高中物理力与物体的平衡习题解析与专题训练.pdf

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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△OF与几何三角形△FFFF2121FFACB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