第五节 力的分解
力的分解
力的合成遵循平行四边形定则
力可以合成,是否也可以分解?
复习:力的合成
求一个力的分力的过程,叫力的分解
力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则
F1
F2
F
如果不加限制条件,一个力可分解为无数组不同的分力
力的分解
不加限制的条件下,一个力可分解为无数组不同的分力。
那么实际处理力的分解时又该如何进行呢?
思考
1、拖拉机斜向上拉耙的力F产生了什么效果?
思考:
F
F
y
F
x
1、拖拉机斜向上拉耙的力F产生了什么效果?
思考:
作用效果
使耙克服泥土阻力前进
将耙向上提
F
Fx、Fy与F对物体作用的效果相同
力Fx、Fy可以替代力F,是力F的两个分力
2、这样的效果能否用两个力Fx和 Fy来实现?
F
y
F
y
已知放在水平面上的物体,受到与水平方向成θ角的拉力F的作用(F=20N,θ=30°)
例1
对物体的斜向上的拉力F 会产生怎样的作用效果?如何分解?并求出分力的大小。
Fy=Fsinθ
=10N
θ
F
Fx
Fy
Fx=Fcosθ
=17.3N
已知放在斜面上的物体所受重力为G,斜面倾角为θ(G=10N,θ=37°,sin37°=0.6,
cos37°=0.8)
θ
例2
放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果?如何分解?
G
Gx=G sinθ
=6 N
Gy
Gx
θ
Gy=G cosθ
=8 N
当θ增大时,Gx、Gy如何变化?
实例分析
引桥
引桥
轻绳AC和可自由转动的轻杆BC,BC杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直向下的力F,力F的作用效果怎样?如何分解?并求出大小?
例3
F1=F/sinθ
F2=F/tanθ
A
B
C
θ
F
F1
θ
F2
1、分析力的作用效果。
2、根据力的作用效果确定分力的方向。
3、应用平行四边形定则进行分解。
小结
分解力的步骤
轻绳AC和可自由转动的轻杆BC,BC杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直向下的力F,力F的作用效果怎样?如何分解?并求出大小?
例4
A
B
C
θ
F
F1
θ
F2
F1=F/tanθ
F2=F/sinθ
用两根轻绳将物体悬挂起来。已知物体重力为G,轻绳AO与水平方向夹角为θ,AOB为直角
课堂练习
F1=Gcosθ
F2=Gsinθ
悬挂着的物体所受重力G产生怎样的作用效果?如何分解?
θ
F1
F2
G
θ
A
B
O
已知放在斜面上的物体所受重力为G,斜面倾角为θ
θ
例4
放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果?如何分解?
F2=G cosθ
G
F1
F2
θ
θ
F1
F2
G
θ
F1=G sinθ
F1=G /tanθ
F2=G/cosθ
已知合力和两个分力的方向(F1、F2不在同一直线上)
α
β
F
F2
F1
已知合力和两个分力的大小(F1+F2> F且F1≠F2)
已知合力和一个分力的大小与方向
α
F1
F
力的分解的解的个数
F2
F
F
F1
F2
F1
F2
F1
F2
3.当F sinθ2.当F1 < Fsinθ 时
力的分解的解的个数
θ
F
θ
F
4.当F1 > F 时
θ
F
已知合力和一个分力的方向和另一个分力的大小
1.当F1 = Fsinθ 时
θ
F
一组解
无解
两组解
一组解
F
F1
F2
例5:轻质三角支架O点所受拉力F的分解
O
M
N
θ
θ
例题6
重为G的光滑的球放在竖直挡板和倾角为?的斜面之间,从力的作用效果看,应该怎样将重力进行分解?两个分力大小与斜面倾角有什么关系?
解:把重力分解为水平方向的分力G1,和垂直于斜面方向的分力G2。
G
G1
G2
?
?
G1 =G tan?
G2 =G/cos?
例7
(1)用两根绳子吊起一重物,使重物保持静止,逐渐增大两绳之间夹角,则两绳对重物的拉力的合力变化情况是( )每根绳子拉力大小的变化情况是( )
A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定
(2)现有一个沿正北方向的力10牛,将它沿正东和西北方向分解。那么沿正东方向的分力是 牛,沿西北方向的分力是 牛。
B
C
10
14
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(3)如图所示,质量为m的木块在力F作用下在水平面上做匀速运动。木块与地面间的动摩擦因数为?,则物体受到的摩擦力为( )多选
?
F
?mg
?(mg+Fsin?)
?(mg-Fsin?)
Fcos?
B、D
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例8 如图3-5-14所示,半圆形支架BAD,两细绳OA和OB结于圆心O,下悬重为G的物体,使OA绳固定不动,
将OB绳的B端沿半圆支架从
水平位置逐渐移至竖直位置C
的过程中,分析OA绳和OB
绳所受的力大小如何变化?
图3-5-14
OA绳拉力逐渐变小,OB绳拉力先变小后变大
因为绳结点O受重物的拉力FT,所以才使OA绳和OB绳受力,因此将拉力FT分解为FTA、FTB(如图3-5-15所示).OA绳固定,则FTA的方向不变,在OB向上靠近OC的过程中,在B1、B2、B3三个位置,
两绳受的力分别为FTA1
和FTB1、FTA2和FTB2、
FTA3和FTB3.从图形上看
出,FTA逐渐变小,而FTB却是
先变小后变大,当OB和OA垂直时,FTB最小.
图3-5-15
谢谢