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2.如图是为了说明哺乳动物颌的优越性而简化的力图.假设肌肉的力F1和F2与水平面成θ=45°的角,F1为关节提供的咀嚼力.假设F3、F1、F2作用线交于一点.因而满足共点力的平衡条件.
(1)F2和F1有什么关系?
(2)作用于食物的咀嚼力F3、F1和F2的关系是什么?
(3)猜测一下食草类动物与食肉类动物的F1和F2的大小关系及咀嚼力的位置.

分析 (1)由于三个力满足共点力的平衡条件,则F1和F2在水平方向的分力会大小相等,列式求出F2和F1之间的关系;
(2)利用共点力平衡,可知三力合力为0,则将F1和F2在竖直方向的分力之和会等于力F3
(3)根据食肉类动物和食草类动物牙齿的主要作用进行猜测.

解答 解:(1)由于三个力满足共点力的平衡条件,作出受力分析图如图所示
则力F1的水平方向的分力F1x的大小会等于力F2水平方向的分力F2x的大小
其中F1x=F1cos45°
F2x=F2cos45°
又F1x=F2x
可得F1=F2
(2)三力满足共点力的平衡条件,则作用于食物的咀嚼力F3、F1和F2合力为0
则有F3=F1sin45°+F2sin45°
即F3=$\frac{\sqrt{2}}{2}$F1+$\frac{\sqrt{2}}{2}$F2
(3)因为食草类动物牙齿主要用于咀嚼植物,因此食草类动物的F1大于F2
而食肉动物牙齿主要用于撕咬猎物,则食肉类动物的F1小于F2
食肉动物咀嚼力的位置更靠近门牙处便以撕咬猎物,而食草类动物在于嚼碎食物,因此咀嚼力的位置更靠后.
答:(1)F2和F1的关系是F1=F2
(2)作用于食物的咀嚼力F3、F1和F2的关系是F3=$\frac{\sqrt{2}}{2}$F1+$\frac{\sqrt{2}}{2}$F2
(3)食草类动物的F1大于F2;食肉类动物的F1小于F2;食肉动物咀嚼力的位置更靠近门牙处;食草类动物咀嚼力的位置更靠后.

点评 本题主要考查共点力平衡条件的应用,可以利用力的分解解题,也可以利用力的合成求解,解题的关键是作出受力分析图.

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