8.图3-5-9的各图所示的重物A静止。试根据力的效果把A的重力分解,并把重力的分解示意图画在对应的图上。
5.关于力的分解,下列说法中正确的是 ( )
A. 一个力可以分解成两个比它大的分力
B. 一个力可分解成两个大小跟它相等的力
C. 如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的
D.如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了
6 将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6N,则在分解时( )
A.有无数组解 B.有两组解 C.有惟一解 D.无解
7如图3-5-8所示,放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用,但物体仍保持静止状态,现将F分解为水平方向的力F1和竖直向上的力F2,下列说法正确的是 ( )
A. F1是物体对水平面的摩擦力
B. F2是水平面对物体的支持力
C F1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反
D. F2与物体的重力大小相等、方向相反
4.如图3-5-7所示,一个物体从直角坐标系的原点O出发
做匀速运动,经过时间t=10s,运动到P点,则物体在y方向的分
速度为 m/s;物体在x方向的分速度为 m/s。
3.将竖直向下的20N的力,分解成为两个力,其中一个力大小为15N,水平向左,则另一个分力大小为________N,方向________.
2. 将与水平面成300角斜向上的拉力F=20N,沿水平方向和竖直方向分解,那么沿水平方向的分力大小为____N;沿竖直方向的分力大小为____N.
1.求一个已知力的分力叫做________,力的分解是力的合成的______,已知一个力(平行四边形的对角线)求这个力的分力(两个邻边),可作的平行四边形有_______,实际分解时,必须根据力的_________进行。
4.两个分矢量首尾相接,剩余的尾首相连的有向线段就是合矢量,它恰与两分矢量的线段构成一个三角形,这个方法称为三角形法则,它是平行四边形法则的简化。如图3-5-1
[范例精析]
例1.质量为 10㎏的物体放在倾角为 30°的斜面上.用图示法求出重力沿斜面和垂直于斜面的两个分力( g=10N/㎏)
解析
本题的情景如图3-5-2所示。
选取标度为1㎝代表50N。以重力G为对角线作平行四边形,分别测量代表G1和G2的两邻边的长度,得G1==50N;。
拓展
应用图解法时应该注意标度要定得合理,平行四边形的对边要平行,线段要细而直。边长的测量要估读到毫米后面一位。
例2.如在图3-5-3所示的支架悬挂一个重力为 的灯.支架的重力不计.已知 、 、 的长分别为 、 、 ,求支架两杆所受的力.
解析:在支架的 端悬挂电灯后,使支架的两根杆受到力的作用.由于支架的 、 两端与墙壁是绞链连结,因此作用在杆上的力是沿杆的方向.但杆受的是拉力还是压力,需要通过实践来判断.可以设想,若将杆 换成弹簧,则弹簧会被拉长,表示此杆受的是拉力.若将杆 换成弹簧,则弹簧会被压缩,说明此杆受的是压力.这就是灯对支架 端拉力的两个分力所产生的实际效果.判断出两个分力的方向,那么根据平行四边形定则很容易得出杆 受到沿杆向外的拉力:
杆 受到沿杆向内的压力
拓展:根据平行四边形定则作出合力和分力的关系图后,要充分利用数学知识来求解。一般可利用相似三角形(如本题),也可利用三角函数。例如如图3-5-4所示, AB是一轻杆,BC是一轻绳。在B端施加一作用力F,F的大小为100N。方向竖直向下。求:轻绳和轻杆上所受力的大小。(轻绳与墙壁的夹角为60o)
将F沿AB方向、CB方向进行分解,根据力的图形,由几何关系可得:
F1=Ftanθ=Ftan60°=100 N
F2=F/cosθ=F/cos60°=200N
根据二力平衡可知:BC绳中的拉力大小为200N;AB杆中的压力大小为100N。
例3.如图3-5-5所示,物体静止在光滑水平面上,受到一个水平恒力F1的作用,要使物体在水平面上沿OA方向作直线运动,OA与水平方向成θ角,则对物体施加的这个力F2的最小值是多大?方向如何?
解析:根据力的平行四边形定则,物体受到的合力沿0A方向,则另一个力F2有大小、方向不同的若干个解,在这些解的当中有一个最小值,这个力的方向与合力方向垂直。如右上图所示。由几何关系可得F2=F1sinθ。
拓展: 解决合力与分力关系的问题,要根据力的平行四边形定则正确画出力的图示,并注意观察图形的动态变化过程,在变化的过程中找到一些量之间的关系使问题得到解决。
例如:细线下挂一个质量为m的小球,现用一个力F拉小球使悬线偏离竖直方向θ角并保持不变,如图3-5-6所示,拉力F的最小值F=G1=mgsinθ,方向垂直于绳子向上
[能力训练]
3.既有 ,又有 ,并且相加时遵从平行四边形法的物理量称作矢量。除力外,如位移、 、 等也是矢量。
2.力的分解是力的合成的逆过程,平行四边形法则同样适用于力的分解.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.这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力.在解决具体的物理问题时,一般都按力的作用效果来分解.
1.本节学习力的分解的规则以及矢量、标量的概念。根据力的作用效果,由力的平行四边形定则将一个已知力进行分解,是本节的重点,而三角形法则是在平行四边形定则的基础上得到的,熟练应用矢量的运算方法并能解决实际问题是本节的难点.