高三物理力的分解與合成主要包括以下內容:
力的分解:
1. 根據實際效果分解,常見的效果有:求支持力、拉力、分力等。
2. 分解某一個力時,分解遵循平行四邊形定則。
3. 根據合力與分力的關系,將合力沿著兩個方向進行分解。
力的合成:
1. 共點力的合成遵循平行四邊形定則。
2. 兩個力的合力隨夾角的增大而減小。
力的分解和合成在解決多力問題時非常有用,通過將合力沿著兩個或多個方向進行分解,可以解決多個力共同作用的問題。
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題目:一個質量為5kg的物體,靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數為0.2,現用一個大小為10N的水平力F推物體,求物體所受摩擦力和支持力的大小。
解題思路:
1. 將水平力F分解為兩個分力,一個分力與水平面成90度角,用于克服地面的摩擦力;另一個分力沿水平方向,用于平衡物體的重力。
2. 根據摩擦力公式 f = μN,可求得摩擦力的大小。
3. 根據平衡條件,可求得支持力的方向和大小。
解題過程:
1. 將水平力F分解為兩個分力,一個分力為 F1 = Fcosθ = 10 × 0.8 = 8N,用于克服地面的摩擦力;另一個分力為 F2 = Fsinθ = 10 × 0.6 = 6N,沿水平方向平衡物體的重力。
2. 根據摩擦力公式 f = μN,可求得摩擦力的大小為 f = μ(mg + F1) = 0.2 × (5 × 10 + 8) = 11N。
3. 由于物體處于靜止狀態,所以支持力的方向豎直向上,大小等于物體的重力大小,即 N = mg = 5 × 10 = 50N。
總結答案:物體所受摩擦力的大小為11N,支持力的方向豎直向上,大小等于物體的重力大小。