
【題型一】共點(diǎn)力的合成
1.破冰船可以滑上冰層借助自身重力破冰。在破冰船的船頭相對(duì)冰層向上滑動(dòng)的瞬間,船頭受到冰層的支持力和摩擦力作用,題圖所示的a、b、c、d四個(gè)方向中,這兩個(gè)力的合力方向可能是( )
A.a(chǎn)B.bC.cD.d
【答案】C
【詳解】由題意可知
船頭受到冰層的支持力垂直于冰面向上,摩擦力力沿著冰面向下,根據(jù)平行四邊形定則可知,這兩個(gè)力的合力方向可能是c。
故選C。
2.“人體旗幟”指的是用手抓著支撐物,使身體與地面保持平行的高難度動(dòng)作。某同學(xué)重為,完成此動(dòng)作時(shí)其受力情況如圖所示,已知兩手受力、方向與豎直方向夾角均為60°,則其中大小為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【詳解】對(duì)身體受力分析如圖:
兩個(gè)力的夾角為120°,根據(jù)力的平衡條件可知
=G
故選C。
3.弩是利用張開(kāi)的弓弦急速回彈形成的動(dòng)能,高速將箭射出。如圖所示,某次發(fā)射弩箭的瞬間,兩端弓弦的夾角為90°,弓弦上的張力大小為FT,則此時(shí)弩箭受到的弓弦的作用力大小為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】?jī)啥斯业膴A角為90°,弓弦上的張力大小為FT,則此時(shí)弩箭受到的弓弦的作用力大小為
故選B。
4.如圖所示,三個(gè)大小相等的力F作用于同一點(diǎn)O,則合力最大的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】A選項(xiàng)中兩個(gè)F垂直,合力為,則最終合力為;B選項(xiàng)中兩個(gè)F反向,則合力為F;C選項(xiàng)中三個(gè)F夾角為,則合力為0;D選中兩個(gè)F夾角為,合力為,則最終合力為。故B選項(xiàng)的合力最大。
故選B。
5.殲-35艦載機(jī)在航母上降落,需利用阻攔系統(tǒng)使之迅速停下。如圖,某次著艦時(shí),飛機(jī)鉤住阻攔索中間位置,兩段繩索夾角為時(shí)阻攔索中張力為,此刻飛機(jī)受阻攔索作用力的大小為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】由力的合成的平行四邊形法則,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)知,殲-35所受阻攔索的力為
故選A。
【題型二】?jī)煞N分解方法
6.如圖所示,風(fēng)對(duì)帆面的作用力垂直于帆面,它能分解成兩個(gè)分力,其中垂直于航向,會(huì)被很大的橫向阻力平衡,沿著航向,提供動(dòng)力。若帆面與航向之間的夾角為,下列說(shuō)法正確的是( )
A.B.
C.船受到的橫向阻力為D.船前進(jìn)的動(dòng)力為
【答案】D
【詳解】AB.根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
故AB錯(cuò)誤;
C.根據(jù)題意可知,船受到的橫向阻力與等大反向,即等于,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)題意可知,船前進(jìn)的動(dòng)力為沿著航向的分力,根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
故D正確。
故選D。
7.港珠澳大橋旅游試運(yùn)營(yíng)于2023年12月15日開(kāi)通。大橋全長(zhǎng)約55公里,是目前全球最長(zhǎng)的跨海大橋。“飛虹”連天塹、織經(jīng)緯,“珠聯(lián)璧合” 映落神州。作為連接粵港澳三地的超級(jí)工程和全國(guó)愛(ài)國(guó)主義教育基地,游客可經(jīng)大橋珠海公路口岸出發(fā),參團(tuán)游覽大橋,感受大國(guó)重器的魅力。風(fēng)帆造型的九洲航道橋部分如圖所示,這部分斜拉橋的一根塔柱兩側(cè)共有8對(duì)鋼索每一對(duì)鋼索等長(zhǎng)。每一條鋼索與塔柱成α角,若不計(jì)鋼索的自重,且假設(shè)每條鋼索承受的拉力大小相同為F,則該塔柱所承受的8對(duì)鋼索的合力為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【詳解】由題知,每一條鋼索與塔柱成角,將每一對(duì)鋼索的力F沿豎直方向和水平方向分解,則水平方向的力相互抵消,豎直方向的力對(duì)塔柱有拉力作用,故16條鋼索對(duì)塔柱的拉力為
C正確。
故選C。
8.如圖所示,小物塊靜止在光滑水平冰面上,要使小物塊沿方向運(yùn)動(dòng),在施加水平向左拉力的同時(shí)還需要再施加一個(gè)力,的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】已知的方向,要使小物塊沿方向運(yùn)動(dòng),即和的合力沿方向,根據(jù)力的三角形定則,如圖
可知的最小值為
故選A。
9.2023年杭州亞運(yùn)會(huì)上,運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行射箭項(xiàng)目比賽,如圖甲所示。釋放箭的瞬間,若弓弦的拉力為100N,如圖乙中的F1和F2所示。弓弦對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120N,如圖乙中的F所示,則弓弦的夾角α應(yīng)為(cs53°=0.6)( )
A.106°B.74°C.143°D.127°
【答案】A
【詳解】由圖可知,、、構(gòu)成了一個(gè)菱形,根據(jù)力的分解可知
所以
則
故選A。
10.中國(guó)載人航天工程已闊步走過(guò)30年,作為佑護(hù)航天員平安返回的“生命之傘”,為我國(guó)載人航天任務(wù)作出了突出貢獻(xiàn)。在某次神舟飛船豎直勻速返回地面過(guò)程中,假設(shè)返回艙重量為G1(不計(jì)它受到的空氣阻力),降落傘重量為G2,有96根相同的拉線與返回艙相連,另一端均勻分布在傘的邊緣,每根拉線和豎直方向都成30°角,則每根拉線上的張力大小為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】對(duì)返回艙受力分析,豎直方向列平衡方程
解得
故選B。
【題型三】活結(jié)與死結(jié)、動(dòng)桿與定桿
11.如圖所示,站在水平地面上的人通過(guò)輕繩繞過(guò)定滑輪A和輕質(zhì)動(dòng)滑輪B將一重物吊起。若系統(tǒng)在圖示位置靜止時(shí)B兩側(cè)輕繩的夾角為,A右側(cè)輕繩沿豎直方向,不計(jì)一切摩擦,此時(shí)人對(duì)地面恰好無(wú)壓力,則人與重物的質(zhì)量之比為( )
A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.2∶3
【答案】A
【詳解】人對(duì)地面恰好無(wú)壓力,則繩子的張力大小為
對(duì)重物分析有
解得人與重物的質(zhì)量之比為
故選A。
12.在如圖所示裝置中,兩物體質(zhì)量分別為和,滑輪直徑大小可忽略。設(shè)動(dòng)滑輪兩側(cè)的繩與豎直方向夾角分別為和。整個(gè)裝置能保持靜止。不計(jì)動(dòng)滑輪的質(zhì)量和一切摩擦。則下列法正確的有( )
A.一定等于B.一定大于C.一定小于D.可能大于
【答案】A
【詳解】繩子連續(xù)通過(guò)定滑輪和動(dòng)滑輪,繩子上的拉力相同,整個(gè)裝置能保持靜止,則繩子上的拉力大小與的重力大小相同,即
對(duì)滑輪進(jìn)行受力分析可得
解得
故一定小于,當(dāng)時(shí),有
故選A。
13.如圖所示,三根細(xì)輕繩系于O點(diǎn),其中OA繩另一端固定于A點(diǎn),OB繩的另一端與放在粗糙水平地面上質(zhì)量為60kg的物體乙相連,乙與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,OC繩的另一端懸掛物體甲,輕繩OA與豎直方向的夾角,OB繩水平。欲使乙物體靜止,則甲物體的質(zhì)量最大為(已知重力加速度,,;最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)( )
A.24kgB.20kgC.16kgD.12kg
【答案】C
【詳解】根據(jù)題意可知,甲對(duì)繩子的拉大大小等于甲的重力,對(duì)結(jié)點(diǎn)O,受力分析如圖所示
則當(dāng)乙與地面的靜摩擦力達(dá)到最大時(shí),有
解得
故ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
14.如圖所示,三根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2L。現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加外力F(重力加速度為g),則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.AC繩的拉力為B.CD繩的拉力為
C.外力F的最小值為D.外力F的最小值為
【答案】D
【詳解】AB.令A(yù)C繩與豎直方向的夾角為θ,根據(jù)幾何關(guān)系有
解得
對(duì)C點(diǎn)與重物進(jìn)行分析,根據(jù)平衡條件有
,
解得
,
故AB錯(cuò)誤;
CD.對(duì)D點(diǎn)進(jìn)行受力分析,作出矢量動(dòng)態(tài)三角形如圖所示
可知,當(dāng)外力F方向與繩BD垂直時(shí),外力F最小,則有
故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
15.如圖所示,長(zhǎng)度為l的輕桿AB一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,輕繩CD跨過(guò)B端的光滑輕質(zhì)滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為m的物體。開(kāi)始時(shí)輕桿在外力作用下保持水平狀態(tài),此時(shí)∠ACB = 45°,緩慢地使輕桿繞A端轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)到某一位置時(shí),撤去外力作用,整個(gè)裝置仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)(重力加速度為g),則整個(gè)過(guò)程物體重力勢(shì)能的改變量為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】由幾何關(guān)系可知
當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)動(dòng)到某一位置時(shí),撤去外力作用,整個(gè)裝置仍能保持靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示
由B端受力和幾何關(guān)系可知,此時(shí)為等邊三角形;則B端上升高度為
而繩子豎直部分伸長(zhǎng)了
則物體上升的高度為
則整個(gè)過(guò)程物體重力勢(shì)能的改變量為
故選A。
16.如圖所示,輕繩AD跨過(guò)固定在水平桿BC右端的光滑定滑輪(重力不計(jì))栓接一質(zhì)量為的物體,∠ACB=30°;如圖所示,輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端通過(guò)細(xì)繩EG拉住,∠EGH=30°,另一輕繩GF懸掛在輕桿的G端,也拉住一質(zhì)量為M的物體,重力加速度為g。 下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖中BC桿對(duì)滑輪作用力大小為Mg
B.圖中HG桿彈力大小為Mg
C.輕繩AC段張力與輕繩EG段張力大小之比為
D.輕繩AC段張力與輕繩GF段張力大小之比為
【答案】A
【詳解】A.對(duì)圖a,繩對(duì)滑輪的作用力如圖1
由幾何關(guān)系可知
故A正確;
B.對(duì)圖b中G點(diǎn)受力分析如圖2
由圖可得
故B錯(cuò)誤;
C.由圖2可得
則
故C錯(cuò)誤;
D.由圖2可得
則
故D錯(cuò)誤。
故選A。
1.逆風(fēng)能使帆,這是力分解的神奇作用,如圖所示,把帆面張?jiān)诤较颍ù^指向)和風(fēng)向之間,因風(fēng)對(duì)帆的壓力F垂直帆面,它會(huì)分成兩個(gè)分力F1、F2,其中垂直船軸即航向(“龍骨”),會(huì)被很大的橫向阻力平衡,F(xiàn)1沿著航向,已知帆面與航向之間的夾帆面航向角為θ,船的總質(zhì)量為m,下列說(shuō)法正確的是( )
A.
B.船受到的合力是
C.是船前進(jìn)的動(dòng)力
D.若船沿著航向的阻力為f,則船的加速度為
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)幾何關(guān)系可得
故A錯(cuò)誤;
BC.據(jù)題意可知與船運(yùn)動(dòng)的方向相同,是船前進(jìn)的動(dòng)力,船還受到其他阻力的作用,所以船受到的合力不是,故C正確,B錯(cuò)誤;
D.若船沿著航向的阻力為f,根據(jù)牛頓第二定律可得
可得船的加速度
故D錯(cuò)誤。
故選C。
2.如圖甲所示是斧子砍進(jìn)木樁時(shí)的情境,其橫截面如圖乙所示,斧子的剖面可視作頂角為θ的等腰三角形,當(dāng)施加豎直向下的力F時(shí),則( )
A.向下施加的力F增大,斧子側(cè)面對(duì)木樁的彈力大小不變
B.施加相同的恒力F,θ越小的斧子,越容易撐開(kāi)木樁
C.施加相同的恒力F,θ越大的斧子,越容易撐開(kāi)木樁
D.劈開(kāi)木樁的難易程度只與F有關(guān),與θ無(wú)關(guān)
【答案】B
【詳解】根據(jù)題意,將施加的力按作用效果分解,如圖所示
由幾何關(guān)系可得
可知,向下施加的力F增大,斧子側(cè)面對(duì)木樁的彈力大小變大,越容易撐開(kāi)木樁,施加相同的恒力F,θ越小的斧子,斧子側(cè)面對(duì)木樁的彈力大小越大,越容易撐開(kāi)木樁。
故選B。
3.早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,《墨經(jīng)》就記載了利用斜面提升重物可以省力.某人用輕繩將一重物勻速豎直向上提起,拉力的大小為F1;然后用輕繩將同一重物沿傾角為θ的光滑斜面勻速上拉,拉力的大小為F2。 F2與F1的比值為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】設(shè)重物的質(zhì)量為m,根據(jù)物體的平衡條件有
解得
綜合以上分析,A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選A。
4.水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一重為100N的重物,?CBA?30?。如圖所示,則滑輪受到輕繩的作用力的大小為( )
A.100NB.NC.50ND.20N
【答案】A
【詳解】受力分析圖如圖
由于兩個(gè)力的夾角為,做平行四邊形法則求合力,得菱形,合力大小與重力等大,為100N。
故選A。
5.如圖所示,一高考倒計(jì)時(shí)牌通過(guò)一根輕繩懸掛在定滑輪上。掛上后發(fā)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)牌是傾斜的,已知∠AOB=90°,計(jì)時(shí)牌的重力大小為G。不計(jì)一切摩擦,則平衡時(shí)繩OB中的張力大小為( )
A.B.C.D.G
【答案】A
【詳解】將重力沿OB、OA繩的方向分解,如圖所示
因不計(jì)一切摩擦,則
則
故選A。
6.如圖甲的玩具吊車,其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖乙所示,桿AB固定于平臺(tái)上且不可轉(zhuǎn)動(dòng),其B端固定一光滑定滑輪;輕桿CD用較鏈連接于平臺(tái),可繞C端自由轉(zhuǎn)動(dòng),其D端連接兩條輕繩,一條輕繩繞過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物,另一輕繩纏繞于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸O上,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的牽引控制重物的起落。某次吊車將重物吊起至一定高度后保持靜止,此時(shí)各段輕繩與桿之間的夾角如圖乙所示,其中兩桿處于同一豎直面內(nèi),OD繩沿豎直方向,γ = 37°,θ = 90°,重力加速度大小為g,則( )
A.α一定等于β
B.AB桿受到繩子的作用力大小為
C.CD桿受到繩子的作用力方向沿∠ODB的角平分線方向,大小為mg
D.當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)使重物緩慢下降時(shí),AB桿受到繩子的作用力將逐漸增大
【答案】D
【詳解】A.桿AB固定于平臺(tái),桿力不一定沿桿,同一條繩的力大小相等,其合力一定在其角平分線上,由于桿力不一定沿桿,所以α不一定等于β,故A錯(cuò)誤;
B.如圖所示
兩個(gè)力所作力的平行四邊形為菱形,根據(jù)平衡條件可得
根據(jù)幾何關(guān)系可得
對(duì)角線為,則AB桿受到繩子的作用力大小為
故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)題意D端連接兩條輕繩,兩條輕繩的力不一定大小相等,且桿為鉸鏈連接,為“活”桿,桿力沿著桿的方向,水平方向,根據(jù)
解得
故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)使重物緩慢下降時(shí),即不變,變小,根據(jù)
可知變大,故D正確。
故選D。
7.如圖所示,輕桿的左端用鉸鏈與豎直墻壁連接,輕桿的左端固定在豎直墻上,圖甲中兩輕繩分別掛著質(zhì)量為、的物體,另一端系于點(diǎn),圖乙中兩輕繩分別掛著質(zhì)量為、的物體,另一端系于點(diǎn)。四個(gè)物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),圖中輕繩、與豎直方向的夾角均為,下列說(shuō)法一定正確的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【詳解】AB.圖甲中,OB繩的張力為
由平衡條件可得
則
故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.CD桿固定在墻上,桿的彈力方向不確定,則m3、m4的比例不確定,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
8.如圖,為細(xì)繩拉某重物M的簡(jiǎn)化裝置簡(jiǎn)化圖,輕桿OA為可繞O點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的桿,AB為輕繩,重物M平衡時(shí)角度關(guān)系如圖所示,輕桿OA在a、b、c圖中受力分別為F1、F2、F3的大小關(guān)系正確的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】輕桿為可繞點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的桿,所以桿的彈力沿桿,對(duì)圖則有,對(duì)圖則有,對(duì)圖則有,故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
9.如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動(dòng),O點(diǎn)懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)保持靜止.Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,FN表示木塊與擋板間正壓力的大?。魮醢彘g的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高,則( )
A.Ff變小B.Ff變大C.FN變小D.FN變大
【答案】D
【詳解】先對(duì)三個(gè)物體以及支架整體受力分析,受重力,2個(gè)靜摩擦力,兩側(cè)墻壁對(duì)整體有一對(duì)支持力,根據(jù)平衡條件,有:,解得,故靜摩擦力不變,故A、B錯(cuò)誤;
將細(xì)線對(duì)O的拉力按照效果正交分解,如圖
設(shè)兩個(gè)桿夾角為θ,則有;
再將桿對(duì)滑塊m的推力F1按照效果分解,如圖
根據(jù)幾何關(guān)系,有:
故:,若擋板間的距離稍許增大后,角θ變大,變大,故滑塊m對(duì)墻壁的壓力變大,C錯(cuò)誤,D正確;故選D.
【點(diǎn)睛】本題考查了整體法和隔離法的結(jié)合應(yīng)用,把M和兩個(gè)m看作一整體,即可得到摩擦力的變化情況,再根據(jù)力的作用效果把F1、F2分解,從而分析滑塊m對(duì)墻壁的壓力變化.
10.在如圖所示的四幅圖中,AB、BC均為輕質(zhì)桿,各圖中桿的A、C端都通過(guò)鉸鏈與墻連接,兩桿都在B處由鉸鏈相連接.下列關(guān)于桿受力的說(shuō)法正確的是( )
A.甲圖中的AB桿表現(xiàn)為支持力,BC桿表現(xiàn)為拉力
B.乙圖中的AB桿表現(xiàn)為拉力,BC桿表現(xiàn)為支持力
C.丙圖中的AB桿、BC桿均表現(xiàn)為拉力
D.丁圖中的AB桿、BC桿均表現(xiàn)為支持力
【答案】C
【詳解】A.對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析可知,B點(diǎn)受向下的繩子的拉力;BC只能提供支持力;則由共點(diǎn)力的平衡條件可知,AB應(yīng)提供拉力;故A錯(cuò)誤;
B.B點(diǎn)受向下的拉力;則BC應(yīng)為支持力;由平衡關(guān)系可知AB應(yīng)為支持力;故B錯(cuò)誤;
C.對(duì)B點(diǎn)分析可知,B受向下的拉力;AB提供向上的拉力;BC應(yīng)為向右的拉力;故C正確;
D.對(duì)B點(diǎn)分析可知,B受向下的拉力,AB為拉力;BC應(yīng)為支持力;故D錯(cuò)誤;
故選C.
11.如圖,兩個(gè)輕環(huán)和套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上;一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為的小球,在和之間的細(xì)線上懸掛一小物塊,平衡時(shí),、間的距離恰好等于圓弧的半徑,不計(jì)所有摩擦,求小物塊的質(zhì)量和圓弧對(duì)輕環(huán)的彈力大???
【答案】m,
【詳解】如圖所示
設(shè)懸掛小物塊的點(diǎn)為O',圓弧的圓心為O,由于,所以三角形Oab為等邊三角形。根據(jù)幾何知識(shí)可得
而在一條繩子上的張力大小相等,故有
小物塊受到兩條繩子的拉力作用大小相等,夾角為120°,故受到的合力等于mg,因?yàn)樾∥飰K受到繩子的拉力和重力作用,且處于平衡狀態(tài),故拉力的合力等于小物塊的重力為mg,所以小物塊的質(zhì)量為m。
對(duì)a點(diǎn)分析
聯(lián)立解得,則圓弧對(duì)輕環(huán)的彈力大小為
12.某同學(xué)周末在家大掃除,移動(dòng)衣櫥時(shí),無(wú)論怎么推也推不動(dòng),于是他組裝了一個(gè)裝置,如圖所示,兩塊相同木板可繞A處的環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng),兩木板的另一端點(diǎn)B、C分別用薄木板頂住衣櫥和墻角,該同學(xué)站在該裝置的A處。若調(diào)整裝置A點(diǎn)距地面的高時(shí),B、C兩點(diǎn)的間距,B處衣櫥恰好移動(dòng)。已知該同學(xué)的質(zhì)量為,重力加速度大小取,忽略A處的摩擦,則此時(shí)衣櫥受到該裝置的水平推力為多少?
【答案】1470N
【詳解】該同學(xué)站在A點(diǎn)時(shí),重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果力F1、F2,如圖所示
設(shè)F1、F2,與豎直方向夾角為θ,則有
在B點(diǎn)F1分解,如圖所示
則水平推力為
由幾何關(guān)系得
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得
13.如圖所示,豎直墻面上有一懸物架,懸物架由三根輕質(zhì)細(xì)桿構(gòu)成,三根細(xì)桿的一端連接到同一頂點(diǎn)O,另一端分別連接到豎直墻壁上的A、B、C三個(gè)點(diǎn),O、A、B、C點(diǎn)處分別是四個(gè)可以向各個(gè)方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)光滑鉸鏈(未畫出)。在O點(diǎn)用輕繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,已知AB=AC=BO=CO,所在的面為水平面,∠BOC=60°,重力加速度為g,求:
(1)OA桿對(duì)墻壁的作用力大??;
(2)OB桿對(duì)墻壁的作用力大小。
【答案】(1);(2)
【詳解】(1)O、A、B、C點(diǎn)處分別是四個(gè)可以向各個(gè)方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕質(zhì)光滑鉸鏈,則輕桿作用力方向只能沿桿,根據(jù)幾何知識(shí)可知△BOC和△ABC為全等的正三角形,兩三角形所在平面相互垂直,故可知AO桿與豎直方向夾角為45°,對(duì)O點(diǎn),根據(jù)豎直方向平衡條件
解得
結(jié)合牛頓第三定律可知OA桿對(duì)墻壁的作用力大小為
(2)對(duì)O點(diǎn),根據(jù)水平方向平衡條件可得OB和OC桿合力為
根據(jù)力的分解,可知OB桿對(duì)O的作用力大小為
結(jié)合牛頓第三定律可知OB桿對(duì)墻壁的作用力大小。
14.一重為G的圓柱體工件放在V形槽中,槽頂角α=60°,槽的兩側(cè)面與水平方向的夾角相同,槽與工件接觸處的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,大小為μ=0.25,則:
(1)要沿圓柱體的軸線方向(如圖甲所示)水平地把工件從槽中拉出來(lái),人至少要施加多大的拉力?
(2)現(xiàn)把整個(gè)裝置傾斜,使圓柱體的軸線與水平方向成37°角,如圖乙所示,且保證圓柱體對(duì)V形槽兩側(cè)面的壓力大小相等,發(fā)現(xiàn)圓柱體能自動(dòng)沿槽下滑,求此時(shí)工件所受槽的摩擦力大小。(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)
【答案】(1)0.5G;(2)0.4G
【詳解】(1)分析圓柱體的受力可知,沿軸線方向受到拉力F、兩個(gè)側(cè)面對(duì)圓柱體的滑動(dòng)摩擦力,由題給條件知
F=2Ff
由圓柱體重力產(chǎn)生的效果將重力進(jìn)行分解,如圖所示:
由平衡條件可得
G=F1=F2
由Ff=μF1得
F=0.5G
(2)把整個(gè)裝置傾斜,則重力沿壓緊兩側(cè)的斜面的分力
F1′=F2′=Gcs 37°=0.8G
此時(shí)工件所受槽的摩擦力大小
Ff′=2μF1′=0.4G
15.有些人員,如電梯修理員、牽引專家等,常需要知道繩(或金屬線)中的張力,可又不方便到繩(或線)的自由端去測(cè)量?,F(xiàn)某家公司制造了一種夾在繩上的儀表(圖中B、C為該夾子的橫截面)。測(cè)量時(shí),只要如圖示那樣用一硬桿豎直向上作用在繩上的某點(diǎn)A,使繩產(chǎn)生一個(gè)微小偏移量a,借助儀表很容易測(cè)出這時(shí)繩對(duì)硬桿的壓力F?,F(xiàn)測(cè)得該微小偏移量,間的距離,繩對(duì)橫桿的壓力,試求繩中的張力大?。ńY(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】
【詳解】A點(diǎn)受力如答圖所示,由平衡條件根據(jù)力的合成法則得
,
當(dāng)很小時(shí),.由幾何關(guān)系得,
解得
.
代入數(shù)據(jù)得
.
目錄
01 模擬基礎(chǔ)練
【題型一】共點(diǎn)力的合成
【題型二】?jī)煞N分解方法
【題型三】活結(jié)與死結(jié)、動(dòng)桿與定桿
02 重難創(chuàng)新練
這是一份第31講 機(jī)械波(練習(xí))(解析版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)(新教材新高考),共26頁(yè)。
這是一份第19講 功與功率(練習(xí))(解析版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)(新教材新高考),共32頁(yè)。
這是一份第06講 力的合成與分解(講義)(原卷版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)(新教材新高考),共16頁(yè)。
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