3.5力的分解
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3.5力的分解要点一、力的分解1.基本定义:求一个已知力的分力叫力的分解.2.分解依据:遵循平行四边形定则.3.分解原则:按力的实际作用效果进行分解.4.分解思路力的分解,关键是根据力的实际作用效果确定分力的方向,然后画出力的平行四边形,这样就可以利用数学关系确定所求的分力,具体思路为:要点二、力按作用效果分解的几个典型实例要点三、力的正交分解法1.正交分解法的原理建立一个直角坐标系,先将各力正交分解在两条互相垂直的坐标轴上,分别求出两个不同方向上的合力F x和F y,然后由F=F2x+F2y求合力.2.正交分解法的步骤(1)以力的作用点为原点建立直角坐标系,标出x轴和y轴.如果这时物体处于平衡状态,则两轴方向可根据解题方便自己选择.(2)将与坐标轴不重合的力分解为x轴方向和y轴方向的两个分力,并在图上标明F x和F y.(3)在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角,然后列出力F x、F y的表达式.如图3-5-2所示,F与x轴夹角为θ,则F x=Fcos θ,F y=Fsin θ,与两轴重合的力就不要再分解了.(4)列出x轴方向上各分力的合力和y轴方向上各分力的合力的两个方程,然后求解.课堂检测一、对力作用效果的理解例1如图3-5-7所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法中正确的是()A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力B.物体受到mg、F N、F1、F2四个力的作用C.物体只受到重力mg和斜面的支持力F N的作用D.力F N、F1、F2三力的作用效果与mg、F N两个力的作用效果相同二、力分解有定解的条件例2在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是()A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上B.已知一个分力的大小和方向C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向D.已知两个分力的大小三、正交分解法的应用例3如图3-5-8所示,质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间动摩擦因数为μ,则物体受到的摩擦力的大小为()A.Fsin θB.Fcos θC.μ(Fsin θ+mg) D.μ(mg-Fsin θ)巩固练习1.如图3-5-9所示,一个物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用,若将它们平移并首尾相接,三个力矢量组成了一个封闭三角形,则物体所受这三个力的合力大小为()A.2F1B.F2 C.2F3D.02.将一个竖直向下的8 N的力分解为两个力,其中一个分力方向水平,大小为6 N,那么另一个分力大小为()图3-5-9图3-5-8图3-5-7图3-5-2A.10 N B.8 N C.6 N D.2 N 3.将质量为m的长方形木块放在水平桌面上,用与水平方向成α角的斜向右上方的力F拉木块,如图3-5-10所示,则()A.力F的水平分力为Fcos α,等于木块受的摩擦力B.力F的竖直分力为Fsin α,它使物体m对桌面的压力比mg小C.力F的竖直分力为Fsin α,它不影响物体对桌面的压力D.力F与木块重力mg的合力方向可以竖直向上图3-5-10答案 B4.关于力的分解,下列说法正确的是()A.力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的作用效果代替一个力的作用效果B.某个分力的大小可能大于合力大小C.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则D.分解一个力往往根据它产生的效果来分解5.在光滑斜面上自由下滑的物体受到的力有()A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力C.重力、下滑力和斜面的支持力D.重力、下滑力、正压力和斜面的支持力6.将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法中正确的是()A.F是物体实际受到的力B.F1和F2两个分力在效果上可以取代FC.物体受到F1、F2和F三个力的作用D.F是F1和F2的合力7.已知竖直平面内有一个大小为10 N的力作用于O点,该力与x轴正方向之间的夹角为30°,与y轴正方向之间的夹角为60°,现将它分解到x轴和y轴方向上,则() A.F x=5 N,F y=5 N B.F x=5 3 N,F y=5 NC.F x=5 N,F y=5 3 N D.F x=10 N,F y=10 N8.一个物体受三个力的作用,已知一个力是80 N,指向东偏北30°的方向;一个力为40 N,指向西北方向;一个力为20 N,指向南方,求三个力的合力大小.答案63.3 N9.图3-5-11为剪式千斤顶,是用来顶起汽车的装置.当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,同时抬起重物.汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,当千斤顶两臂之间的夹角为120°时,其两臂受的压力各是多大?图3-5-11答案 1.0×105 N10.如图3-5-12所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力.若物块静止不动,则摩擦力的大小为多少?图3-5-12答案mg+Fsin α11.如图3-5-2所示,重力为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体,当绳与水平面成60°角时,物体静止.不计滑轮与绳的摩擦.求地面对人的支持力和摩擦力.答案100(5-3) N100 N图3-5-2例3如图3-5-3所示,一倾角为θ的固定斜面上,有一块可绕其下端转动的挡板P,今在挡板与斜面间夹有一重为G 的光滑球.试求挡板P由图示的竖直位置缓慢地转到水平位置的过程中,球对挡板压力的最小值是多大?图3-5-3答案Gsin θ。