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文档简介
2024-2025学年版块8运动和力专题8-4力的合成(含答案)初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲专题8-4力的合成知识·解读一、力的合成1.合力与分力当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力.2.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成.(2)平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向.如图所示,F表示F1与F2的合力.二、共点力1.定义:如果几个力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力.2.力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力.典例·解读例1、两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的合力为F.以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越小B.合力F可能比任何一个分力都小C.合力F总比任何一个分力都大D.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大【答案】B.【答案】B.【解析】若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故A错误;由力的合成方法可知,两个力合力的范围|F1-F2|≤F≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B正确,C错误;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力可能增大,可能减小,如图所示,故D错误.例2、例2、如图所示,有五个力作用于同一点O,表示这五个力的有向线段恰好分别是构成一个正六边形的两邻边和三条对角线.已知F3=10N,求这五个力的合力大小.【答案】【答案】30N.【解析】解法1:根据正六边形的对边平行且相等和三角形定则可知:F2和F5的合力等于F3;F1和F4的合力也等于F3,所以这5个力的合力等于3F3=30N.解法2:由对称性知,F1和F5的夹角为120°,它们的大小相等,合力在其夹角的平分线上,合力的大小等于其分力的大小,故力F1和F5的合力F15=eq\f(F3,2)=5N.如图甲所示.同理,F2和F4的合力也在其角平分线上,由图中几何关系可知F24=F3+F1=15N.故这五个力的合力F=F3+F15+F24=30N.解法3:利用正交分解法将力F1、F2、F4、F5沿F3方向和垂直F3的方向分解,如图乙所示.根据对称性知Fy=0,合力F=Fx=3F3=30N.总结提升总结提升多力合成的方法1、多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则.具体做法是先任选两个分力求出它们的合力,用求得的结果再与第三个分力求合力,直到将所有分力的合力求完.2、求解多分力的合力时,一般常见的合成技巧如下:(1)将共线的分力合成(方向相同或相反);(2)将相互垂直的分力合成.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,合力大小等于分力大小,方向沿它们的夹角的角平分线方向.知识深化知识深化一、合力与分力的关系两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随θ的减小而增大.(1)两分力同向(θ=0°)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向.(2)两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同.(3)合力的取值范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.合力可以大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力.二、共点力的平衡1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.平衡条件:合外力等于0,即F合=0.3.推论(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向.(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意n-1个力的合力必定与第n个力等大、反向.例3、例3、如图,用相同的弹簧秤将同一个重物m分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来,读数分别是F1、F2、F3、F4,设θ=30°,则有()A.F4最大B.F3=F2C.F2最大D.F1比其他各读数都小【答案】C.【答案】C.【解析】对m分别进行受力分析,如图,根据三力平衡条件,三力中任意两个力的合力与第三个力等大反向,结合几何关系F1=mgtan30°=eq\f(\r(3),3)mg,F2=eq\f(mg,cos30°)=eq\f(2\r(3),3)mgF3=eq\f(\f(1,2)mg,cos30°)=eq\f(\r(3),3)mg,F4=mg因此F2最大,故选C.说明:对于八年级的同还没有学习三角函数,也可以尝试用三角形的相关性质来解题。【答案】(1)气球的重力为1900N;(2)受到的阻力为100N.【解析】匀速竖直上升【答案】(1)气球的重力为1900N;(2)受到的阻力为100N.【解析】匀速竖直上升F浮=G+F阻①,匀速竖直下降G+200N=F浮+F阻②,把F浮=2000N代入①②组成方程组可得G=1900N,F阻=100N.例4、如图所示,一个载重气球在空气中匀速上升时,受到的竖直向上的浮力为2000N,若在所载重物中再加200N的物体,这时气球就能匀速下降,假设气球上升和下降时所受的浮力和阻力大小不变,则:(1)气球的重力为多少N?
(2)受到的阻力为多少N?例例5、如图所示的装置中,A、B、C三个木块质量分别为M、m和m0
,绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若木块B随木块A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以判定(
)A.木块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0gB.木块A与木块B之间有摩擦力,大小为m0gC.桌面对木块A,木块B对木块A都有摩擦力,两者方向相同,大小为m0gD.桌面对木块A、木块B对木块A都有摩擦力,两者方向相反,大小为m0g【答案】A.【答案】A.【解析】(1)对B受力分析,B受重力、支持力;因为B水平方向不受外力,因此B不会受到A对它的摩擦力,所以AB间没有摩擦力,故选项CD均错误;
(2)对整体受力分析可知,整体受C的拉力、重力、支持力,要使整体做匀速直线运动,A应受到地面对其向左的摩擦力,大小与绳子的拉力相同,故选项B错误;
(3)对C分析,可知C受重力与绳子的拉力而处于静止状态,故绳子的拉力为m0g;由此可知,物体A与桌面间的摩擦力大小为m0g,故A正确.
故选A.培优·训练1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系,下列说法中正确的是()A.F大小随F1、F2间夹角的增大而增大B.F大小随F1、F2间夹角的增大而减小C.F大小一定小于F1、F2中最大者D.F大小不能小于F1、F2中最小者2、两个共点力的大小分别为F1=15N,F2=8N,它们的合力大小不可能等于()A.9NB.25NC.8ND.21N3、如图所示,三个大小相等的力F,作用于同一点O,则合力最小的是()4、(多选)如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G.则()A.两绳对日光灯拉力的合力大小为GB.两绳的拉力和重力不是共点力C.两绳的拉力大小分别为eq\f(\r(2),2)G和eq\f(\r(2),2)GD.两绳的拉力大小分别为eq\f(G,2)和eq\f(G,2)第4题图第5题图5、(多选)如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。在缓慢减小木板倾角θ的过程中,下列说法正确的是()A.A受到的压力逐渐变大B.A受到的摩擦力逐渐变大C.C对B的压力逐渐变大D.C受到两个力的作用6、关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是()A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B.合力大小不可能等于F1,也不可能等于F2C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力D.F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大7、7、如图所示,F1、F2是两个相互垂直的共点力,其中F1=3N,F2=4N,则F1、F2的合力大小为()A.2NB.5NC.10ND.12N8、两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时,合力的大小为20N,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为()A.40NB.10eq\r(2)NC.20eq\r(2)ND.10eq\r(3)N9、两根长度相同、材料相同的细绳悬挂一块小黑板,以下四种挂法中,最容易拉断细绳的挂法是()10、10、如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小可能为()A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N11、同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是()A.3N、4N、5NB.3N、5N、9NC.4N、6N、11ND.5N、6N、12N12、用两个相同的足够大的水平力F将100个完全相同的木块夹在两个相同的竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,图中所有的接触面的动摩擦因素都为μ,则编号57和58号木块之间的摩擦力的大小为:(木块从左至右编号依次为1、2、3…98、99、100)(
)A.mgB.8mgC.7mgD.μF/100第12题图第13题图13、如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知,关于A、B间摩擦力f1和B、C间摩擦力f2的分析中,正确的是(
)A.f1=0,f2≠0B.f1=0,f2=0C.f1≠0,f2=0D.f1≠0,f2≠014、一氢气球下系一重为G的物体P,在空中做匀速直线运动。如不计空气阻力和风力影响,物体恰能沿MN方向(如下图中箭头指向)斜线上升。图中OO′为竖直方向,则在图中气球和物体P所处的情况正确的是(
)A.B.C.D.15、如图所示,M是放在水平桌面上的物体,两边用细线通过滑轮与小盘相连.若在左盘中放重为G的砝码、右盘放重为2G的砝码,物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动;如果右盘中的砝码不变,要使物体M在水平桌面上以速度2v向左做匀速直线运动,则左盘中15、如图所示,M是放在水平桌面上的物体,两边用细线通过滑轮与小盘相连.若在左盘中放重为G的砝码、右盘放重为2G的砝码,物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动;如果右盘中的砝码不变,要使物体M在水平桌面上以速度2v向左做匀速直线运动,则左盘中砝码的重应为(小盘重不计,绳子与轮的摩擦不计)(
)A.GB.2GC.3GD.4G16、研究表明:雨滴自高空由静止下落,雨滴下落过程中受空气阻力随其速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.假设每个雨滴可看成球形,每个雨滴的密度相同,雨滴下落过程中受到空气的阻力与雨滴的半径r的平方成正比,与下落速度v的平方成正比,即f阻=kr2v2,其中k为比例常数,对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10﹣4Ns/m2。已知球的体积公式为V=eq\f(4,3)πr3(r为半径),g=10N/kg.每个雨滴最终都做匀速运动.如果两个雨滴的半径之比为1:4,则这两个雨滴的落地速度之比为(
)A.1:8B.1:4C.1:2D.1:117、如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mp<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1,F2,F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是(
)A.F1>F2B.F2<F3C.F3>F4D.F3<F418、18、设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于()A.3FB.4FC.5FD.6F19、同时作用在某物体上的两个方向相反的共点力,大小分别为6N和8N,当8N的力逐渐减小到零的过程中,两力合力的大小()A.先减小后增大B.先增大后减小C.逐渐增大D.逐渐减小20、20、(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是()A.当θ为120°时,F=GB.不管θ为何值,均有F=eq\f(G,2)C.当θ=0°时,F=eq\f(G,2)D.θ越大时,F越小21、(多选)如图甲、乙、丙所示,三个物块质量相同且均处于静止状态.若弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计,绳与滑轮、物块与半球面间的摩擦均不计,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3,则()A.F1>F2B.F1>F3C.F1=F3D.F2>F322、如图所示,物体A和B的重力分别为11N和7N,不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦,则下列说法正确的是()A.弹簧秤的读数为14N,A对地面的压力为11NB.弹簧秤的读数为18N,A对地面的压力为0C.弹簧秤的读数为7N,A对地面的压力为4ND.弹簧秤的读数为0,A对地面的压力为11N第22题图第23题图23、(多选)如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,下列说法正确的是()A.a对墙壁的摩擦力方向向下B.b对a的摩擦力方向向上C.增大水平推力F,a对墙壁的摩擦力变大D.增大水平推力F,b对a的摩擦力不变24、如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示.由图象可知当t=1s时,物体处于_______状态.t=3s时,物体受到的摩擦力为_______N。25、如图所示,两个重20N的相同的物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时物体B受到摩擦力大小是_______N;若将B与A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力F2_______(填“>=<”)F1.26、已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态,现把其中一个大小为8N的力的方向转过90°,其余的力不变,求此时物体受到的合力大小.27、物体只受两个力F1和F2的作用,F1=30N,方向水平向左,F2=40N,方向竖直向下,求这两个力的合力F.28、如图所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子方向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小.29、一个载重气球在空气中运动时,既受到空气的浮力,也受到空气的阻力,设气球在上升和下降时,受到的浮力和阻力大小都不变.当受到浮力为1000N时,气球匀速竖直上升;若将所加重物增加100N,气球则匀速竖直下降.下上升时的载重气球重_________N.30、教室装有磁性黑板,由于磁体之间有吸引力,所以内部装有磁铁的黑板擦就可以被吸在黑板上的任何位置而不会掉下来.若已知黑板擦的重力为1.5N,黑板擦和黑板之间的吸引力恒为4N不变.当对黑板擦施加方向竖直向下,大小为0.5N的推力时,黑板擦恰能沿黑板表面匀速下滑.若要这个黑板擦沿黑板表面竖直向上匀速滑动,则需施加方向竖直向上的力,这个力的大小为_________N.专题8-4力的合成知识·解读一、力的合成1.合力与分力当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力.2.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成.(2)平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向.如图所示,F表示F1与F2的合力.二、共点力1.定义:如果几个力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力.2.力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力.典例·解读例1、两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的合力为F.以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越小B.合力F可能比任何一个分力都小C.合力F总比任何一个分力都大D.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大【答案】B.【答案】B.【解析】若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故A错误;由力的合成方法可知,两个力合力的范围|F1-F2|≤F≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B正确,C错误;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力可能增大,可能减小,如图所示,故D错误.例2、例2、如图所示,有五个力作用于同一点O,表示这五个力的有向线段恰好分别是构成一个正六边形的两邻边和三条对角线.已知F3=10N,求这五个力的合力大小.【答案】【答案】30N.【解析】解法1:根据正六边形的对边平行且相等和三角形定则可知:F2和F5的合力等于F3;F1和F4的合力也等于F3,所以这5个力的合力等于3F3=30N.解法2:由对称性知,F1和F5的夹角为120°,它们的大小相等,合力在其夹角的平分线上,合力的大小等于其分力的大小,故力F1和F5的合力F15=eq\f(F3,2)=5N.如图甲所示.同理,F2和F4的合力也在其角平分线上,由图中几何关系可知F24=F3+F1=15N.故这五个力的合力F=F3+F15+F24=30N.解法3:利用正交分解法将力F1、F2、F4、F5沿F3方向和垂直F3的方向分解,如图乙所示.根据对称性知Fy=0,合力F=Fx=3F3=30N.总结提升总结提升多力合成的方法1、多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则.具体做法是先任选两个分力求出它们的合力,用求得的结果再与第三个分力求合力,直到将所有分力的合力求完.2、求解多分力的合力时,一般常见的合成技巧如下:(1)将共线的分力合成(方向相同或相反);(2)将相互垂直的分力合成.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,合力大小等于分力大小,方向沿它们的夹角的角平分线方向.知识深化知识深化一、合力与分力的关系两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随θ的减小而增大.(1)两分力同向(θ=0°)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向.(2)两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同.(3)合力的取值范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.合力可以大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力.二、共点力的平衡1.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.平衡条件:合外力等于0,即F合=0.3.推论(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、反向.(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、反向.(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意n-1个力的合力必定与第n个力等大、反向.例3、例3、如图,用相同的弹簧秤将同一个重物m分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来,读数分别是F1、F2、F3、F4,设θ=30°,则有()A.F4最大B.F3=F2C.F2最大D.F1比其他各读数都小【答案】C.【答案】C.【解析】对m分别进行受力分析,如图,根据三力平衡条件,三力中任意两个力的合力与第三个力等大反向,结合几何关系F1=mgtan30°=eq\f(\r(3),3)mg,F2=eq\f(mg,cos30°)=eq\f(2\r(3),3)mgF3=eq\f(\f(1,2)mg,cos30°)=eq\f(\r(3),3)mg,F4=mg因此F2最大,故选C.说明:对于八年级的同还没有学习三角函数,也可以尝试用三角形的相关性质来解题。【答案】(1)气球的重力为1900N;(2)受到的阻力为100N.【解析】匀速竖直上升【答案】(1)气球的重力为1900N;(2)受到的阻力为100N.【解析】匀速竖直上升F浮=G+F阻①,匀速竖直下降G+200N=F浮+F阻②,把F浮=2000N代入①②组成方程组可得G=1900N,F阻=100N.例4、如图所示,一个载重气球在空气中匀速上升时,受到的竖直向上的浮力为2000N,若在所载重物中再加200N的物体,这时气球就能匀速下降,假设气球上升和下降时所受的浮力和阻力大小不变,则:(1)气球的重力为多少N?
(2)受到的阻力为多少N?例例5、如图所示的装置中,A、B、C三个木块质量分别为M、m和m0
,绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若木块B随木块A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以判定(
)A.木块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0gB.木块A与木块B之间有摩擦力,大小为m0gC.桌面对木块A,木块B对木块A都有摩擦力,两者方向相同,大小为m0gD.桌面对木块A、木块B对木块A都有摩擦力,两者方向相反,大小为m0g【答案】A.【答案】A.【解析】(1)对B受力分析,B受重力、支持力;因为B水平方向不受外力,因此B不会受到A对它的摩擦力,所以AB间没有摩擦力,故选项CD均错误;
(2)对整体受力分析可知,整体受C的拉力、重力、支持力,要使整体做匀速直线运动,A应受到地面对其向左的摩擦力,大小与绳子的拉力相同,故选项B错误;
(3)对C分析,可知C受重力与绳子的拉力而处于静止状态,故绳子的拉力为m0g;由此可知,物体A与桌面间的摩擦力大小为m0g,故A正确.
故选A.培优·训练1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系,下列说法中正确的是()A.F大小随F1、F2间夹角的增大而增大B.F大小随F1、F2间夹角的增大而减小C.F大小一定小于F1、F2中最大者D.F大小不能小于F1、F2中最小者2、两个共点力的大小分别为F1=15N,F2=8N,它们的合力大小不可能等于()A.9NB.25NC.8ND.21N3、如图所示,三个大小相等的力F,作用于同一点O,则合力最小的是()4、(多选)如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G.则()A.两绳对日光灯拉力的合力大小为GB.两绳的拉力和重力不是共点力C.两绳的拉力大小分别为eq\f(\r(2),2)G和eq\f(\r(2),2)GD.两绳的拉力大小分别为eq\f(G,2)和eq\f(G,2)第4题图第5题图5、(多选)如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。在缓慢减小木板倾角θ的过程中,下列说法正确的是()A.A受到的压力逐渐变大B.A受到的摩擦力逐渐变大C.C对B的压力逐渐变大D.C受到两个力的作用6、关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是()A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B.合力大小不可能等于F1,也不可能等于F2C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力D.F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大7、7、如图所示,F1、F2是两个相互垂直的共点力,其中F1=3N,F2=4N,则F1、F2的合力大小为()A.2NB.5NC.10ND.12N8、两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时,合力的大小为20N,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为()A.40NB.10eq\r(2)NC.20eq\r(2)ND.10eq\r(3)N9、两根长度相同、材料相同的细绳悬挂一块小黑板,以下四种挂法中,最容易拉断细绳的挂法是()10、10、如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小可能为()A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N11、同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是()A.3N、4N、5NB.3N、5N、9NC.4N、6N、11ND.5N、6N、12N12、用两个相同的足够大的水平力F将100个完全相同的木块夹在两个相同的竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,图中所有的接触面的动摩擦因素都为μ,则编号57和58号木块之间的摩擦力的大小为:(木块从左至右编号依次为1、2、3…98、99、100)(
)A.mgB.8mgC.7mgD.μF/100第12题图第13题图13、如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知,关于A、B间摩擦力f1和B、C间摩擦力f2的分析中,正确的是(
)A.f1=0,f2≠0B.f1=0,f2=0C.f1≠0,f2=0D.f1≠0,f2≠014、一氢气球下系一重为G的物体P,在空中做匀速直线运动。如不计空气阻力和风力影响,物体恰能沿MN方向(如下图中箭头指向)斜线上升。图中OO′为竖直方向,则在图中气球和物体P所处的情况正确的是(
)A.B.C.D.15、如图所示,M是放在水平桌面上的物体,两边用细线通过滑轮与小盘相连.若在左盘中放重为G的砝码、右盘放重为2G的砝码,物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动;如果右盘中的砝码不变,要使物体M在水平桌面上以速度2v向左做匀速直线运动,则左盘中15、如图所示,M是放在水平桌面上的物体,两边用细线通过滑轮与小盘相连.若在左盘中放重为G的砝码、右盘放重为2G的砝码,物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动;如果右盘中的砝码不变,要使物体M在水平桌面上以速度2v向左做匀速直线运动,则左盘中砝码的重应为(小盘重不计,绳子与轮的摩擦不计)(
)A.GB.2GC.3GD.4G16、研究表明:雨滴自高空由静止下落,雨滴下落过程中受空气阻力随其速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.假设每个雨滴可看成球形,每个雨滴的密度相同,雨滴下落过程中受到空气的阻力与雨滴的半径r的平方成正比,与下落速度v的平方成正比,即f阻=kr2v2,其中k为比例常数,对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10﹣4Ns/m2。已知球的体积公式为V=eq\f(4,3)πr3(r为半径),g=10N/kg.每个雨滴最终都做匀速运动.如果两个雨滴的半径之比为1:4,则这两个雨滴的落地速度之比为(
)A.1:8B.1:4C.1:2D.1:117、如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mp<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1,F2,F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是(
)A.F1>F2B.F2<F3C.F3>F4D.F3<F418、18、设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于()A.3FB.4FC.5FD.6F19、同时作用在某物体上的两个方向相反的共点力,大小分别为6N和8N,当8N的力逐渐减小到零的过程中,两力合力的大小()A.先减小后增大B.先增大后减小C.逐渐增大D.逐渐减小20、20、(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是()A.当θ为120°时,F=GB.不管θ为何值,均有F=eq\f(G,2)C.当θ=0°时,F=eq\f(G,2)D.θ越大时,F越小21、(多选)如图甲、乙、丙所示,三个物块质量相同且均处于静止状态.若弹簧秤、绳和滑轮的重力均不计,绳与滑轮、物块与半球面间的摩擦均不计,在图甲、乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是F1、F2、F3,则()A.F1>F2B.F1>F3C.F1=F3D.F2>F322、如图所示,物体A和B的重力分别为11N和7N,不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦,则下列说法正确的是()A.弹簧秤的读数为14N,A对地面的压力为11NB.弹簧秤的读数为18N,A对地面的压力为0C.弹簧秤的读数为7N,A对地面的压力为4ND.弹簧秤的读数为0,A对地面的压力为11N第22题图第23题图23、(多选)如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,下列说法正确的是()A.a对墙壁的摩擦力方向向下B.b对a的摩擦力方向向上C.增大水平推力F,a对墙壁的摩擦力变大D.增大水平推力F,b对a的摩擦力不变24、如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示.由图象可知当t=1s时,物体处于_______状态.t=3s时,物体受到的摩擦力为_______N。25、如图所示,两个重20N的相同的物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时物体B受到摩擦力大小是_______N;若将B与A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力F2_______(填“>=<”)F1.26、已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态,现把其中一个大小为8N的力的方向转过90°,其余的力不变,求此时物体受到的合力大小.27、物体只受两个力F1和F2的作用,F1=30N,方向水平向左,F2=40N,方向竖直向下,求这两个力的合力F.28、如图所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子方向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小.29、一个载重气球在空气中运动时,既受到空气的浮力,也受到空气的阻力,设气球在上升和下降时,受到的浮力和阻力大小都不变.当受到浮力为1000N时,气球匀速竖直上升;若将所加重物增加100N,气球则匀速竖直下降.下上升时的载重气球重_________N.30、教室装有磁性黑板,由于磁体之间有吸引力,所以内部装有磁铁的黑板擦就可以被吸在黑板上的任何位置而不会掉下来.若已知黑板擦的重力为1.5N,黑板擦和黑板之间的吸引力恒为4N不变.当对黑板擦施加方向竖直向下,大小为0.5N的推力时,黑板擦恰能沿黑板表面匀速下滑.若要这个黑板擦沿黑板表面竖直向上匀速滑动,则需施加方向竖直向上的力,这个力的大小为_________N.
专题8-4力的合成例1、【答案】B.【解析】若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故A错误;由力的合成方法可知,两个力合力的范围|F1-F2|≤F≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B正确,C错误;如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力可能增大,可能减小,如图所示,故D错误.例2、【答案】30N.【解析】解法1:根据正六边形的对边平行且相等和三角形定则可知:F2和F5的合力等于F3;F1和F4的合力也等于F3,所以这5个力的合力等于3F3=30N.解法2:由对称性知,F1和F5的夹角为120°,它们的大小相等,合力在其夹角的平分线上,合力的大小等于其分力的大小,故力F1和F5的合力F15=eq\f(F3,2)=5N.如图甲所示.同理,F2和F4的合力也在其角平分线上,由图中几何关系可知F24=F3+F1=15N.故这五个力的合力F=F3+F15+F24=30N.解法3:利用正交分解法将力F1、F2、F4、F5沿F3方向和垂直F3的方向分解,如图乙所示.根据对称性知Fy=0,合力F=Fx=3F3=30N.例3、【答案】C.【解析】对m分别进行受力分析,如图,根据三力平衡条件,三力中任意两个力的合力与第三个力等大反向,结合几何关系F1=mgtan30°=eq\f(\r(3),3)mg,F2=eq\f(mg,cos30°)=eq\f(2\r(3),3)mgF3=eq\f(\f(1,2)mg,cos30°)=eq\f(\r(3),3)mg,F4=mg因此F2最大,故选C.说明:对于八年级的同还没有学习三角函数,也可以尝试用三角形的相关性质来解题。例4、【答案】(1)气球的重力为1900N;(2)受到的阻力为100N.【解析】匀速竖直上升F浮=G+F阻①,匀速竖直下降G+200N=F浮+F阻②,把F浮=2000N代入①②组成方程组可得G=1900N,F阻=100N.例5、【答案】A.【解析】(1)对B受力分析,B受重力、支持力;因为B水平方向不受外力,因此B不会受到A对它的摩擦力,所以AB间没有摩擦力,故选项CD均错误;
(2)对整体受力分析可知,整体受C的拉力、重力、支持力,要使整体做匀速直线运动,A应受到地面对其向左的摩擦力,大小与绳子的拉力相同,故选项B错误;
(3)对C分析,可知C受重力与绳子的拉力而处于静止状态,故绳子的拉力为m0g;由此可知,物体A与桌面间的摩擦力大小为m0g,故A正确.
故选A.专题提升训练1、B解析合力随两分力间夹角的增大而减小,合力大小的范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2,例如,当F1=5N、F2=6N时,1N≤F≤11N,F可以比F1、F2中的最小者小,也可以比F1、F2中的最大者大,故选项B正确.2、B解析F1、F2的合力范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2,故7N≤F≤23N,不在此范围的是25N,应选择B项.3、C4、AC解析如图,两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点,这三个力为共点力,B选项错误;由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于平衡状态,所以两绳的拉力的合力与重力G等大反向,A选项正确;由于两个拉力的夹角成直角,且都与竖直方向成45°角,则由力的平行四边形定则可知G=eq\r(F\o\al(,12)+F\o\al(,22)),F1=F2,故F1=F2=eq\f(\r(2),2)G,C选项正确,D选项错误.5、AD解析以小球和凹槽为整体分析,可得木板倾角θ减小时,木板对整体的支持力增大,木板对整体的摩擦力减小,由作用力与反作用力的关系知A正确,B错误;由于木板缓慢移动,则小球C处于动态平衡状态,小球C始终受到重力和凹槽B的支持力两个力的作用而平衡,C对B的压力大小等于C受到的重力,C错误,D正确。6、A7、B8、B解析设F1=F2=F,当它们之间的夹角α=90°时,如图甲所示,由画出的平行四边形(为正方形)得合力为F合=eq\r(F\o\al(,12)+F\o\al(,22))=eq\r(F2+F2)=eq\r(2)F.所以F=eq\f(1,\r(2))F合=eq\f(1,\r(2))×20N=10eq\r(2)N.当两分力F1和F2之间夹角变为β=120°时,同理画出平行四边形如图乙所示.由于平行四边形的一半为一等边三角形,因此其合力F′=F1=F2=10eq\r(2)N.9、D解析由题意知,两绳子的拉力的合力相等,根据力的平行四边形定则,可知当两绳子的夹角越大时,其拉力也越大.因此,D图的拉力最大,故D正确,A、B、C错误.10、B解析由题图知,两分力方向相同时,合力为5N,即F1+F2=5N;方向相反时,合力为1N,即|F1-F2|=1N.故F1=3N,F2=2N,或F1=2N,F2=3N,B正确.11、A解析处于静止状态的物体所受到的合力为零,根据三个共点力的合力范围可知:3N、4N、5N的合力范围是0≤F合≤12N,故A可能;3N、5N、9N的合力范围是1N≤F合≤17N,故B不可能;4N、6N、11N的合力范围是1N≤F合≤21N,故C不可能;5N、6N、12N的合力范围是1N≤F合≤23N,故D不可能.12、C13、A14、B15、C16、C解析当雨点做匀速直线运动时,重力与阻力大小相等,即f=mg,故kπr2v2=mg=ρ×eq\f(4,3)πr3g,即v2=eq\f(4gρr,3k),由于两雨点的半径之比为1∶4,则落地速度之比为1∶2,选项C正确。17、B18、A解析由几何关系得F3=2F,又F1、F2夹角为120°,大小均为F,故其合力大小为F,方向与F3相同,因此三个力的合力大小为3F.A正确.19、A解析当8N的力减小到6N时,两个力的合力最小为0,若再减小,两力的合力又将逐渐增大,两力的合力最大为6N,故A正确.20、AC解析两分力相等,由力的合成可知,θ=120°时,F合=F分=G,θ=0°时,F分=eq\f(1,2)F合=eq\f(G,2),故A、C对,B错;θ越大,在合力一定时,分力越大,故D错.21、AC解析甲图中物块静止,弹簧的拉力F1=mg;乙图中以物块为研究对象,受力如图甲.由平衡条件得:F2=Gsin60°=eq\f(\r(3),2)mg≈0.866mg丙图中以动滑轮为研究对象,受力如图乙.由几何知识得F3=mg.故F3=F1>F2,故选A、C.22、C解析物体B保持静止,说明B物体合外力为零,即绳上拉力为7N.此刻弹簧秤静止,因此弹簧秤的读数为7N.说明弹簧秤对A拉力为7N,地面对A物体应有4N的支持力(根据牛顿第三定律可知A对地面的压力为4N),所以C正确.23、AD解析:以b为研究对象,在竖直方向上,b受到的重力与a给它的摩擦力平衡,所以a对b的摩擦力方向向上,大小始终等于mbg,根据牛顿第三定律,b对a的摩擦力方向向下,大小始终等于mbg,选项B错误、D正确.以整体为研究对象,在竖直方向上,墙对a的摩擦力与整体所受的重力平衡,所以,墙对a的摩擦力方向向上,大小始终等于mag+mbg,根据牛顿第三定律,a对墙的摩擦力方向向下,大小始终等于mag+mbg,选项A正确,C错误.24、静止20=26、8eq\r(2)N解析物体受到100个力的作用而处于静止状态时,合力为零,其中一个大小为8N的力与其余99个力的合力大小相等、方向相反,即其余99个力的合力大小为8N,方向与8N的力相反.将8N的力的方向转过90°时,与其余99个力的合力的夹角为90°,根据平行四边形定则得,物体受到的合力大小为F合=8eq\r(2)N.27、50N,方向与F1的夹角成53°斜向左下方解析解法一作图法设定每单位长度表示10N,则分别取3个单位长度、4个单位长度,自O点引两条有向线段OF1和OF2分别表示力F1、F2.以OF1和OF2为两个邻边作平行四边形如图甲所示,则对角线OF就是所求的合力F.量出对角线的长度为5个单位长度,则合力的大小F=5×10N=50N.用量角器量出合力F与分力F1的夹角θ为53°,方向斜向左下方.解法二计算法实际上是先运用数学知识,再回到物理情景中.在如图乙所示的平行四边形中,△OFF1为直角三角形,根据直角三角形的几何关系,可以求得斜边OF的长度和OF与OF1间的夹角,将其转化为物理问题,就可以求出合力F的大小和方向,则F=eq\r(F\o\al(,12)+F\o\al(,22))=50N,tanθ=eq\f(F2,F1)=eq\f(4,3),θ为53°,合力F与F1的夹角为53°,方向斜向左下方.28、50eq\r(3)N50N解析如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向,则F=F1cos30°=100×eq\f(\r(3),2)N=50eq\r(3)NF2=F1sin30°=100×eq\f(1,2)N=50N.29、95030、3.5N专题9-1均匀柱体的压强计算与判断知识·解读固体压强是中考力学中的一个热点,也是力学的重难点。其中均匀柱形固体放在水平面上的压强问题是每年中考物理的热点题型之一。此类题目灵活多变,主要考查学生对压强公式的熟练掌握程度及逻辑分析能力。但从难度上来说,总体上还是属于中等难度的题型。公式推导:只适用于密度均匀的柱状物体自由放置在水平面上情况。此类题涉及的物理量有柱形固体的高度、底面积、密度、压力、压强等。解题的主要思路是公式结合推理。典例·解读例1、例1、如图所示,三个材料相同,但粗细、长短都不相同的均匀实心铁制圆柱体竖直放在水平地面上,对地面压强最小的是()A.甲铁柱B.乙铁柱C.丙铁柱D.无法确定甲乙丙【答案】A【答案】A.【解析】根据受力分析知道,虽然甲乙丙的密度相等,但体积关系不易判断,故重力关系也无法判断。对于自由放置在水平面上的均匀柱体,可以利用来计算固体压强。此式并不等同于液体内部压强公式,使用条件极为苛刻,为什么这么说,不妨看下推导过程:从其推导过程我们可以看出,只有在、、、密度均匀这几个条件同时成立时,才成立!本题中甲乙丙是材料相同的圆柱体,则依据,高度最小,对地面的压强越小。因此从图中可知,甲铁柱对地面的压强最小。例2、如图为例2、如图为不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的密度之比,,对地面的压强之比。则它们的高度之比______,质量之比_________。AB【答案】【答案】9:8;3:4.【解析】A、B为质地均匀的实心圆柱体放在水平地面上,知道密度和压强的比值,要判断高度比,很容易想到利用柱体压强计算式解决问题。由其中得根据其中很容易求出这里求质量比时还可以根据其中求出例例3、(多选)如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是 ()A.ρ甲=ρ乙>ρ丙B.ρ甲=ρ乙=ρ丙C.m甲=m乙=m丙D.m甲<m乙=m丙甲乙丙【答案】A【答案】AD【解析】三者对地面的压强p=eq\f(F,S)=eq\f(G,S)=eq\f(mg,S)=eq\f(ρgSh,S)=ρgh,因为p甲=p乙=p丙,h甲=h乙<h丙,所以ρ甲=ρ乙>ρ丙;S甲<S乙=S丙,根据F=pS,F甲<F乙=F丙,即G甲<G乙=G丙,所以m甲<m乙=m丙.故选AD.总总结注意柱形固体压强计算式的适用范围。只适用于密度均匀的柱状物体自由放置在水平面上情况。此类题涉及的物理量有柱形固体的高度、底面积、密度、压力、压强等。解题的主要思路是公式结合推理。常用公式有、,根据已知条件先判断涉及的物理量的大小关系,然后代入公式或表达式进行分析判断。培优·训练1、如图所示,a、b两个不同的实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是()A.a的密度大,受的重力大 B.a的密度小,受的重力小C.b的密度小,受的重力大 D.b的密度大,受的重力小第1题图第2题图2、如图所示,置于水平桌面上的均匀木块对桌面的压强为p,若沿图中的虚线竖直切去,则剩余部分对桌面的压强为()A. B. C.pD.3、如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA︰hB=2︰1,底面积之比SA︰SB=1︰2,则它们对地面的压强之比pA︰pB=________.第3题图甲乙第4题图甲乙4、如图所示,甲和乙是由不同材料制成的正方体,放在水平桌面上,已知甲重4N,乙重9N,甲、乙两物体的质量分布均匀.若甲和乙对桌面的压强相等,则甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙为()A.ρ甲:ρ乙=2:3 B.ρ甲:ρ乙=3:2 C.ρ甲:ρ乙=4:9 D.ρ甲:ρ乙=9:45、如图是a,b两种不同物质质量和体积的关系图象,则a,b两种物质密度之比为________,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为________。6、两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量△m甲、△m乙和甲乙的密度满足的关系是()A、ρ甲>ρ乙,△m甲>△m乙B、ρ甲<ρ乙,△m甲>△m乙C、ρ甲<ρ乙,△m甲<△m乙D、ρ甲>ρ乙,△m甲<△m乙甲乙第6题图第7题图甲乙7、图所示的相同砖块,在平放、侧放和竖放三种方式中,对地面压强最大的是(
)A、平放B、侧放C、竖放D、一样大8、如图所示,标有1、2、3号码的三个物体,质量和体积都相同,均放在水平地面上.则它们对地面产生的压强()A、1号最大B、2号最大C、3号最大D、一样大第8题图第9题图9、如图2所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平且甲的质量大于乙的质量。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平.则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB的压力FA、FB的关系是(
)A、pA<pB
FA=FBB、pA<pB
FA>FBC、pA>pB
FA=FBD、pA>pB
FA>FB10、如图所示,底面积不同的甲、乙圆柱形容器分别盛有相同深度、密度为ρ甲、ρ乙两种液体,甲、乙液体对容器底部的压强分别是p甲、p乙,且p甲>p乙.现将体积为VA、VB的两球分别浸没在甲、乙两容器的液体中,无液体溢出,甲、乙容器底受到液体的压力相等.则下列说法正确的是(
)A、VA<VB,ρ甲>ρ乙B、VA>VB,ρ甲>ρ乙C、VA=VB,ρ甲<ρ乙D、VA<VB,ρ甲=ρ乙第10题图第11题图11、如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p甲、p乙的大小关系是()A、p甲大于p乙B、p甲等于p乙
C、p甲小于p乙
D、无法判断12、三种材料的密度之比为3:2:1,取其质量之比为1:2:3,制成相同高度的圆柱体竖立在水平桌面上,它们对桌面产生的压强之比是(
)A.1:2:3B.3:2:1C.1:4:9D.1:1:113、三个容器的底面积之比3:2:1,容器内盛有同一种液体,如容器底所受液体的压力相等,那么容器内液体的深度之比是()A、1:2:3;
B、3:2:1;
C、1:3:6;
D、2:3:6.14、如图所示,质量相等的甲、乙两个薄壁圆柱形容器内分别盛有深度相同的A、B两种液体,且ρA=2ρB.两容器的底面积分别为S甲和S乙,且S乙=2S甲.现将两个相同的小球分别放入甲、乙两容器中(没有液体溢出),小球在B液体中处于悬浮状态.下列判断正确的是()A.放入小球前,甲容器的底部所受液体的压力大于乙容器底部所受液体的压力B.放入小球前,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力C.放入小球后,甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强D.放入小球后,甲容器的底部所受液体的压强大于乙容器底部所受液体的压强第14题图第15题图15、如图所示,A,B,C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ酒精<ρ水),A,C两容器中液体深度相同,B,C两容器的底面积相同,三个容器底部所受的液体压强分别为pA,pB,pC,下列判断正确的是(
)A.pA>pB>pCB.pC<pA=pBC.pA>pB=pCD.pC<pA<pB16、一只可口可乐瓶,其侧壁有a、b两个小孔并用塞子塞住,瓶内盛有一定质量的酒精。把可口可乐瓶放入水中,当瓶内、外液面相平时,拔出a、b两个小孔上的塞子,则()A.a、b两个小孔均有水流入B.a、b两个小孔均有酒精流出C.酒精从a小孔流出,水从b小孔流入D.水从a小孔流人,酒精从b小孔流出.第16题图 第17题图17、如图所示,底面积不同的甲、乙两个实心圆柱体,它们对水平地面的压力F甲>F乙。若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同高度,则截去部分的质量Δm甲、Δm乙的关系是(
)A.Δm甲一定小于Δm乙;B.Δm甲可能小于Δm乙;C.Δm甲一定大于Δm乙;D.Δm甲可能大于Δm乙。18、有一均匀正方体对水平地面的压力是F,压强是P,如图所示,若切去阴影部分,则剩余部分对地面的压力和压强分别为()
A.F、PB.C.D.19、如图所示,在质量为1kg的容器内装有5kg的水,容器底面积为100cm2,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9m2,g取10N/kg.求:(1)容器对桌面的压力。(2)容器对桌面的压强。(3)水对A点的压强。(4)水对容器底的压强。(5)对容器底的压力。专题9-1均匀柱体的压强计算与判断知识·解读固体压强是中考力学中的一个热点,也是力学的重难点。其中均匀柱形固体放在水平面上的压强问题是每年中考物理的热点题型之一。此类题目灵活多变,主要考查学生对压强公式的熟练掌握程度及逻辑分析能力。但从难度上来说,总体上还是属于中等难度的题型。公式推导:只适用于密度均匀的柱状物体自由放置在水平面上情况。此类题涉及的物理量有柱形固体的高度、底面积、密度、压力、压强等。解题的主要思路是公式结合推理。典例·解读例1、例1、如图所示,三个材料相同,但粗细、长短都不相同的均匀实心铁制圆柱体竖直放在水平地面上,对地面压强最小的是()A.甲铁柱B.乙铁柱C.丙铁柱D.无法确定甲乙丙【答案】【答案】A.【解析】根据受力分析知道,虽然甲乙丙的密度相等,但体积关系不易判断,故重力关系也无法判断。对于自由放置在水平面上的均匀柱体,可以利用来计算固体压强。此式并不等同于液体内部压强公式,使用条件极为苛刻,为什么这么说,不妨看下推导过程:从其推导过程我们可以看出,只有在、、、密度均匀这几个条件同时成立时,才成立!本题中甲乙丙是材料相同的圆柱体,则依据,高度最小,对地面的压强越小。因此从图中可知,甲铁柱对地面的压强最小。例2、例2、如图为不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的密度之比,,对地面的压强之比。则它们的高度之比______,质量之比_________。AB【答案】【答案】9:8;3:4.【解析】A、B为质地均匀的实心圆柱体放在水平地面上,知道密度和压强的比值,要判断高度比,很容易想到利用柱体压强计算式解决问题。由其中得根据其中很容易求出这里求质量比时还可以根据其中求出例例3、(多选)如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是 ()A.ρ甲=ρ乙>ρ丙B.ρ甲=ρ乙=ρ丙C.m甲=m乙=m丙D.m甲<m乙=m丙甲乙丙【答案】A【答案】AD【解析】三者对地面的压强p=eq\f(F,S)=eq\f(G,S)=eq\f(mg,S)=eq\f(ρgSh,S)=ρgh,因为p甲=p乙=p丙,h甲=h乙<h丙,所以ρ甲=ρ乙>ρ丙;S甲<S乙=S丙,根据F=pS,F甲<F乙=F丙,即G甲<G乙=G丙,所以m甲<m乙=m丙.故选AD.总总结注意柱形固体压强计算式的适用范围。只适用于密度均匀的柱状物体自由放置在水平面上情况。此类题涉及的物理量有柱形固体的高度、底面积、密度、压力、压强等。解题的主要思路是公式结合推理。常用公式有、,根据已知条件先判断涉及的物理量的大小关系,然后代入公式或表达式进行分析判断。培优·训练1、如图所示,a、b两个不同的实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是()A.a的密度大,受的重力大 B.a的密度小,受的重力小C.b的密度小,受的重力大 D.b的密度大,受的重力小第1题图第2题图2、如图所示,置于水平桌面上的均匀木块对桌面的压强为p,若沿图中的虚线竖直切去,则剩余部分对桌面的压强为()A. B. C.pD.3、如图所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA︰hB=2︰1,底面积之比SA︰SB=1︰2,则它们对地面的压强之比pA︰pB=________.第3题图甲乙第4题图甲乙4、如图所示,甲和乙是由不同材料制成的正方体,放在水平桌面上,已知甲重4N,乙重9N,甲、乙两物体的质量分布均匀.若甲和乙对桌面的压强相等,则甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙为()A.ρ甲:ρ乙=2:3 B.ρ甲:ρ乙=3:2 C.ρ甲:ρ乙=4:9 D.ρ甲:ρ乙=9:45、如图是a,b两种不同物质质量和体积的关系图象,则a,b两种物质密度之比为________,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为________。6、两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量△m甲、△m乙和甲乙的密度满足的关系是()A、ρ甲>ρ乙,△m甲>△m乙B、ρ甲<ρ乙,△m甲>△m乙C、ρ甲<ρ乙,△m甲<△m乙D、ρ甲>ρ乙,△m甲<△m乙甲乙第6题图第7题图甲乙7、图所示的相同砖块,在平放、侧放和竖放三种方式中,对地面压强最大的是(
)A、平放B、侧放C、竖放D、一样大8、如图所示,标有1、2、3号码的三个物体,质量和体积都相同,均放在水平地面上.则它们对地面产生的压强()A、1号最大B、2号最大C、3号最大D、一样大第8题图第9题图9、如图2所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平且甲的质量大于乙的质量。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平.则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB的压力FA、FB的关系是(
)A、pA<pB
FA=FB
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