限制条件力的分解的情况
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力的分解一、力的分解1、定义:求一个已知力的分力的过程叫做力的分解,力在分解时,一个力只能分解成几个性质相同的力,即力的分解不改变力的性质。
2、力的分解依据:遵循平行四边形定则。
二、力的分解原则1、力的分解如果没有什么限制条件,那么一个力可以有无数组分力代替。
2、将力分解时,需要遵循以下原则:①按实际效果分解②按实际需要进行分解③方便原则:正交分解3、正交分解:将力沿着两个相互垂直的方向分解,叫做力的正交分解。
①坐标系的建立原则:在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则。
在动力学中,以加速度方向和垂直于加速度方向为坐标轴建系。
4、求解分力的其他方法:①直角三角形法②相似三角形法的方向③动态矢量三角形法:已知合力F的大小和方向及一个分力F1已知合力F的方向及一个分力F的大小和方向1的大小已知合力F的大小及一个分力F1三、典型例题1、将一个力F分解为两个力F1和F2,那么下列说法中错误的是( )A.F是物体实际受到的力 B.F1和F2不是物体实际受到的力C.物体同时受到F1、F2和F三个力的作用 D.F1和F2共同作用的效果与F相同2、重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F2和平行斜面向下的力F1,那么( )A.F2就是物体对斜面的压力 B.物体对斜面的正压力方向与F2方向相同C.F1就是物体受到的静摩擦力 D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用3、如下图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果演员和独轮车的总质量为80kg,两侧的钢索互成120°夹角,则每根钢索所受拉力大小为( )A.400N B.600N C.800N D.1 600N4、如下图所示,已知力F和一个分力F1的方向的夹角为θ,则另一个分力F2的最小值为____________.5、下列说法中正确的是()A.一个2 N的力可分解为7 N和4 N的两个分力B.一个2 N的力可分解为9 N和9 N的两个分力C.一个6 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力D.一个8 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力6、将一个大小为10 N的力分解为两个分力,如果已知其中的一个分力的大小为15 N,则另一个分力的大小可能是()A. 5 NB. 10 NC. 15 ND. 20 N7、物体静止于光滑水平面上,力F作用于物体上的O点,现要使合力沿着OO′方向,如图所示,则必须同时再加一个力F′,如F和F′均在同一水平面上,则这个力的最小值为( )A.F cosθB.F sinθC.FtanθD.Fcotθ4.如图所示,质量为10 kg的物体在水平面上向右运动,此时物体还受到一个向左、大小为20 N的水平推力,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2,则物体水平方向受的合力是()A.20 N,水平向左B.20 N,水平向左C.40 N,水平向左D.0.4 N,水平向左5. 一个重为20N的物体置于光滑的水平面上,当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时,如图所示,物体受到的合力为()A. 15NB. 25NC. 20ND. 0N6、如图所示,物体M在斜向右下方的推力F作用下,在水平地面上恰好做匀速运动,则推力F和物体M 受到的摩擦力的合力方向是()A. 竖直向下B. 竖直向上C. 斜向下偏左D. 斜向下偏右7、如图所示,一物块置于水平地面上。
专家点评(西安市铁一中贝鸿)
“力的分解”是“力的合成”的逆运算。
力的分解和力的合成均是矢量运算的工具,是高中物理的基石,它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础,它对矢量运算普遍遵从的规律“平行四边形定则”作了更加深入的应用。
《力的分解》教学设计围绕自制教具引导学生进一步加深对平行四边形定则的理解,讲授知识的过程中注重探究,教学方法多样。
让学生始终处于积极的思考和探究活动中。
如:有层次的提出一些问题,让学生通过亲自动手研究,或同学之间的讨论,或利用多媒体进行演示分析等等。
教会了学生知识的同时,也教会了学生科学探究的方法,这是这堂课学生最大的收获,真正培养了学生的探究精神和创新意识。
力的合成分解学生的主要困难之一是无法作出物体受力的图示以及各个力之间的关系,建议加强画图训练,指导学生寻找和表示几何关系。
3.5 力的分解教案一桶水可由一个人提起,也可由两个人抬起;拉纤,同样的船,同样的水流,可由一个大力士拉,也可由两个或更多的人拉……这就是生活中我们常见的一个力的作用效果与两个或者更多个力的作用效果相同的事例.那么这一个力的大小与那两个或者更多个具有相同作用效果的力的大小之间有何关系呢?已知一个合力求分力的过程叫做力的分解,力的分解方法正是是本节我们所要探索研究的.一、力的分解1。
分力如果几个力共同作用在物体上产生的效果跟原来一个力作用在物体上相同,那么这几个力就是原来那个力的分力.2.力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则,即把已知力作为平行四边形的对角线,与已知力共面的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力。
注意:如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图所示).这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力,而不像力的合成那样,一对已知力的合成只有一个确定的结果。
例(2012·甘肃省天水市一中高三期末考试)F1、F2是力F的两个分力,若F=10N,则下列哪组力不可能是F的两个分力()A .F 1=10N ,F 2=10NB .F 1=20N,F 2=20NC .F 1=2N ,F 2=6N D .F 1=20N ,F 2=30N解析:本题考查合力和分力之间的关系。
合力F 和两分力F 1、F 2之间的大小关系为|F 1-F 2|≤F ≤|F 1+F 2|,经检验,只有选项C 不可能。
本题答案为C.针对练习 下列说法中正确的是( )A .一个2 N 的力可分解为7 N 和4 N 的两个分力B .一个2 N 的力可分解为9 N 和9 N 的两个分力C .一个6 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力D .一个8 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力【参考答案:BC 解析:力的分解是力的合成的逆运算,若分力为F 1、F 2,则合力的范围为|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2,按此原则A 、D 错误,B 、C 正确。
力的分解基本知识点与练习题基本知识点一、分力的概念1、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;2、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1、力的分解的概念:求一个已知力的分力叫做力的分解;2、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;3、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;4、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;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;假设合力F一定1、当俩个分力F1已知,求另一个分力F2,如图F2有唯一解;2、当俩个分力F 1, F2的方向已知,求这俩个力,如图F1, F2有唯一解3、当俩个分力F1, F2的大小已知,求解这俩个力;A、当F1F2一组解;B、F1F2,无解;C、F1F2,俩个解;4、当一个分力的方向已知,另一个大小未知;①2sinθ,无解; ②2sinθ,一个解;③2sinFθ,一组解; ④2sinθ,一组解⑤2sinθ为问题的临界条件;5、当一个分力的大小1F已知,求另一个分力2F;①当F1 、F 2时,只有一组解;②当F与2F的夹角先增大后减小, F2一直增大;四、力的正交分解法:1、将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法称为力的正交分解法;力的正交分解法是力学问题中处理力的最常用的方法;2、力的正交分解法的优点:其一,借助数学中的直角坐标系x,y对力进行描述;其二,几何图形关系简单,是直角三角形,解直角三角形方法多,容易求解;3、正交分解的实质:把力的平行四边形合成运算,转化成力的直线运算;4、正交分解的一般步骤:①建立x-O-y直角坐标系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、Fy④求出合力F,大小F y2 、Fx2 方向Fx、 Fy tan5、正交坐标系的选取原则①把更多的力,放在x轴和y轴上,分解的越少,解题越简单;②把加速度的方向,建立成一个轴,垂直加速度的方向为另一个轴,有时要分解加速度③正交分解的最高目标,使解题简单;复习练习题一、选择题;1.一个力F分解为两个力F1和F2,那么下列说法中错误的是是物体实际受到的力和F2不是物体实际受到的力C.物体同时受到F1、F2和F三个力作用和F2共同作用的效果与F相同2.下列说法中错误的是 A.一个力只能分解成惟一确定的一对分力B.同一个力可以分解为无数对分力 C.已知一个力和它的一个分力,则另一个分力有确定值D.已知一个力和它的两个分力方向,则两分力有确定值3. 已知某力的大小为10 N,则不可能将此力分解为下列哪组力N、3 N N、6 N N、100 N N、400 N4.下列哪一组物理量在运算时遵从平行四边形定则A.位移、速度、加速度、力B.位移、长度、速度、电流C.力、位移、热传递、加速度D.速度、加速度、力、路程5. 在光滑的斜面上自由下滑的物体受到的力是A. 重力和斜面的支持力B. 重力,下滑力和斜面的支持力C. 重力,下滑力D. 重力,支持力,下滑力和正压力6.将一个力分解成两个力,则这两个分力与合力的关系是A.两分力大小之和一定等于合力的大小B.任一分力都一定小于合力C.任一分力都一定大于合力D.任一分力都可能大于、小于或等于合力7.物体在斜面上保持静止状态,下列说法中正确的是①重力可分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力②重力沿斜面向下的分力与斜面对物体的静摩擦力是一对平衡力③物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力④重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力是一对平衡力A.①②B.①③C.②③D.②④ 8.上海南浦大桥,桥面高46m,主桥全长846m,引桥全长7500m,引桥做得这样长的主要目的是A.减小汽车的重力平行于引桥桥面向下的分力B.减小汽车对桥面的压力C.增大汽车的下滑力D.减小汽车的下滑力9.在水平木板上放一个小铁块,逐渐抬高木板一端,在铁块下滑前的过程中,铁块受到的摩擦力F 和铁块对木板的正压力F N 的变化情况是A. F 和F N 都不断增大B. F 增大,F N 减小C. F 减小,F N 增大D. F和F N 都减小10.如图,某同学把放在斜面上的木箱的重力分解为F 1和F 2两个力,F 1平行于斜面向下,F 2垂直于斜面向下,下列关于这两个力的说法中,正确的是A. F 1是木箱受的力B. F 2是斜面受的压力C. F 2是木箱受的力D.斜面受的压力与F 2大小相等11.在图中两个体重相同的小孩静止坐在秋千上,两秋千的绳子是一样的;下面的叙述正确的是A.甲中绳子容易断B.乙中绳子容易断C.甲、乙中绳子一样容易断D.不确定12.用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中,如图所示,已知绳ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30o 和60o, A F F G则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为 23,21mg 21,23mg 43,21mg 21,43mg 13.三段不可伸长的细绳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A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB ,也可能是OC14.两绳相交,绳与绳、绳与天花板间夹角的大小如图所示,现用一力F 作用于交点A,F 与右绳间的夹角为a ,保持F 的大小不变,改变a 角的大小,忽略绳本身的重力,则下述哪种情况下,两绳所受的拉力相等=150o =135o =120o =90o15.一质量为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,如图所示,则物体所受摩擦力 F f<μmg =μmg >μmg D.不能确定二、填空题;1.复习:力的合成原则:_________________;2.力的分解是_________________的逆运算,它也遵守_________________定则;3.将竖直向下的20N 的力,分解为两个力,其中一个力大小为15N,水平向左,则另一个分力的大小为__________N,方向__________;4.如图,力F=50N 作用于放在水平面上的物体,F 与水平成37°角,如果根据F 的作用效果将它分解成两个力,那么较小的分力F 1=__________N,较大的分力F 2=__________N;要求画出力的分解图,已知sin37°=,cos37°=5.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,如图所示,则物体对斜面的压力的大小为__________;6.如图所示,物体静止在光滑水平面上,受到一个水平恒力F 1的作用,要使物体沿OA 方向作直线运动,必须对物体再施加一个力F 2,这个力的最小值为__________; OA 与水平方向的夹角为θ7.已知一个力F=100N,把它分解为两个力,已知其中一个分力F 1与F 的夹角为30°,则另一个分力F 2的最小值为__________N;8.将18N 竖直向下的力,分解为两个分力,其中一个分力沿水平方向且大小为24N,则另一个分力的大小是__________N;三、解答题;1.如图,重力等于G 的球放在倾角为α的斜面上,用一块竖直的板挡住,请根据重力的作用效果分解重力,并计算两分力的大小;2.如图所示,在三角架B 点用一根细绳挂一个50N 的重物G,求横梁AB 和斜梁BC所受的力;3.如图所示,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.如图所示,两条轻绳AO=BO,A、B两端分别与均质水泥杆的两端固定;现在O点用F=600N的竖直向上的力吊起水泥杆,求在下列两种情况下,力F沿两条绳方向的两个分力的大小:1∠AOB=120°;2∠AOB=90°;5.用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯,如果BC绳处于平,AB绳与水平夹角为60°,求绳AB和BC所受的拉力;g=kg参考答案一、选择题;1. C2. A3. A4. A5. A6. D7. D8. A9. B 10. D 11.B 12. A13. A 14. B 15. A二、填空题;1. 平行四边形定则2. 力的合成;力的平行四边形3. 25;斜向右下,与水平面呈53°角sinθ7. 50 8. 304. 30 ;405. F+Gcosα6. F1三、解答题;1. 水平向左的力,大小为Gtanα;垂直斜面向下的力,大小为G/cosα2. 50√3N;100N3. 12√3G/3 2√3G/34. 1600N 2300√2N5. 98√3/3N; 49√3/3N。