8.圖3-5-9的各圖所示的重物A靜止。試根據(jù)力的效果把A的重力分解,并把重力的分解示意圖畫在對應的圖上。
5.關于力的分解,下列說法中正確的是 ( )
A. 一個力可以分解成兩個比它大的分力
B. 一個力可分解成兩個大小跟它相等的力
C. 如果一個力和它的一個分力的大小方向確定,那么另一個分力就是唯一的
D.如果一個力以及它的一個分力的大小和另一個分力的方向確定,這兩個分力就完全確定了
6 將一個有確定方向的力F=10N分解成兩個分力,已知一個分力有確定的方向,與F成30°夾角,另一個分力的大小為6N,則在分解時( )
A.有無數(shù)組解 B.有兩組解 C.有惟一解 D.無解
7如圖3-5-8所示,放在水平面上的物體受到一個斜向上的拉力作用,但物體仍保持靜止狀態(tài),現(xiàn)將F分解為水平方向的力F1和豎直向上的力F2,下列說法正確的是 ( )
A. F1是物體對水平面的摩擦力
B. F2是水平面對物體的支持力
C F1與水平面給物體的靜摩擦力大小相等、方向相反
D. F2與物體的重力大小相等、方向相反
4.如圖3-5-7所示,一個物體從直角坐標系的原點O出發(fā)
做勻速運動,經(jīng)過時間t=10s,運動到P點,則物體在y方向的分
速度為 m/s;物體在x方向的分速度為 m/s。
3.將豎直向下的20N的力,分解成為兩個力,其中一個力大小為15N,水平向左,則另一個分力大小為________N,方向________.
2. 將與水平面成300角斜向上的拉力F=20N,沿水平方向和豎直方向分解,那么沿水平方向的分力大小為____N;沿豎直方向的分力大小為____N.
1.求一個已知力的分力叫做________,力的分解是力的合成的______,已知一個力(平行四邊形的對角線)求這個力的分力(兩個鄰邊),可作的平行四邊形有_______,實際分解時,必須根據(jù)力的_________進行。
4.兩個分矢量首尾相接,剩余的尾首相連的有向線段就是合矢量,它恰與兩分矢量的線段構成一個三角形,這個方法稱為三角形法則,它是平行四邊形法則的簡化。如圖3-5-1
[范例精析]
例1.質量為 10㎏的物體放在傾角為 30°的斜面上.用圖示法求出重力沿斜面和垂直于斜面的兩個分力( g=10N/㎏)
解析
本題的情景如圖3-5-2所示。
選取標度為1㎝代表50N。以重力G為對角線作平行四邊形,分別測量代表G1和G2的兩鄰邊的長度,得G1==50N;。
拓展
應用圖解法時應該注意標度要定得合理,平行四邊形的對邊要平行,線段要細而直。邊長的測量要估讀到毫米后面一位。
例2.如在圖3-5-3所示的支架懸掛一個重力為 的燈.支架的重力不計.已知 、 、 的長分別為 、 、 ,求支架兩桿所受的力.
解析:在支架的 端懸掛電燈后,使支架的兩根桿受到力的作用.由于支架的 、 兩端與墻壁是絞鏈連結,因此作用在桿上的力是沿桿的方向.但桿受的是拉力還是壓力,需要通過實踐來判斷.可以設想,若將桿 換成彈簧,則彈簧會被拉長,表示此桿受的是拉力.若將桿 換成彈簧,則彈簧會被壓縮,說明此桿受的是壓力.這就是燈對支架 端拉力的兩個分力所產(chǎn)生的實際效果.判斷出兩個分力的方向,那么根據(jù)平行四邊形定則很容易得出桿 受到沿桿向外的拉力:
桿 受到沿桿向內的壓力
拓展:根據(jù)平行四邊形定則作出合力和分力的關系圖后,要充分利用數(shù)學知識來求解。一般可利用相似三角形(如本題),也可利用三角函數(shù)。例如如圖3-5-4所示, AB是一輕桿,BC是一輕繩。在B端施加一作用力F,F(xiàn)的大小為100N。方向豎直向下。求:輕繩和輕桿上所受力的大小。(輕繩與墻壁的夾角為60o)
將F沿AB方向、CB方向進行分解,根據(jù)力的圖形,由幾何關系可得:
F1=Ftanθ=Ftan60°=100 N
F2=F/cosθ=F/cos60°=200N
根據(jù)二力平衡可知:BC繩中的拉力大小為200N;AB桿中的壓力大小為100N。
例3.如圖3-5-5所示,物體靜止在光滑水平面上,受到一個水平恒力F1的作用,要使物體在水平面上沿OA方向作直線運動,OA與水平方向成θ角,則對物體施加的這個力F2的最小值是多大?方向如何?
解析:根據(jù)力的平行四邊形定則,物體受到的合力沿0A方向,則另一個力F2有大小、方向不同的若干個解,在這些解的當中有一個最小值,這個力的方向與合力方向垂直。如右上圖所示。由幾何關系可得F2=F1sinθ。
拓展: 解決合力與分力關系的問題,要根據(jù)力的平行四邊形定則正確畫出力的圖示,并注意觀察圖形的動態(tài)變化過程,在變化的過程中找到一些量之間的關系使問題得到解決。
例如:細線下掛一個質量為m的小球,現(xiàn)用一個力F拉小球使懸線偏離豎直方向θ角并保持不變,如圖3-5-6所示,拉力F的最小值F=G1=mgsinθ,方向垂直于繩子向上
[能力訓練]
3.既有 ,又有 ,并且相加時遵從平行四邊形法的物理量稱作矢量。除力外,如位移、 、 等也是矢量。
2.力的分解是力的合成的逆過程,平行四邊形法則同樣適用于力的分解.如果沒有其它限制,對于同一條對角線,可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形.這就是說一個已知的力可以分解成無數(shù)對不同的共點力.在解決具體的物理問題時,一般都按力的作用效果來分解.
1.本節(jié)學習力的分解的規(guī)則以及矢量、標量的概念。根據(jù)力的作用效果,由力的平行四邊形定則將一個已知力進行分解,是本節(jié)的重點,而三角形法則是在平行四邊形定則的基礎上得到的,熟練應用矢量的運算方法并能解決實際問題是本節(jié)的難點.
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