高中物理第一册(必修)第一章习题解答

练习五

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    ●(1)下列各物理量,哪个是矢量?
①重力;②密度;③时间;④动摩擦因数;⑤摩擦力。

答:
重力和摩擦力是矢量。

    (2)四名同学一起玩拔河游戏.其中两名分别用280N 和350N的力向东拉,另外两名分别用300N和340N的 力向西拉。求绳子所受的合力.

解:
绳子所受向东的力为280N十350N=630N。向西的力为300N十340N=640N.因此,绳子所受合力的方向西,大小为640N—630N=10N.

    (3)作用在同一个物体上的两个力,一个大小是60N, 另一个是80N,它们的夹角是90°.求这两个力的合力。

解:
如图l—26所示,做出互成90°角的两个力Fl=60N,F2=80N;根据平行四边形定则做出它们的合力F.用尺子量出合力F的长度,可知F=100N,方向与 Fl的夹角为53°。由于Fl与F2互成90°角,也可以用勾股定理计算出F=100N,F与F1夹角θsinθ=F2/F=0.8,故θ=53°。


(图1-26)

    (4)用作图法求夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°的两个力的合力(课本图1—18).再求它们的夹角是0°和 180°时的合力。比较求得的结果,能不能得出下面的结论:
①合力总是大于分力;
②夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小。

解:
如图1-27所示。
夹角为0°时,合力大小为70N;夹角为180°时,合力大小为10N,方向均如图所示。由图可知,合力并不总是大于分力,夹角在0°到180° 之间时,夹角越大,合力越小。


(图1-27)

    (5)图l—28(课本图1—19)表示两部拖拉机拉着一条船通过运河的情形.两部拖拉机的拉力大小相等,都是2000N;夹角是60&dge。求这两个拉力的合力。

解:
按作图法取10mm长表示500N的力,O点表示船,作出平行四边形如图1—29所示.量得对角线长为69mm,故合力F的大小为6.9×500N=3450N合力的方向沿两分力F1、F2的角平分线。本题作出的平行四边形是菱形,我们也可用计算法求合力F。如图所示,在直角三角形OAD中,OA表示分力 F1,OD表示合力F的一半,∠AOD=30°,
∴F/2=F1cos30°
F=2F1cos30°=2×2000×0.8659N =3464N.
比较这两种解法,可见,在测量误差允许的范围内,所得的结果是一致的。


(图1-28)

(图1-29)