2016年全国卷B题14:力的合成与分解
14.质量为的物体用轻绳悬挂于天花板上。用水平向左的力缓慢拉动绳的中点,如图所示。用表示绳段拉力的大小,在点向左移动的过程中
A.逐渐变大,逐渐变大 B.逐渐变大,逐渐变小
C. 逐渐变小,逐渐变大 D.逐渐变小,逐渐变小
【解析】
以绳结 为研究对象。该对象受3个力的作用:重力 ;绳的拉力 ;水平向左的力 ;
其中,重力的大小和方向不改变;水平作用力 的方向不变而大小可变;拉力 的方向和大小都会改变。
3个力平衡,其矢量和为0. 即:
由矢量和的三角形法则可知,三个矢量构成一个闭合三角形,如下图所示。
随着 角增大, 和 都在增大。所以,选项A正确。
【定量分析】
本题属于定性提问;只要图解作答即可。
假如需要定量分析,也是很容易的。由以上受力分析图可得出结论:
2012年全国卷题16
16.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为 ,球对木板的压力大小为 。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中
A. 始终减小, 始终增大
B. 始终减小, 始终减小
C. 先增大后减小, 始终减小
D. 先增大后减小, 先减小后增大
【解析】
根据牛顿第三定律,墙面对球的压力与球对墙面的压力大小相等,方向相反;球对木板的压力与木板对球的压力大小相等方向相反。
以球为研究对象,受到3个作用力:重力;墙的作用力;板的作用力。
3个力的矢量和为0,即:
根据三角形法则,3个力构成闭合三角形。将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置,则 角变大。
由以上示意图可以直观地看出:以上过程中, 和 都在变小。
本题并不要求定量分析,所以,只要看图就可以得出结论。
当然,如果需要的话,也可以用公式算出 和 的具体值:
【提炼与提高】
处理受力分析的问题,有两条路线可选:合成与分解。
以上两题,用分成的方法解答,效率较高;如果用分解的思路,也是可以的。
在这类问题中,确定相减角度的关系,常常是关键。同角的余角相等,是经常用到的结论,务必要牢记。
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