【名師一號】2021年新課標版物理必修一-典例分析-3-4-相互作用

一、合力與分力的關系典例1(多選題)關于合力與分力的說法中正確的是()A.合力與分力同時作用在物體上B.分力同時作用在物體上共同產生的效果與合力單獨作用時產生的效果是相同的C.合力可能大于分力的大小，也可能小于分力的大小D.合力與分力是一對平衡力解析合力的作用效果和它的分力作用效果是相同的，它們并不是同時作用在物體上的．如當物體受到合力作用時，分力是按效果命名的，沒有施力物體的力是不存在的．如幾個分力是同時作用在物體上的，則合力是按效果得出的，也不是物體受到的，是不存在的，更說不上是平衡力，故A、D選項是錯誤的，B、C選項是正確的．答案BC鞏固練習1下列關于合力與分力的說法中正確的是()A.合力肯定大于分力B.一個合力與它的兩個分力作用點可以不同C.把物體受到的幾個分力去掉，換上它們的合力，其作用效果不變D.合力是阻力時，它的每一個分力肯定是阻力解析力的合成遵循平行四邊形定則，合力可以大于、等于、小于分力，故A選項錯誤；合力和分力是從作用效果上定義的，其作用點必定相同，故B選項錯誤，C選項正確；合力阻礙物體的運動，每一個分力不肯定都是阻力，故D選項錯誤．答案C二、求合力的方法典例2力F1＝4N，方向向東，力F2＝3N方向向北，求這兩個力合力的大小和方向．解析本題可用作圖法和計算法兩種方法求解．(1)作圖法：①用1cm長的線段代表1N，作出F1的線段長4cm，F(xiàn)2的線段長3cm，并標明方向，如圖所示．②以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，連接兩鄰邊所夾的對角線．③用刻度尺量出表示合力的對角線長度為5.0cm，所以合力大小F＝1N×5.0＝5.0N.④用量角器量得F與F2的夾角α＝53°.即合力方向為北偏東53°.(2)計算法：分別作出F1、F2的示意圖，如圖所示，并作出平行四邊形及對角線．在直角三角形中F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝eq\r(42＋32)N＝5N.合力F與F2的夾角為α，則tanα＝eq\f(F1,F2)＝eq\f(4,3)，查表得α≈53°.答案合力大小為5N，方向為北偏東53°鞏固練習2在電線桿的兩側常用鋼絲繩把它固定在地上(如圖所示)．假如鋼絲繩與地面的夾角∠A＝∠B＝60°，每條鋼絲繩的拉力都是300N，求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力．解析由題圖可知，兩根鋼絲繩的拉力F1、F2之間的夾角為60°，可依據平行四邊形定則用作圖法和解三角形法求出電線桿受到的合力．先畫出力的平行四邊形，如右圖所示，由于OC＝OD，得到的是菱形．連結CD、OE，兩對角線垂直且平分，OD表示300N，∠COO′＝30°.在三角形OCO′中，OO′＝OC·cos30°.在力的平行四邊形中，各線段的長表示力的大小，則有eq\f(F,2)＝F1·cos30°，所以合力F＝2F1·cos30°＝2×300×eq\f(\r(3),2)N＝519.6N.答案519.6N三、驗證力的平行四邊形定則典例3(多選題)在做試驗時，橡皮筋的一端固定在木板上，用兩個彈簧測力計把橡皮筋的另一端拉到某一確定的點O，以下操作中錯誤的是()A.同一次試驗中，O點的位置允許變動B.試驗中，先將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程，然后只需調整另一個彈簧測力計拉力的大小和方向，把橡皮筋的另一端拉到O點C.試驗中彈簧測力計必需保持與木板平行，讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度D.試驗中，把橡皮筋的另一端拉到O點時，兩個彈簧測力計之間的夾角應取90°，以便于算出合成大小解析本試驗留意事項中有嚴格的要求，結點O不許任憑移動，同時彈簧測力計不要達到最大量程，由于一個達到最大，另一個將無法調整，而平行四邊形定則當然不只適用于夾角為90°的情形，只有C項符合試驗要求．答案ABD名師點撥在本試驗中彈簧測力計應保持與木板平行，可見每個彈簧測力計的拉力不能太大，每次試驗都要把結點O拉到同一位置，不然就不滿足合力和分力具有相同的作用效果．鞏固練習3在“探究分力與合力的關系”的試驗中，試驗中所說的合力與兩個分力具有相同的效果，是指下列說法中的()A.彈簧測力計的彈簧被拉B.固定橡皮筋的圖釘受到拉力產生形變C.細繩套受到拉力產生形變D.