力的合成与分解
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1.(2019·杭州模拟)从科学方法角度来说,物理学中引入“合力”运用了 ( )
A.等效替代法 B.理想实验法
C.建立模型法 D.控制变量法
【解析】选A。研究一个物体受几个力的作用时,引入合力的概念,采用了“等效替代”的科学方法,A正确,B、C、D错误。故选A。
2.在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图所示。仪器中有一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球。无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度。风力越大,偏角越大。通过传感器就可以根据偏角的大小指示出风力大小。风力大小F跟金属球质量m、偏角θ之间的关系为 ( )
A.F=mgcosθ B.F=mgtanθ
C.F=
D.F=
【解析】选B。方法一:力的合成法
金属球受mg、F、FT三个力作用而静止(如图甲所示)
其中F、FT的合力F合与mg等大反向,即F合=mg
则F=mgtanθ,故B正确。
方法二:力的效果分解法
将mg沿风的逆方向和金属丝的方向进行分解,两个分力分别为F1和F2,如图乙所示。
其中F1=F,F2=FT,由几何关系可得:F=F1=mgtanθ,故B正确。
方法三:正交分解法
金属球受三个力mg、F、FT作用,如图丙所示,将FT分别沿水平和竖直方向进行分解,由平衡条件可得:
,
解得:F=mgtanθ,故B正确。
3.作用在同一点上的两个力,大小分别是5 N和4 N,则它们的合力大小可能是 ( )
A.0 B.5 N
C.12 N D.10 N
【解析】选B。根据|F1-F2|≤F≤F1+F2得,合力的大小范围为1 N≤F≤9 N,故选项B正确。
