3.两个分矢量首尾相接,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G1G2的两邻边的长度,得G1=50N×1.0cm/1cm=50N;

G2=50N×1.73cm/1cm=87N

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G的灯.支架的重力不计.已知 AOBOAB的长分别为L1L2L3,求支架两杆所受的力.

解析:在支架的O端悬挂电灯后,使支架的两根杆受到力的作用.由于支架的AB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AO换成弹簧,则弹簧会被拉长,表示此杆受的是拉力.若将杆BO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O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:

 F1=L1T/L3=L1G/L3

BO受到沿杆向内的压力

 F2=L2T/L3=L2G/L3

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]

 0  375093  375101  375107  375111  375117  375119  375123  375129  375131  375137  375143  375147  375149  375153  375159  375161  375167  375171  375173  375177  375179  375183  375185  375187  375188  375189  375191  375192  375193  375195  375197  375201  375203  375207  375209  375213  375219  375221  375227  375231  375233  375237  375243  375249  375251  375257  375261  375263  375269  375273  375279  375287  447090 

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