2012届安徽人教版学海导航新课标高中总复习(第1轮)物理：第2章_2力的合成与分解.ppt

2 力的合成与分解 第二章 相互作用 如图2-2-5所示，2008北京奥运会上中国选手曹磊毫无悬念地以总成绩282kg轻取金牌．赛前曹磊在一次训练中举起125kg的杠铃时，两臂成120°，此时曹磊沿手臂向上撑的力F及曹磊对地面的压力N的大小分别是(假设她的体重为75kg，g取10m/s2)(　　) A．F=1250N，FN=2000N B．F=1250N，FN=3250N C．F=625N，FN=2000N D．F=722N，FN=2194N 1.力的合成、合力和分力的关系 图2-2-5 解析：对运动员和杠铃，整体处于平衡，有：FN=m人g+m杠g=2000N； 对杠铃，受力如图所示， 杠铃处于平衡，所以，2Fcos60°=m杠g 可得：F=m杠g=1250N. A正确． 点评：根据题给条件手臂伸直后所受力沿手臂方向，故可知杠铃受到三个力的作用，而两手对杠铃的作用力的合力与杠铃的重力相平衡． （2009·山东泰安一模）如图2-2-6所示，作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为F1，沿-y方向，大小未知的力F2与+x方向夹角为θ，下列说法正确的是( ) A.力F3只能在第二象限 B.力F3可能在第三象限的任意方向上 C.力F3与F2夹角越小， 则F3与F2的合力越小 D.F3的最小值F1cosθ 图2-2-6 D 2.按照力的作用效果分解力 如图2-2-7所示，在倾角为q的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面间搁有一个重为G的光滑圆球，试求该球对斜面的压力和对挡板的压力． 图2-2-7 解析：对小球的重力按作用效果分解，如图 可得F1=Gtanq，F2=G/cosq 点评：在进行力的分解时，要先弄清楚这个力的作用效果，然后根据作用效果确定分力的方向，重力产生两个效果：一是压斜面；二是压挡板． 3.用图解法分析动态变化问题 （2009·山东威海一中）如图2-2-8所示，在固定于地面的光滑斜面上垂直安放一个挡板，截面为 圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态. 图2-2-8 现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中( ) A.F1缓慢增大，F2缓慢增大 B.F1缓慢增大，F2缓慢减小 C.F1缓慢减小，F2缓慢增大 D.F1缓慢减小，F2不变 以甲、乙为整体，分析沿斜面方向上系统受到的外力有：两者重力分力（M+m)gsinθ、F及挡板对乙的弹力F1，则有F1=(M+m)gsinθ+F;在 垂直斜面方向上有： F2=(M+m)gcosθ,保持不 变，乙受力如图，由图可 知F1缓慢减小，故正确选 项为D. 点评：物体受同一平面内三个互不平行的力作用而平衡时，如果这三个力的矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零，利用三角形法求得未知力． 如图2-2-9所示，一个重为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为a，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态．今使板与斜面的夹角b缓慢增大，问：在此过程中，挡板和斜面对球的压力大小如何变化？ 图2-2-9 解析：取球为研究对象，如图甲所示，球受重力G，斜面支持力F1，挡板支持力F2.因球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，将三个力构成封闭的矢量三角形．F1的方向不变，始终与斜面垂直．F2的大小、方向均改变，随着挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针转动，动态矢量三角形(如图乙所示)中，画出的一系列虚线表示变化的F2，由此可知，F2先减小后增大，F1随b增大而始终减小． 4.运用力的分解和合成分析判断物体的临界状态或计算极值 三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图2-2-10所示， 其中OB是水平的，A 端、B端固定，若逐渐 增加C端所挂物体的质 量，则最先断的绳是( ) 图2-2-10 A.必定是OA B.必定是OB C.必定是OC D.可能是OB，也可能是OC 由于重物重力作用使细绳OC对O点有向下的拉力FC，大小等于重物的重力，拉力FC有两个效果，一是产生拉细绳OA的拉力FA(大小等于OA承受的拉力)，二是产生拉细绳OB的拉力FB