
2.處理靜態(tài)平衡問題的基本思路:根據(jù)物體所處的狀態(tài)(靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng))對(duì)研究對(duì)象受力分析,結(jié)合平衡條件列式。
3.處理靜態(tài)平衡問題的主要方法:力的合成法和正交分解法。
考點(diǎn)一 合力大小的范圍
1.兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:|F1-F2|≤F合≤F1+F2,即兩個(gè)力大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減?。?dāng)兩力反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|;當(dāng)兩力同向時(shí),合力最大,為F1+F2.
2.三個(gè)共點(diǎn)力的合成:
①三個(gè)力共線且同向時(shí),其合力最大,為F1+F2+F3.
②任取兩個(gè)力,求出其合力的范圍,如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi),則三個(gè)力的合力的最小值為零,如果第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi),則合力的最小值為最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)較小力的和的絕對(duì)值.
3.合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.
1.如圖所示為兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F隨兩分力的夾角θ變化的圖像,則這兩個(gè)分力的大小可能為( )
A.1 N和4 N B.2 N和3 N
C.1 N和5 N D.2 N和4 N
2.作用在同一物體上的三個(gè)共點(diǎn)力,大小分別是5N、8N和9N。則這三個(gè)力的合力大小不可能為( )
A.24NB.4NC.0D.20N
考點(diǎn)二 正交分解法
1.正交分解法:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。
2.建立坐標(biāo)軸的原則:物體處于平衡狀態(tài)時(shí)使盡量多的力選在坐標(biāo)軸上。
3.如圖所示,放在水平地面上的物塊,受到一個(gè)與水平方向成α角斜向下方的力F的作用,該物塊恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果保持該推力F的大小不變,而使力F與水平方向的夾角α變小,那么,地面受到的壓力N和物塊受到的摩擦力f的變化情況是( )
A.N變小,f變大 B.N變大,f變小
C.N變大,f變大 D.N變小,f變小
4.如圖所示,質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上。物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,先用平行于斜面的推力F1作用于物體上使其能沿斜面勻速上滑,若改用水平推力F2作用于物體上,也能使物體沿斜面勻速上滑,則兩次的推力之比eq \f(F1,F2)為( )
A.csθ+μsinθ B.csθ-μsinθ
C.1+μtanθ D.1-μtanθ
考點(diǎn)三 三力平衡
三力平衡時(shí),任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等、方向相反.
5.如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心,一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn),設(shè)滑塊所受支持力為FN,OP與水平方向的夾角為θ,下列關(guān)系正確的是( )
A.F=eq \f(mg,tan θ) B.F=mgtan θ
C.FN=eq \f(mg,tan θ) D.FN=mgtan θ
6.如圖所示,固定在水平地面上的物體P,左側(cè)是光滑圓弧面,一根輕繩跨過物體P頂點(diǎn)上的小滑輪,一端系有質(zhì)量為m=4 kg的小球,小球與圓心連線跟水平方向的夾角θ=60°,繩的另一端水平連接物塊3,三個(gè)物塊重均為50 N,作用在物塊2的水平力F=20 N,整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),取g=10 m/s2,則以下正確的是( )
A.1和2之間的摩擦力是20 N
B.2和3之間的摩擦力是20 N
C.3與桌面間的摩擦力為20 N
D.物塊3受6個(gè)力作用
7.如圖所示,足夠長的水平桿MN中套有一個(gè)滑塊A,A通過細(xì)繩連接小球B?,F(xiàn)用一水平恒力拉小球B,當(dāng)細(xì)繩與豎直方向夾角為θ=37°時(shí),A、B恰好能一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知滑塊A的質(zhì)量為2m,小球B的質(zhì)量為m。sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。求:
(1)水平拉力F的大小;
(2)滑塊A與水平桿MN之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
考點(diǎn)四 力的合成與分解中常用的兩個(gè)結(jié)論
1.兩個(gè)等大的分力合成時(shí),若每個(gè)力的大小均為F,當(dāng)這兩個(gè)力的夾角為1200,這兩個(gè)的合力F合=F,當(dāng)這兩個(gè)力的夾角為600,這兩個(gè)的合力F合=√3F.
2.合力一定時(shí),兩等大的分力夾角越大,兩分力越大.
8.(多選)如圖所示,兩人共提一桶水勻速前行,已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F,兩人手臂間的夾角為θ,水和水桶的總重力為G,則下列說法中正確的是( )
A.當(dāng)θ為120°時(shí),F(xiàn)=G B.不管θ為何值,均有F=eq \f(G,2)
C.當(dāng)θ=0°時(shí),F(xiàn)=eq \f(G,2) D.θ越大時(shí),F(xiàn)越小
9.有兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1和F2,當(dāng)它們的夾角為60°時(shí)合力的大小為3F,則F1的大小為( )
A.3FB.2FC.FD.2F
10.如圖所示,水平地面上固定著一根豎直立柱,某人用繩子通過柱頂?shù)墓饣ɑ唽?00 N的貨物拉住.已知人拉著繩子的一端,且該繩端與水平方向夾角為30°,則柱頂所受壓力大小為( )
A.200 N B.100eq \r(3) N
C.100 N D.50eq \r(3) N
11.(2022 吉林高三模擬)(多選)一條細(xì)線一端與地板上的物塊B相連,另一端繞過輕質(zhì)光滑滑輪與小球A相連?;営昧硪粭l細(xì)線懸掛在天花板上,細(xì)線OO1與豎直方向夾角為α=30°,OA與OB的夾角為θ,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知小球A重10 N,則( )
A.細(xì)線OA的拉力為10 N
B.OO1線上的拉力大小為20 N
C.B對(duì)地板的摩擦力大小為5 N
D.細(xì)線OA與OB間的夾角θ=60°
12.如圖所示,兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細(xì)線穿過兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球.在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊.平衡時(shí),a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計(jì)所有摩擦.小物塊的質(zhì)量為( )
A.eq \f(m,2) B.eq \f(\r(3),2)m C.m D.2m
13. (2022 河南 南陽高三模擬)(多選)如圖所示,傾角為α的斜劈放置在粗糙水平面上,斜面粗糙,物體a放在斜面上。一根輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上,細(xì)線繞過兩個(gè)光滑小滑輪,滑輪1固定在斜劈上,滑輪2下吊一物體b,細(xì)線另一端固定在c上,c穿在水平橫桿上,物體a和滑輪1間的細(xì)線平行于斜面,系統(tǒng)靜止。物體a受到斜劈的摩擦力大小為Ff1,c受到橫桿的摩擦力大小為Ff2,若將c向右移動(dòng)少許,a始終靜止,系統(tǒng)仍靜止,則( )
A.Ff1由沿斜面向下改為沿斜面向上,F(xiàn)f2始終沿橫桿向右
B.細(xì)線對(duì)a和c的拉力都將變大
C.Ff1和Ff2都將變大
D.斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大
考點(diǎn)五 輕質(zhì)固定桿與輕質(zhì)活動(dòng)桿定滑輪與死結(jié)
1.中間沒有打結(jié)的輕繩上各處的張力大小相等;如幾個(gè)繩端有“結(jié)點(diǎn)”,即幾段繩子系在一起,則以結(jié)點(diǎn)為界,那么這幾段繩中的張力不一定相等.
2.輕質(zhì)固定桿的彈力方向不一定沿桿的方向,作用力的方向需要結(jié)合平衡方程或牛頓第二定律求得,而輕質(zhì)活動(dòng)桿只能起到“拉”和“推”的作用,桿中的彈力方向一定沿桿的方向.
14.如圖所示,滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計(jì),滑輪軸O安在一根輕木桿B上,一根輕繩AC繞過滑輪,A端固定在墻上,且繩保持水平,C端掛一重物,BO與豎直方向夾角θ=45°,系統(tǒng)保持平衡.若保持滑輪的位置不變,改變夾角θ的大小,則滑輪受到木桿作用力大小變化情況是( )
A.只有角θ變小,作用力才變大
B.只有角θ變大,作用力才變大
C.不論角θ變大或變小,作用力都是變大
D.不論角θ變大或變小,作用力都不變
15.如圖所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為10 kg的物體,∠ACB=30°,g取10 m/s2,求:
(1)輕繩AC段的張力FAC的大??;
(2)橫梁BC對(duì)C端的支持力的大小及方向.
16.如圖所示,物體的質(zhì)量為10 kg,∠ACB=30°,g取10 m/s2,橫梁BC為水平輕桿,且B端用鉸鏈固定在豎直墻上,輕繩AD拴接在C端,求:(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(1)輕繩AC段的張力FAC的大??;
(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力.
考點(diǎn)六 對(duì)稱法解決非共面力問題
在力的合成與分解的實(shí)際問題中,經(jīng)常遇到物體受多個(gè)非共面力作用處于平衡狀態(tài)的情況,解決此類問題時(shí)要注意圖形結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性特點(diǎn),結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性往往對(duì)應(yīng)著物體受力的對(duì)稱性,即某些力大小相等,根據(jù)受力的這個(gè)特點(diǎn)處理該類問題時(shí)可以把其中的一個(gè)力進(jìn)行分解,然后利用對(duì)稱性結(jié)合平衡條件求解。
17. 如圖所示,跳傘運(yùn)動(dòng)員打開傘后經(jīng)過一段時(shí)間,將在空中保持勻速降落.已知運(yùn)動(dòng)員和他身上裝備的總重力為G1(不包括傘面),圓頂形降落傘傘面的重力為G2,有8條相同的拉線,一端與飛行員相連(拉線重力不計(jì)),另一端均勻分布在傘面邊緣上(圖中沒有把拉線都畫出來),每根拉線和豎直方向都成30°角.那么每根拉線上的張力大小為( )
A.eq \f(G1,4) B.eq \f(\r(3)G1,12)C.eq \f(G1+G2,8) D.eq \f(\r(3)G1+G2,12)
18.如圖所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī),三腳架的三根輕質(zhì)支架等長,且與豎直方向均成30°角,則每根支架中承受的壓力大小為( )
A.eq \f(1,3)mg B.eq \f(2,3)mg C.eq \f(\r(3),6)mg D.eq \f(2\r(3),9)mg
19.如圖甲所示,某工地上起重機(jī)將重為G的正方形工件緩緩吊起,四根質(zhì)量不計(jì)等長的鋼繩,一端分別固定在正方形工件的四個(gè)角上,另一端匯聚于一處掛在掛鉤上,繩端匯聚處到每個(gè)角的距離均與正方形工件的對(duì)角線長度相等,如圖乙所示。則每根鋼繩的受力大小為( )
A.14GB.24GC.12GD.36G
這是一份高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)逐個(gè)突破專題11力的合成與分解共點(diǎn)力的平衡(原卷版+解析),共20頁。試卷主要包含了處理靜態(tài)平衡問題的基本思路,處理靜態(tài)平衡問題的主要方法等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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