题目内容

试作图对图中各物体的重力mg或作用力F进行分解,并求出其分力的大小.

(1)图(A)中,用竖直向下的作用力F将顶角为α的楔子,钉入木头中;

(2)图(B)中,用两轻绳OA和AB悬挂一个重球,现将AB绳剪断的瞬间;

(3)图(C)中,将重mg的小球穿在光滑的杆AB上,并用轻绳OC拉住;

(4)图(D)中,ABC是一个竖直放置的三角形支架,现在C点加一个竖直向下的力F,并将B点缓慢向下移动(保持AC位置不改变).

答案:
解析:

本题中的各分力可分别由图中的(A)、(B)、(C)、(D)表示.

  图(A)中:=F/sinα.

  图(B)中:mgcosα.

  图(C)中:在mg,所组成的封闭三角形中,利用正弦定理:

  

  图(D)中,,在B点逐渐向下移动过程中,相垂直时,有最小值.

 


提示:

    力的分解是力的合成的逆过程,进行分解时,合力与分力之间除遵循平行四边形法则外,同时还应特别注意从力的实际效果出发进行分解.(1)图(A)中,F的作用效果是使楔子向两个侧向挤压木材,两分力为F1和F2.(2)图(B)中,剪断拉绳AB的瞬时,重力的作用有两个:①继续对绳OA产生拉力F2;②改变小球的运动状态,使之开始绕O点作圆周运动.(3)图(C)中,重力作用之一,使物体拉紧细绳、另一作用使自身压紧杆AB.由于该问题中合力与分力间没有正交关系,故计算较复杂.(4)图(D)中,可以作如下实验:在支架A处和B处分别加一块厚橡皮膜,当施加作用力F后会发现:A处橡皮膜向外突出,说明F有一分力F1,对杆AC产生拉力;B处橡皮膜向内凹陷,说明F有一分力F2对杆BC产生压力,在B点向下移动中,由于AC杆方向不变,故F的分解,应满足分力F2的大小、方向均可变化,而分力F1仅可能大小变化.

    力的分解是初学者的难点之一.(1)应注意分解某力时,如仅考虑平行四边形法则,原则上可获无数多对分力,而该力的作用效果在具体问题中是确定的,故问题的关键常在于针对具体问题正确判定其实际效果.(2)本题(D)图所展示的动态变化,是一种重要题型,对这类问题要特别注意:该变化是单调递增、递减,还是有极值问题存在.

  


练习册系列答案
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①改变斜面倾角的目的是:
改变小车所受的合外力
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②用秒表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所花的时间,而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离,这样做的好处是:
记录更准确
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(2)如果要较准确地验证牛顿第二定律,则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况.某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点未画出),打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻度和计数点O对齐.

①下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表,其中最后两栏他未完成,请你帮他完成.
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②由以上数据可计算出打点计时器在打A、B、C、D、E各点时物体的瞬时速度,其中打E点时的速度vE
0.230
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③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s.试根据以上数据和你求得的E点速度在所给的坐标中,作出v-t图象.要求标明坐标及其单位,坐标的标度值(即以多少小格为一个单位)大小要合适,使作图和读数方便,并要充分利用坐标纸.从图象中求得物体的加速度a=
0.42
0.42
m/s2(取两位有效数字).
精英家教网实验室给同学们提供了如下实验器材:滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺,要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律.
(1)实验中因涉及的物理量较多,须采用控制变量的方法来完成该实验,即:先保持
 
不变,验证物体
 
越小加速度越大;再保持
 
不变,验证物体
 
越大,加速度越大.
(2)某同学的做法是:将长木板的一端放在小木块上构成一斜面,用小木块改变斜面的倾角,保持滑轮小车的质量不变,让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放,用秒表记录小车滑到斜面底端的时间.试回答下列问题:
①改变斜面倾角的目的是:
 

②用秒表记录小车下滑相同距离(从斜面顶端到底端)所花的时间,而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离,这样做的好处是:
 

(3)如果要较准确地验证牛顿第二定律,则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况.某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个记数点(图中每相邻两个记数点间还有4个打点计时器打下的点未画出),打点计时器接的是50Hz的低压交流电源.他将一把毫米刻度尺放在纸上,其零刻度和记数点O对齐.
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①(3分)下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表,其中最后两栏他未完成,请你帮他完成.
线段 OA
数据(cm)
②由以上数据可计算出打点计时器在打A.B.C.D.E各点时物体的瞬时速度,其中打E点时的速度vE
 
m/s(取三位有效数字).
③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s.试根据以上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中,作出v-t图象.要求标明坐标及其单位,坐标的标度值(即以多少小格为一个单位)大小要取得合适,使作图和读数方便,并尽量充分利用坐标纸.从图象中求得物体的加速度a=
 
m/s2(取两位有效数字).
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