高频考点解密物理-力与物体的平衡考点力的分解

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精1．力的正交分解法原则上一个力可以沿任意两个方向分解，合力与分力的关系满足平行四边形定则，但为了计算方便，一般将力沿垂直的两个方向正交分解。2．力的效果分解法很多情况下，力施加在物体上,有多个能够实际描述的作用效果，此时常按实际的作用效果进行力的分解。常见的按力的效果分解的情况如下表.实例待分解分解思路拉力F使前进的水平分力F1=Fcosα使上升的竖直分力F2=Fsinα重力mg平行斜面向下,使下滑的分力F1=mgsinα垂直斜面向下，使下压的分力F2=mgcosα重力mg使球压紧挡板的分力F1=mgtanα使球压紧斜面的分力F2=重力mg使球压紧竖直墙壁的分力F1=mgtanα使球拉紧悬线的分力F2=重力mg拉紧BO线的分力F1拉紧AO线的分力F2=F1=拉力F拉紧AB线的分力F1=Ftanα压缩BC杆的分力F2=（2012·上海卷）已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N。则A．F1的大小是唯一的B．F2的力向是唯一的C．F2有两个可能的方向D．F2可取任意方向【参考答案】C【试题解析】已知一个分力有确定的方向，与合力F成30°角，可知另一个分力的最小值为Fsin30°=25N〈30N，所以分解的情况有两组解，如图,可知C正确，ABD错误.【方法技巧】此题由作图法分析时，求分力F2的起点，可以以合力F的终点为圆心，以F2的大小为半径作圆，显然圆弧与代表分力F1方向的虚线有两个交点。1．生活中拉链在很多衣服上应用，如图是衣服上拉链的一部分，当我们拉拉链的时候,拉头与拉链接触处呈三角形,使很难直接分开的拉链拉开，关于其中的物理原理,以下说法正确的是A．拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力B．拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力C．拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个分力D．以上说法都不正确2．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接并挂一重物.则下列关于杆受力的说法中正确的是A．甲图中的AB杆表现为支持力,BC杆表现为拉力B．乙图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为支持力C．丙图中的AB杆、BC杆均表现为拉力D．丁图中的AB杆、BC杆均表现为支持力3．如图所示，在托盘测力计上放一个重5N的斜木块，斜木块的斜面倾角为37°，现将一个重为5N的小铁块放在斜木块上，铁块能无摩擦地从斜面上滑下，在铁块下滑过程中，测力计的示数为（取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0。6，cos37°=0。8）A．8.2NB．7NC．7.4ND．10N4．如图所示,一辆自卸卡车装满砂子，砂粒之间的动摩擦因数为μ1，砂子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，车厢的倾角用θ表示（已知μ2〉μ1），下列说法正确的是A．要顺利地卸干净全部砂子，应满足tanθ>μ2B．要顺利地卸干净全部砂子，应满足sinθ>μ2C．只卸去部分砂子，车上还留有一部分砂子，应满足μ1<tanθ〈μ2D．只卸去部分砂子，车上还留有一部分砂子,应满足tanθ<μ15．如图所示,一底面粗糙、质量M=3m的斜劈放在粗糙水平面上，斜劈的斜面光滑且倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上,小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°。（1）当劈静止时,求绳的拉力大小。（2)当劈静止时,求地面对劈的摩擦力大小。（3）若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？1．B【解析】在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形物体上产生了两个分力，分力的大小大于拉力的大小,所以很难直接分开的拉链很容易拉开,B正确。2．C【解析】各图中B点均受到竖直向下的拉力作用,杆提供的力一定要有向上的分力。甲图中,BC杆必须提供斜向右上方的支持力，则AB杆应提供向左的拉力来平衡,A错误;乙图中，BC杆必须提供斜向左上方的支持力，则AB杆应提供向右的支持力来平衡，B错误；丙图中，AB杆必须提供斜向左上方的拉力,则BC杆应提供向右的拉力来平衡，C正确；丁图中，AB杆必须提供斜向左上方的拉力，则BC杆应提供向右的支持力来平衡，D错误。3．A【解析】铁块下滑过程中，对木块的压力大小为N1=G1cos37°=4N，方向垂直斜面指向右下方,其在竖直方向的分力N2=N1cos37°=3。2N，故木块对托盘测力计的压力N=N2+G2=8。2N，即测力计的示数为8.2N，选A.

【方法技巧】本题还可对整体用牛顿第二定律来求解.在竖直方向，铁块的加速度为a=gsin2θ，对木块和铁块整体,在竖直方向有G1+G2–N=ma，ma=G1sin2θ，可得N=8.2N。4．AC【解析】由μ2>μ1，可知越是上层的砂子越容易卸下，当与车厢底部接触的砂子也能从车上卸下时,全部砂子都能卸干净，此时有mgsinθ>μ2mgcosθ,解得tanθ〉μ2,A正确，B错误；当与车厢底部不接触的砂子卸下，而与车厢底部接触的砂子未卸下时，只卸去部分砂子，车上还留有部分砂子，此时有μ1mgcosθ〈mgsinθ<μ2mgcosθ，可得μ1〈tanθ〈μ2，C正确，D错误。【思路拓展】本题使用力的分解的思路,研究重力的分力与滑动摩擦力的关系，以此得出结论。本题还能从合力的角度解题，在砂子下滑或即将下滑时，设砂粒下层对砂粒的支持力为N，则摩擦力f=μN,支持力与摩擦力的合力的方向是不变的，动摩擦因数等于合力与支持力方向夹角的正切值,当μ=tanθ时，支持力与摩擦力的合力恰好竖直向上，此时砂粒处于临界的静止状态；当μ>tanθ时，支持力与摩擦力的合力偏向摩擦力,有向左的分量,与重力的合力有沿斜面向上的分量，这是不可能的，则此时摩擦力小于最大静摩擦力，砂粒不会下滑；当μ<tanθ时,支持力与摩擦力的合力偏向支持力，有向右的分量,与重力的合力有沿斜面向下的分量，此时砂粒一定会沿斜面下滑。5．（1）mg（2）mg（3）k≥【解析】（1）以小球为研究对象,受力分析如图