初高中物理銜接---14 力的分解(解析版)
更新時間:2021-08-07 06:43:47 文件大小:
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力的分解
1.定義:已知一個力求它的分力的過程。
2.與力的合成的關系:力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形定則。
3.分解法則:把一個已知力F作為平行四邊形的對角線,與力F共點的平行四邊形的兩個鄰邊,就表
示力F的兩個分力F1和F2。如圖所示。
4.分解依據:依據平行四邊形定則,如果沒有限制,同一個力可以分解為無數對大小、方向不同的分力。實際問題中,應把力向實際作用效果方向來分解。
Ⅰ力的分解的幾種典型情況
將一個力按一定條件分解時合力可能能按要求進行分解,即有解,也可能不能按要求進行分解,即無解。分析是否有解的方法是看代表合力的有向線段與代表分力的有向線段能否按要求構成平行四邊形,如果能構成平行四邊形,說明有解;如果它們不能構成平行四邊形,說明無解。典型的情況有以下幾種:
(1)已知合力和兩個分力的方向時,有唯一解,如下圖所示。
(2)已知合力和一個分力的大小和方向時,有唯一解,如下圖所示。
(3)已知合力以及一個分力的大小和另一個分力的方向時,有下面幾種可能:如圖所示,
①當Fsin θ<F2<F時,有兩解。
②當F2=Fsin θ時,有唯一解。
③當F2<Fsin θ時,無解。
④當F2>F時,有唯一解。
小試牛刀:
例:如圖所示,物體靜止在光滑水平面上,力F作用于物體上的O點,現要使物體受到由O指向O′方向的合力(F與OO′都在同一平面內,與OO′間夾角為θ)。那么,必須同時再加一個力,這個力的最小值( )
A.Fcos θ B.Fsin θ
C.Ftan θ D.Fcot θ
【答案】B
【解析】已知合力F合的方向由O指向O′,但大小不確定,又已知一個分力F的大小和方向,確定另一個分力(設為Fx)的最小值。根據三角形定則可畫出一個任意情況,如圖甲所示。從圖中可看出,Fx的大小就是過F的箭頭向直線OO′上所引直線的長度,在不考慮合力大小的情況下,欲使Fx最小,應使Fx與直線OO′垂直,如圖乙所示,此時Fx=Fsin θ。
Ⅱ按實際效果進行分解
1.把一個力分解為兩個力,從理論上講有無數組解。因為同一條對角線可以構成的平行四邊形有無窮多個(如圖所示),這樣分解是沒有實際意義的,實際分解時,按力的作用效果可分解為兩個確定的分力。
2.按實際效果分解力的一般思路
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