4.多个共点力的合成

  求多个共点力的合力也可以应用平行四边形定则:先求出     合力,再求出这个合力跟第三个的合力,直到把所有的力       ,最后得到的结果就是这些力的合力。

典型例题精讲

例1. 如图所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力是2000N,夹角是,求这两个拉力的合力。

解析:(1)作图法。取10mm长的线段表示1000N的力,O点表示物体,作出力的平行四边形,如图4-2所示。用刻度尺量得表示合力F的对角线长为36mm,所以合力F的大小为

用量角器量得F与的夹角为

(2)公式法。如图4-3所示作出平行四边形,因为,平行四边形是菱形,所以AB垂直于OC,且。由数学知识得

例2  设有三个力同时作用在质点P,它们的大小和方向相当于正六边形两条边一条对角线,如图所示,这三个力中的最小力的大小为F,则这三个力的合力等于( )  A、3F  B、4F  C、5F  D、6F  解析:如下图,据几何关系,可知F3=2F。F1、F2在F3的方向上分量都是F/2,在垂直于F3的方向上平衡。所以,三个力的合力为3F,选A。  

例3. 在研究两个共点力合成的实验中得到如图6所示的合力F与两个分力的夹角的关系图。问:(1)两个分力的大小各是多少?(2)合力的变化范围是多少?

解析:(1)由图6得,当时,合力F为5N,即

时,合力为1N,即

由(1)、(2)解得

(2)合力的变化范围是

考题回放

例:(全国高考题)如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1 、F2 和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1 =10N,F2 =2N,若撤去F1 ,则木块在水平方向受到的合力为(  )

A.10N,方向向右       B。6N,方向向右

C.2N,方向向左       D。零

 

解析:高考试题注重对能力的考查,本道高考试题虽然只考查同一直线上的力的合成,但其中却涉及到了有关摩擦力的几个问题。

当F1 和F2 同时作用于物体上时,F1 和F2 的合力为8N,方向向右,由于物体静止,说明物体受到地面的静摩擦力大小为8N。当撤去F1 后,F2 作用于物体上,则静摩擦力为2N,故合力应为零。

答案:D

探究延伸

例 两个大人和一个小孩,想要沿图中的X方向移动物体.图中已经画出两个大人作用于物体的拉力F1和F2的矢量图.试问,为保证物体能沿X方向运动,小孩应沿什么方向对物体施加一个最小的拉力?这个最小的拉力应为多大?

   分析与解物体原来静止,要使物体沿X方向运动起来,显然三个力的合力应在X方向上.物体在合力作用下的运动不是平衡状态,但题目要求它在与X垂直的方向上所受外力的合力为零,即物体在与X垂直的方向上,受力应该是平衡的.

   F1与F2垂直,合力大小为:F=128N

合力F与F1之间的夹角为

由图可知合力F与x夹角8º37'.为使物体沿x方向运动,小孩的拉力F3应垂直于X方向才会有最小值,最小值为:

这样,物体在F1、F2和F3的作用下,将沿x方向做匀加速直线运动.

随堂闯关

基础巩固题

 0  442368  442376  442382  442386  442392  442394  442398  442404  442406  442412  442418  442422  442424  442428  442434  442436  442442  442446  442448  442452  442454  442458  442460  442462  442463  442464  442466  442467  442468  442470  442472  442476  442478  442482  442484  442488  442494  442496  442502  442506  442508  442512  442518  442524  442526  442532  442536  442538  442544  442548  442554  442562  447090 

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