、则除20N以外的其他力的合力大小为20N,方向与20N的力方向相反.若把20N的力的方向改变90°,则它与其余力的合力垂直,由平行四边形定则知物体所受力的合力大小为202N.答案:202N3.如图1-2-15所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动,则物块受的摩擦力F与拉力F的合力方向应该是fFFf图1-2-15A.水平向右B.竖直向上C.向右偏上D.向左偏上解析:对物块进行受力分析如图所示:除F与F外,它还受竖直向下的重f力G及竖直向上的支持力F,物块匀速运动,处于平衡状态,合力为零.由于重N
3、力G和支持力F在竖直方向上,为使这四个力的合力为零,F与F的合力必须Nf沿竖直方向.由平行四边形定则可知,F与F的合力只能竖直向上.故B正确.fFFNFf答案:BG4.如图1-2-16所示,物体静止于光滑水平面M上,力F作用于物体O点,现要使物体沿着OO方向做加速运动(F和OO都在M水平面内).那么,必须同时再加一个力F,这个力的最小值是MO'OF图1-2-16A.FcosθB.FsinθC.FtanθD.Fcotθ解析:为使物体在水平面内沿着OO做加速运动,则F与F的合力方向应沿着OO
4、,为使F最小,F应与OO垂直,如图所示.故F的最小值为F=Fsinθ,B选项正确.F合F'F答案:B5.某运动员在单杠上做引体向上的动作,使身体匀速上升.第一次两手距离与肩同宽,第二次两手间的距离是肩宽的2倍.比较运动员两次对单杠向下的作用力的大小,其结果为_______.解析:由于运动员匀速上升,运动员两次所受单杠的作用力都等于他的重力,故他对单杠向下的作用力都是mg.答案:mg6.一根轻质细绳能承受的最大拉力是G,现把一重为G的物体系在绳的中点,两手先并拢分别握住绳的两端,然后缓慢地左
5、右对称分开.为使绳不断,两绳间的夹角不能超过A.45°B.60°C.120°D.135°解析:当两绳间的夹角为120°时,两绳的拉力等于G;若两绳的夹角大于120°,两绳的拉力大于G;若两绳间的夹角小于120°,两绳的拉力小于G,故选C.答案:C7.刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈,劈的截面是一个三角形,如图1-2-17所示,使用劈的时候,在劈背上加力F,这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体,把物体劈开.设劈的纵截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.试求劈的两个侧面对物
6、体的压力F、F.12FdLFF21图1-2-17解析:根据力F产生的作用效果,可以把力F分解为两个垂直于侧面的力F、1,如图所示,由对称性可知,=.根据力三角形△OF与几何三角形△FFFF2121FFACB相似可得1=LdABOF'F'12F==LFC所以FF12d由于F=F,F=F,1122L故F=F=F.12dL答案:F=F=F12d8.如图1-2-18所示,保持θ不变,将B点向上移,则BO绳的拉力将ABO图1-2-18A.逐渐减小B.逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小
7、解析:对结点O受力分析如图甲所示.由于结点O始终处于平衡状态,合力为零,故F、F、F经过平移可构成一个矢量三角形,其中F=mg,其大小和1BA1方向始终不变;F方向也不变,大小可变;F的大小、方向都在变.在绳向上偏AB移的过程中,可能作出一系列矢量三角形如图乙所示,显而易见在F变化到与BF垂直前,F是逐渐变小的,然后F又逐渐变大.同时看出F是逐渐变小的,ABBA故C正确.应用此方法可解决许多相关动态平衡问题.FFBFAAFOB甲F=mg乙F=mg11答案:C9.用细绳AC和BC吊起一重物,两绳与竖直
8、方向的夹角如图1-2-19所示,AC能承受的最大拉力为150N,BC能承受的最大拉力为100N.为使绳子不断裂,所吊重物的质量不得超过多少?BA60o30oC图1-2-19解析:重物受到的三个力的方向已确定.当AC、BC中有一条绳的拉力达到最大拉力时,设F已达到F=150N,ACAC已知F=Ftan30°=86.6N<100N.BCACFAC30oF60oBCGFG=AC=150N=172N.cos3022G=172N时,F=150N,而F<100N,AC要断.ACB
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