3.4力的合成与分解 思维训练

力的合成与分解思维训练AOBFAOBF2F1等效替代力的分解力的合成合力分力构建：什么是力的分解？T1T2G压杆拉绳探究：如何确定力的作用效果？器材：系绳的笔、钩码（50g）要求：构建方框内的塔吊模型GABCOF2F1探究：如何确定力的作用效果？实例1：大力士拉车实例2：汽车上坡探究：如何确定力的作用效果？F建模F向上提向前拉器材：一个系绳的钩码（200g）、一台电子秤要求：设计实验，观察斜向上拉力的作用效果探究：如何确定力的作用效果？探究：如何确定力的作用效果？G构建模型问题：高大的桥梁为何要修长长的引桥？θG下滑压斜面G1G2θ问题：从山底到山顶的路为何要修成盘山路？θGT1T2解惑：为什么绳子不可能被拉直？T1′T2′θGT1T2解惑：为什么绳子不可能被拉直？F2F1F1′F2′解惑：为什么绳子不可能被拉直？θGF2F1

合力一定且两分力大小相等，两分力夹角越大，分力越大。T1T2应用：悬索桥的“主缆”为何不是绷直的？G主缆2T2TGF1F2建模F应用：斧头为何能够轻松劈开木桩？F1F2拓展：石拱桥为何能够“屹立不倒”？拓展：帆船为何能够“逆风航行”？1.有两个互成角度的共点力夹角为θ，它们的合力F随θ变化的关系如图所示，那么这两个力的大小分别是（）

A.1N和6NB.2N和5NC.3N和4ND.3.5N和3.5NC解析设两分力分别为F1、F2，由图知F1+F2=7N，|F1-F2|=1N.解得F1=4N，F2=3N，故选C.

力的合成与分解2.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形(顶角为直角).下列四个图中,这三个力的合力最大的是()

C3.一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是 ()

A.三力的合力有最大值F1+F2+F3，方向不确定

B.三力的合力有惟一值3F3，方向与F3同向

C.三力的合力有惟一值2F3，方向与F3同向

D.由题给条件无法求出合力大小B解析根据用正交分解法求合力的思想可知，3个力的合力为12个单位，与F3的方向相同，大小是F3的3倍，F合=3F3.4.如图所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力增大,可采取的方法是()A.只增加绳的长度

B.只增加重物的质量

C.只将病人的脚向左移动

D.只将两定滑轮的间距增大BC解析取动滑轮为研究对象,受力分析如右图所示,F1、F2为绳子的拉力,F为帆布带的拉力.动滑轮静止时,所受合外力为零,即F1与F2合力与F等大反向.只要F1、F2的合力增大,F就增大.当绳的长度增加时,绳的拉力及绳间的夹角不变,合力不变,A错;当增加重物质量时,绳拉力增大,夹角不变,合力增大,B对;病人的脚左移时,绳间的夹角减小,合力增大,C对;定滑轮间距增大时,夹角增大,合力减小,D错.5.如图所示,人由曲膝下蹲时,膝关节弯曲的角度为θ,设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等,那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为()A.B.C.D.D6.如图所示,ACB是一光滑的、足够长的、固定在竖直平面内的“∧”形框架,其中CA、CB边与竖直方向的夹角均为θ.P、Q两个轻质小环分别套在CA、CB上,两根细绳的一端分别系在P、Q环上,另一端和一绳套系在一起,结点为O.将质量为m的钩码挂在绳套上,OP、OQ两根细绳拉直后的长度分别用l1、l2表示,受到的拉力分别用F1和F2表示,则()A.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1=F2B.若l1=l2,则两绳受到的拉力F1>F2C.若l1<l2,则两绳受到的拉力F1<F2D.若l1>l2,则两绳受到的拉力F1=F2AD解析

当物体达到平衡状态时,绳拉力的方向与框架垂直.受力分析如下图所示,OP、OQ与竖直方向的夹角都为θ,因此不管两绳长度如何,拉力都相等.7.两倾斜的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两圆环上分别用细线悬吊着一个物体，如图所示.当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与滑杆垂直，B的悬线竖直向下,则()A.A圆环与滑杆无摩擦力B.B圆环与滑杆无摩擦力C.A圆环做的是匀速运动D.B圆环做的是匀速运动AD解析

由于A圆环与物体的连线与滑杆垂直，对物体研究，将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于滑杆的方向分解，则沿滑杆向下的分力产生的加速度为gsinθ,对整体研究，整体沿滑杆向下运动，整体要有沿滑杆向下的加速度必须是A圆环与滑杆的摩擦力为零，A正确；对B圆环连接的物体研究，由于连接圆环与物体的绳竖直向下，物体受到的合力如果不为零，合力必定沿竖直方向，合力在垂直于滑杆的方向上的分力必产生加速度，这与题意矛盾，物体在垂直于滑杆的方向上速度为零，因此物体受到的合力必为零，物体和圆环一起做匀速运动.D正确.8.如图所示,有一辆汽车满载西瓜 在水平路面上向左匀速前进.突然 发现意外情况,紧急刹车做匀减速 运动,加速度大小为a,则中间一质 量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的合力的大小和方向是() A.ma,水平向左

B.ma,水平向右

C.m,斜向右上方

D.m,斜向左上方C解析

设其他西瓜对它的作用力竖直向上的分力为Fy,水平向右的分力为Fx,由牛顿第二定律知,Fx=ma,Fy=mg,所以其他西瓜对它的作用力的大小为F=,方向斜向右上方,故选C.9.如图所示,车厢里悬挂着两个质量不同的小球,上面的球比下面的球质量大,当车厢向右做匀加速运动时(空气阻力不计),两个小球稳定后所处的位置在下列各图中正确的是()解析两个小球稳定后与车厢一起向右做匀加速运动,它们的加速度相同,先使用整体法求得a=gtanθ,再使用隔离法研究B物体a=gtanθ,与竖直方向的角度相同,所以OA与AB在一条直线上,B正确.B10.(2013新课标)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度-时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则()++飞机阻拦索定滑轮图(a)7060504030201000.51.01.52.02.53.03.5t/sv/(m

s-1)图(b)A．从着舰到停止飞机在甲板滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B．在0.4s~2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C．在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD．在0.4s~2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率儿乎不变AC++飞机阻拦索定滑轮图(a)7060504030201000.51.01.52.02.53.03.5t/sv/(m

s-1)图(b)某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度-时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则()11.(2013上海多选题)两个共点力Fl、F2大小不同，它们的合力大小为F，则()A.F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B.F1、F2同时增加10N，F也增加10NC.F1增加10N，F2减少10N，F一定不变D.若F1、F2中的一个增大，F不一定增大12.(2012上海单选题)6．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30

角，分力F2的大小为30N。则（ ）A．F1的大小是唯一的B．F2的方向是唯一的C．F2有两个可能的方向D．F2可取任意方向13．两个共点力F1、F2，其合力为F，下列关于它们取值的一些说法正确的是（ ）A．若F1不变，F2的大小不变而方向改变，则F有最小值。B．若F1不变，改变F2，总保持合力F方向不变，则F2有最小值。C．保持合力F不变，保持F1方向不变，改变F1的大小和F2，则F2有最小值。D．若仅改变F1、F2的方向，使其大小不变，同时保持合力F不变，则F1