3、力的合成与分解
[基础训练]
1.三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们合力F的大小,下列说法中正确的是( ) A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3 B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大
C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零 D.若F1∶F2∶F3=3∶6∶2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零 答案:C 解析:三个大小分别是F1、F2、F3的共点力合成后的最大值一定等于F1+F2
+F3,但最小值不一定等于零,只有当某一个力的大小在另外两个力的大小的和与差之间时,这三个力的合力才可能为零,A、B、D项错误,C项正确.
2.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F,它们的夹角变为120°时,合力的大小为( )
A.2F B.
22
F C.2F D.F 22
答案:B 解析:根据题意可得,F=2F1.当两个力的夹角为120°时,合力F合=F1=2
F. 2
3.(2018·黄石模拟)如图所示,AB是半圆的直径,O为圆心,P点是圆上的一点,在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知,则这三个力的合力为( )
A.F2 B.2F2 C.3F2 D.4F2
答案:C 解析:先把F1和F3合成,合力与F2方向相同,大小为2F2,再与F2合成,所以这三个力的合力为3F2,选项C正确.
4.(2018·海南海口诊断)如图所示,一水桶上系有三条绳子a、b、c,分别用它们提
1
起相同的水时,下列说法中正确的是( )
A.a绳受力最大 B.b绳受力最大 C.c绳受力最大 D.三条绳子受力一样大
答案:C 解析:由平行四边形定则,当合力一定时,两个相同大小的分力夹角越大,分力越大,则c中分力最大,绳最容易断,C项正确.
5.(2018·江西萍乡二模)刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈,如图所示是用斧头劈木柴的示意图.劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开.设劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压木柴的力约为( )
2
A.F B.F C.F D.F ld2d2l答案:B 解析:斧头劈木柴时,设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1=F2,利用几何三角形与力三角形相似有=,得推压木柴的力F1=F2=F,所以B正确,A、C、D错误.
6.某物体同时受到同一平面内的三个共点力F1、F2、F3作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示大小为1 N的力),该物体所受的合力大小正确的是( )
dllddlFF1ld
3
A.甲图中物体所受的合力大小等于4 N B.乙图中物体所受的合力大小等于2 N C.丙图中物体所受的合力大小等于0 N D.丁图中物体所受的合力大小等于0 N
答案:D 解析:题图甲中物体所受的合力大小为 5 N,选项A错误;题图乙中物体所受的合力大于2 N,选项B错误;题图丙中物体所受合力大小为2F1=6 N,选项C错误;题图丁中三力构成首尾相接的封闭三角形,则三力的合力为0,选项D正确.
7.(多选)一件行李重为G,被绳OA和OB吊在空中,OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2,如图所示,则( )
A.F1、F2的合力是G B.F1、F2的合力是F
C.行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反,大小相等
4
D.行李受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2,还有F共四个力
答案:BC 解析:合力与分力具有等效替代的关系.所谓等效是指力F的作用效果与其分力F1、F2共同作用产生的效果相同.F1和F2的合力的作用效果是把行李提起来,而G的作用效果是使行李下落,另外产生的原因(即性质)也不相同,故A项错误;F1和F2的作用效果和F的作用效果相同,故B项正确;行李对绳OA的拉力与绳OA拉行李的力F1是相互作用力,等大反向,不是一个力,故C项正确;合力F是为研究问题方便而假想出来的力,实际上不存在,应与实际受力区别开来,故D项错误.
8.(2018·湖南长沙长郡中学模拟)如图所示,某钢制工件上开有一个楔形凹槽,凹槽的截面是一个直角三角形ABC,∠CAB=30°,∠ABC=90°,∠ACB=60°,在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静止时,金属球对凹槽的AB边的压力为F1,对BC边的压力为
F2
F2,则的值为( )
F1
13323A. B. C. D. 2343
5