3-4共点力平衡-共点力的平衡综合应用-课时作业

10A 物理 第三章 相互作用与力的平衡 作业30F1F2F1F2F4OF5F3图3–27班级________姓名________学号________日期________图3–28如图3–27所示，平面上有5个力作用在O点，O点和各力的矢量终点恰好各位于一个正六边形的顶点，这5个力中最小的力是1N。先选择对称的力为分力作平行四边形来求5个力的合力；再以互相垂直的力为分力作平行四边形来求5个力的合力。比较两次的结果。图3–28这5个力在同一平面内、且F1与F2、F2与F3、F3与F4、F4与F5之间的夹角均为30°,按规范画出平行四边获得对角线,根据圆的性质得到合力的大小，两种方法得到的结果相同,合力大小为6N如图3–28所示，一根质量分布均匀的棒放在光滑的半圆形碗内。棒受到三个力的作用，作出棒受到的重力与弹力的示意图。图3–51如图3–51所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船匀速靠岸。小船受到哪些力的作用？如果小船所受阻力的大小不变，在靠岸的过程中其他力的大小如何变化？图3–51受到重力、浮力、拉力和阻力重力、阻力的大小均不变，拉力变大，浮力变小F风α图3–56如图3–56所示，气球被细绳拴在地面上。无风时，细绳处于竖直状态；当风从右方水平吹来时，细绳偏离竖直方向。风越大，细绳与竖直方向的夹角越大。某同学根据这一现象尝试测量水平风力的大小，他用力传感器测出细绳上的拉力F，用量角器量出绳与竖直方向的夹角α。他如何从测得的数据得到风力FF风α图3–56把有风时测得的绳子拉力分解为水平和竖直两个分力，根据水平方向二力平衡得到风力的大小为F风=Fsinα如图3–57（a）所示为便利的运输工具——双轮小车。送水员用双轮小车运送19L的桶装矿泉水，图3–57（b）为小车装水后的截面示意图，在拉运过程中，图示角度保持不变，不计桶与小车之间摩擦力的影响。(1)(1)不及摩擦力的影响，桶受到的重力和两个（支持力）的作用。若g取10m/s2，OP对桶的支持力为160N，OQ对桶的支持力为120N（1）试分析送水员拉动小车使矿泉水桶和小车一起水平向右匀速运动时，矿泉水桶的受力情况，并分别求出小车OP、OQ侧面对桶的支持力大小。53°37°桶PQO(b)(a)图3–57（253°37°桶PQO(b)(a)图3–57(2)因为OP始终与OQ垂直，可以利用圆的性质。若OP与水平面的夹角变大，OP对桶的支持力变小，OQ对桶的支持力变大图3–59如图3–59所示，质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，一成年人用与水平方向成以小孩和雪橇为对象，其受力分析如图所示，由于其做匀速直线运动，合力为零，沿水平方向和竖直方向正交分解，在两坐标轴方向上各分力的合力均为零。37°角、大小为100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：图3–59以小孩和雪橇为对象，其受力分析如图所示，由于其做匀速直线运动，合力为零，沿水平方向和竖直方向正交分解，在两坐标轴方向上各分力的合力均为零。（1）竖直方向：Fsinθ+FN=mg，解得FN=mg-Fsinθ=340N。由牛顿第三定律得雪橇对地面的压力：F’N=FN=340N（1）雪橇对地面的压力。（（2）水平方向：Fcosθ

-Ff=0，Ff=μFN，解得：μ≈0.24（2）雪橇与水平地面间的动摩擦因数。用如图所示的实验装置研究弹簧的弹力与形变量之间的关系。轻弹簧上端固定一个力传感器，然后固定在铁架台上。当用手向下拉伸弹簧时，可从力传感器得到弹簧的弹力。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度，从而确定伸长量。测量数据如表所示。F-xF-x关系图如图所示，在图中直线上读取相距较远得两点得数据，由k=∆F/∆x得到该弹簧的劲度系数约为74N/m（71-74N/m均可）力传感器力传感器(a)(b)伸长量x/×10−2m2.004.006.008.0010.00弹力F/N1.502.934.555.987.50以弹簧的伸长量x为横坐标，弹力F为纵坐标，在图3–60（b）中的坐标纸上画出在实验过程中应注意以下几点：（1）弹簧的拉伸长度不能超过其弹性限度在实验过程中应注意以下几点：（1）弹簧的拉伸长度不能超过其弹性限度（2）拉力应保持竖直方向向下，如有钩码代替手拉等。3）需待力传感器示数稳定后再读书某组同学在水平放置的方木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。（1）该组同学用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两个弹簧测力计拉力的大小和方（1）如图所示，由方格纸的格数能够确定力的大小为3N向，如图3–61所示，图中每一小格边长均代表0.5N。试在图中作出F1与F（1）如图所示，由方格纸的格数能够确定力的大小为3NF1F2OF1F2O图3–61参考解答：（2）A.结点应处于自由状态B.弹簧测力计的形变方向要与细绳方向沿同一直线C.两个力构成的平面应木板平面平行D.调整一个弹簧测力计必然会影响另一个测力计的大小和方向A．先在白纸上描一个点O，再用两个弹簧测力计将结点拉到该位置。用