學習要點 1 力的分解 (五)分解力的方式和步驟 首先,應根據該力的實際作用和療效來確定兩個實際分力的方向。 然后根據兩個實際分力方向畫一個平行四邊形,已知力為對角線,實際分力為鄰邊。 然后根據平行四邊形知識和相關物理知識,找出二分力的大小和方向。 圖3-5-1(4) 如果沒有其他限制,對于一條對角線,可以做出無數種不同的平行四邊形,如圖3-5-1所示。 也就是說,同一個力F可以分解為無數對大小不同、方向不同的分力。 (1) 定義:一個力作用在物體上的效果與幾個力的效果相同,這些力稱為力的分力。 眾所周知,合力稱為力分解。 (2)力的分解是力的合成的逆運算。 (3) 力的分解遵循平行四邊形規則:如果將已知力視為平行四邊形的對角線,則與已知力在同一點的平行四邊形的兩條相鄰邊分別代表已知力的兩個分量力量。 (6)根據力的作用分解力的六個例子 物體的重力形成兩種作用:拉緊繩子和擠壓墻壁。 因此,重力沿這兩個方向分解,其受力如圖3-5-3所示。 解三角形可得F2=Gtan=mgtan。 F1=G/cos=mg/cos。 籃球對繩子的拉力等于繩子對籃球的拉力,即F1′=F1=mg/cos,橄欖球對墻壁的壓力等于F2′=F2=mgtan 。
【例1】將籃球用竹籃沿光滑墻壁掛在A點,如圖3-5-2所示,網球的質量為m,不計算竹籃的質量,接觸籃球與墻壁之間的點為B,吊繩與墻壁的傾斜角度為 。 求繩子上的拉力和籃球對墻壁的壓力的大小。 毫克/圖。 3-5-3 圖3-5-21。 長度為 L 的脆性均勻繩,兩端固定在天花板上的 A 點和 B 點。 若細繩C處懸掛重物,已知ACCB,如圖3-5-4,則下列說法正確:(A.重物重力減小,BC段先斷裂B. .放下重物 重力,AC段先斷裂 C.A端向左移動時繩子容易斷裂 D.A端向右移動時繩子容易斷裂 如圖3-5-5 A、兩個力F1和F2的合力為F的平行四邊形可以演化成如圖3-5-5 B所示的三角形,我們稱圖3-5-5B為三角形規則圖要求兩個力F1和F2首尾相連(有箭頭的叫尾,沒有箭頭的叫頭),那么F就是有向線段表示的力從 F1 的頭端到 F2 的尾端 三角形 規則與平行四邊形規則本質上是相同的 (2) 矢量和標量矢量:大小和方向、相位和距離均服從平行四邊形規則的化學量(或三角法則)。 如:力、位移、速度等。 標量:只有大小,沒有方向,求和時根據算術規則計算出的數學量。
如:質量、長度、溫度等。如果是多種力的組合,則可以通過三角形法則的綜合和推廣得到六角法則,如圖3-5-6所示,它是組成三個力F1、F2、F3的示意圖,F是其合力。 圖3-5-6 圖3-5-5 根據題意做一個向量三角形,如圖3-5-7所示,由于/3F>F2,從圖中可以看出有F1 可能值的兩種大小。 由直角三角形OAD可知OA= 由圖的對稱性可知AC=AB=/6F。 則分力F1=/2F-/6F=/3F,/2F+/6F=(2/3) 【例2】已知力F的分力F1與F形成30°角,大小未知,另一分力F2為/3F,且方向未知,則F1的大小可能為(AC圖3-5-72。質量為 的戰斗機,飛行加速度為10m/s2,如圖在圖3-5-8中,求:(1)客機起飛20s后距地面的高度;(2)客機水平方向的分速度vx和垂直速度的分割率vy 垂直方向;圖3-5-8 學習點3 力的正交分解法 在力的分解中力的正交分解法圖片,除了根據力的實際效果進行分解外,有時根據解決問題的需要,將進行正交分解 (1) 正交分解法:沿選定的兩個相互垂直的方向分解力的方法 (2) 求多個力的合力的正交分解法 當一個物體受到多個力作用時,但當這幾個力只共面而不共線時,用平行四邊形法則求合力就比較困難。
因此,可以構造笛卡爾坐標系。 首先將各個力在兩個相互垂直的坐標軸下進行正交分解,分別得到兩個不同方向的合力Fx和Fy,進而得到Fx和Fy的合力。 。 具體步驟如下:構建坐標系,以共點力的作用點為坐標原點構建笛卡爾坐標系,選擇坐標軸x、y軸,使盡可能多的力落在坐標軸; 正交分解對于每個力,將不在坐標軸上的每個力分解到x、y坐標軸上,并計算每個分力的大小,如圖3-5-9所示; 圖3-5-9分別計算x軸和y軸上各力的合力,即Fx=F1x+F2x+…、Fy=F1y+F2y+…; Fx和Fy的合力是同一點的力的合力。 合力的大小:F=,合力F的方向與x軸的傾角=(Fy/Fx)。 采用正交分解法,先分解各個力,然后綜合。 構建坐標系時力的正交分解法圖片,盡量使各力與坐標軸的傾角為特殊角度。 以F2方向為x軸正方向,如圖3-5-11所示,則將F1、F3、F4在兩個坐標軸上分解,得到F1x==201/2N=10F2x=20N ,F2y=0;【例3】如圖3-5-10所示,力F1、F2、F3、F4在同一平面內形成公共點力,其中F1=20N,F2=20N,F3= 20N,F4=20N,圖中已標出它們之間的傾斜角度,求這四個公共點的合力大小和方向。 圖3-5-10 圖3-5-1120N,與F3的方向一致 F3x==20F4y==-=-201/2N=-10 四個力的合力 F==20 合力的方向與F3方向一致。
1、如圖3-5-12所示,如果將力F分解為兩個分力F1和F2,則下列說法中正確的是(A. F1和F2的合力為FB。求F1由F求F2稱為力的分解,由F1和F2求F稱為力的合成C。力的合成和分解遵循平行四邊形規則D。F1、F2和F的大小關系應滿足|F1 -F2|FF1+F22,在角度=30的斜面上有一個垂直可旋轉的擋板,在擋板和斜面之間放置一個重量為G=20N的光滑球體,如圖3-5-13所示。圖3-5-12 圖3-5-13