力的合成与分解计算题
1.重为G的物体放在水平面上,与地面间动摩擦因数为μ,用与水平方向成α角的力F拉物体,如图1-37所示,
使它做匀速运动,则力F的大小为多少?
F
α
图1-37
2.如图1-35所示,重为G的光滑小球挂在竖直墙壁上,绳与墙的夹角为α,其延长线过球心,球质量分布均匀,
求小球对墙的压力和对绳的拉力。
图1-35
3.(5分)重力为G的物体放在倾角为α的固定斜面上,现对物块施加一个与斜面垂直的压力F,如图所示,则物体对斜面的压力的大小为.
4.(6分)如图1—20所示,一半径为r的球重为G,它被长为r的细绳挂在光滑的竖直墙壁上.求:
(1)细绳拉力的大小;(2)墙壁受的压力的大小.
5.一个铁球所受重力为G,夹在光滑挡板和光滑斜面之间,图1-32中甲图挡板在竖直方向,乙图挡板垂直于斜面。
由于球的重力作用,挡板和斜面都发生形变。
求各图中挡板和斜面对铁球的支持力。
已知斜面倾角为θ
G G
图1-32
6.(9分)在一实际问题中进行力的分解时,应先弄清该力产生了怎样的效果,然后再分解这个力,如图1—21所
示的三种情况中,均匀球都处于静止状态,各接触面光滑.为了讨论各接触面所受的压力,
应该怎样对重力进行分解?若球的质量为m,将重力分解后,它的两个分力分别为多大?
(已知斜面倾角为α)
7.如图所示,能承受最大拉力为10 N的细线OA与竖直方向成45°角,能承受最大拉力为5 N的细线OB水平,细线OC能承受足够的拉力,为使OA、OB均不被拉断,OC下端所悬挂物体的最大重力是多少?
8.重量G=100N的物体置于水平面上,给物体施加一个与水平方向成θ=30°的拉力F,F=20N,物体仍处于静止状态,求地面对物体的静摩擦力;地面对物体的支持力。
F
θ
9.一个氢气球重为10N,所受的空气浮力的大小为16N,用一根轻绳拴住.由于受水平风力的作用,气球稳定时,轻绳与地面成60°角,如图所示.求:
(1)绳的拉力为多大?
(2)汽球所受水平风力为多大?
10.如图1—9—12所示,一个不计重力的小滑轮,用一段轻绳OA悬挂在天花板上的O点,另有一段轻绳跨过该定滑轮,一端连结一个重为20 N的物体,在轻绳的另一端施加一水平拉力F,使物体处于静止状态时,求:
(1)轻绳OA对滑轮的拉力为多大?
(2)轻绳OA与竖直方向的夹角α为多大?
11. 用能承受最大拉力相同的两根线,OA、OB悬挂起一个空的铁球.OA、OB的长度不同,一端系在天花板上,另一端系在铁球上,如图1-5-17所示.当向空铁球内注入铁砂时,哪一根线将先断?如果每根线最大承受的拉力为100N,则为了使线不断,铁球和铁砂的总重量最大可达到多少?
12.如图5所示,绳子的上端固定于A ,下端挂一个重120N 的物体,B 是光滑木栓. 60=θ,当物体静止时,则F 1= ,F 2= N ,木栓所受到的绳子的压力为 。
1、α
μαμsin cos +G 2、 Gtg θ,θ
cos G 3、F +mg cos α 4、(1)3
32G (2) 33G 5、Gtg θ,θ
cos G ;Gsin θ,Gcos θ 6、甲:F 1=mg sin α F 2=mg cos α
乙:F 1=mg tan α F 2=mg /cos α
丙:F 1=mg F 2=0
7、解析:当OC 下端所悬物重不断增大时,细线OA 、OB 所受的拉力同时增大.为了判断哪根细线先被拉断,可选O 点为研究对象,其受力情况如图8所示,利用假设,分别假设OA 、OB 达最大值时,看另一细线是否达到最大值,从而得到结果.取O 点为研究对象,受力分析如图8所示,假设OB 不会被拉断,且OA 上的拉力先达到最大值,即F 1=10 N ,根据平衡条件有F 2=F 1max cos45°=10×
22
N =7.07 N ,由于F 2大于OB 能承受的最大拉力,所以在物重逐渐增大时,细线OB 先被拉断. 再假设OB 线上的拉力刚好达到最大值(即F 2max =5 N)处于将被拉断的临界状态,根据平衡条件有F 1·cos45°=F 2max ,F 1sin45°=F 3.
再选重物为研究对象,根据平衡条件有F 3=G max .
以上三式联立解得悬挂最大重物为
G max =F 2max =5 N.
答案:5 N
8、N 310;90N
9、(1)气球处于静止时,绳的拉力大小为43N
(2)气球所受水平风力大小为23N
11、OB先断,
N
3 3
200
12、120N 120N 120N。