以下是一个关于力的合成与分解的典型例题,并附有解答:
例题:
一个人可以提起一个重物,我们把这个重物称为A,重物A的重力是G。另一个人B通过一个定滑轮来提起重物A。假设A的重力是G,B对滑轮的拉力是T。现在我们要找出T和G之间的关系。
解答:
根据定滑轮的原理,B对滑轮的拉力T等于重物A的重力G。因为定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小。同时,由于重物A处于平衡状态,所以它的重力G等于它受到的拉力F。因此,T = F = G。
所以,B对滑轮的拉力T等于重物A的重力G。
这就是一个简单的关于力的合成与分解的例题。通过这个例题,我们可以理解如何通过定滑轮的机制来合成和分解力。记住,定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小。这是解决这类问题的关键。
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1. 两个大小分别为3N和4N的力合成时,其合力大小范围是多少?
2. 一个物体受到三个力的作用,其中两个力大小分别为10N和20N,第三个力的大小为30N,这三个力的合力最大值是多少?最小值是多少?
3. 一个物体受到三个力的作用,这三个力大小分别为F1=10N,F2=20N,F3=30N,这三个力的合力最大值是多少?最小值是多少?
解:
1. 两个大小分别为3N和4N的力合成时,根据平行四边形定则,其合力大小范围是1N≤F合≤7N。
2. 一个物体受到三个力的作用,其中两个力大小分别为10N和20N,第三个力的大小为30N,这三个力的合力最大值为F合max=10N+20N+30N=60N;最小值为$F_{ ext{合min}} = 10N + 20N - 30N = 0$。
3. 一个物体受到三个力的作用,这三个力大小分别为$F_{1} = 10N,F_{2} = 20N,F_{3} = 30N$,这三个力的合力最大值为$F_{ ext{合max}} = 10N + 20N + 30N = 60N$;最小值为$F_{ ext{合min}} = 20N - 10N - 30N = - 20N$。