第十四讲 力的分解_力的分解练习专题

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第十四讲 力的分解

主要内容:

一、分力

几个力,如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同,则这几个力就叫做那个力的分力(那个力就叫做这几个力的合力)。

注意:分力与合力是等效替代关系,其相同之处是作用效果相同;不同之处是不能同时出现,在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。

二、力的分解

求一个已知力的分力叫做力的分解。

1.力的分解是力的合成的逆运算。同样遵守力的平行四边形定则:如果把已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2。

2.力的分解的特点是:同一个力,若没有其他限制,可以分解为无数对大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线.可以作出无数个不同的平行四边形)。

通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。

3.按力的效果分解力F的一般方法步骤:

(1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果

(2)根据力的作用效果,确定两个实际分力的方向;(3)根据两个分力的方向画出平行四边形;

(4)根据平行四边形定则,利用学过的几何知识求两个分力的大小。也可根据数学知识用计算法。

例如,物体重G,放在倾角为θ的斜面上时,重力常分解为沿斜面向下的分力F1=Gsinθ(表

示重力产生的使物体沿斜面下滑的效果)和垂直斜面向下的分力F2=Gcosθ(表示重力产生的使物体紧压斜面的效果)

【例一】在倾角θ=30º的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球,如图所示,试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。

三、对一个已知力进行分解的几种常见的情况和力的分解的定解问题

将一个力F分解为两个分力,根据力的平行四边形法则,是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形。这说明两个力的合力可唯一确定,一个力的两个分力不是唯一的。要确定一个力的两个分力,一定有定解条件。

1.对一个已知力进行分解的几种常见的情况

② ③

上次作业完成情况________________

课堂表现________________

家长签字_______________

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(2)将所有力依次向x轴和y轴上分解为Fx1、Fx2……,Fy1、Fy2……(3)分别求出x轴和y轴上的合力Fx、Fy(4)求出合力F,大小F22FxFy 方向tanFyFx

【例四】大小均为F的三个力共同作用在O点,如图,F1与F2、F2与F3之间的夹角均为60º,求合力。

【例五】如图,从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5,已知F1=f,且各个力的大小跟对应的边长成正比,用正交分解法求这五个力的合力大小和方向。

课堂训练: 1.一重为G的物体放在光滑斜面上,受到斜面的弹力FN,如图所示,设使物体沿斜面下滑的力为F1,则()A.F1是FN与G的合力 B.F1是G沿斜面向下的分力 C.G分解为F1和物体对斜面的压力F2

D.物体受到G、FN、F1和使物体垂直于斜面压紧斜面的力F2 2.下列有关合力与分力的说法,正确的是()A.分力总是小于合力 B.对力进行正交分解时,分力总是小于合力 C.将5 N的力进行分解,可以得到50 N的分力 D.将5 N的力进行分解,不可以得到1 N的分力 3.如右图示,一个半径为r,重为G的圆球被长为r的细线AC悬挂在墙上,求球对细线的拉力T和球对墙的压力N。

课后作业: 1.在一个已知力的分解中,下列情况中具有唯一一对分力的是()

A.已知一个分力的大小和方向

B.已知一个分力的大小和另一分力的方向

C.已知两个分力的大小

D.已知两个分力的方向,并且不在一条直线上 2.将一个力F分解为两个不为零的力,下列哪种情况是不可能的()A.两个分力与F都在一条直线上

B.两个分力与F间的夹角都大于90º C.一个分力的大小与F的大小相同

D.一个分力与F间的夹角为90 º 3.下列有关说法正确的是()

A.一个2N的力能分解为7N和4N的两个分力 B.一个2N的力能分解为7N和9N的两个分力 C.一个6N的力能分解为3N和4N的两个分力 D.一个8N的力能分解为4N和3N的两个分力

4.已知力的大小为10N,将此力可分解成如下()

A.3N、3N

B.6N、6N

C.100N、100N

D.500N、500N 上次作业完成情况________________

课堂表现________________

家长签字_______________

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C.Ftanθ

D.Fcotθ

5.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图1—17所示,其中OB是水平的,A端、B端固定,若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的绳是

图1—17 A.必定是OA

B.必定是OB C.必定是OC

D.可能是OB,也可能是OC

6.一质量为m的物体放在水平面上,在与水平面成θ角的力F的作用下由静止开始运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,如图1—18所示,则物体所受摩擦力 Ff

A.Ff<μmg

C.Ff>μmg

二、非选择题

1.把一个力F分解成相等的两个分力,则两个分力的大小可在______到______的范围内变化,______越大时,两个分力越大.

2.重力为G的物体放在倾角为α的固定斜面上,现对物块施加一个与斜面垂直的压力F,如图1—19所示,则物体对斜面的压力的大小为______.

图1—18

B.Ff=μmg

D.不能确定

图1—19

图1—20 3.如图1—20所示,一半径为r的球重为G,它被长为r的细绳挂在光滑的竖直墙壁上.求:

(1)细绳拉力的大小;

(2)墙壁受的压力的大小.

4.在一实际问题中进行力的分解时,应先弄清该力产生了怎样的效果,然后再分解这个力,如图1—21所示的三种情况中,均匀球都处于静止状态,各接触面光滑.为了讨论各接触面所受的压力,应该怎样对重力进行分解?若球的质量为m,将重力分解后,它的两个分力分别为多大?(已知斜面倾角为α)

上次作业完成情况________________

课堂表现________________

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