第三章 相互作用
5 力的分解
学习目标
1.知道力的分解的概念,知道力的分解是力的合成的逆运算. 2.通过实验理解、体验什么是力的作用效果.
3.掌握根据实际需要来确定分力的方向,强化“等效替代”的物理思想. 4.会用作图法和直角三角形的知识求分力.
5.会用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识.
自主探究
1. 叫做力的分解.
2.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守 .
3.在没有限制的情况下,同一个力可以分解为 的分力.
4.把两个共点力中的一个平移,使它们首尾相接,再用一个有向线段与两个力连接成一个三角形,第三边就是 ,这种把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法,叫做 . 5.既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做 .只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做 .
合作探究
一、力的分解
活动探究:根据实际作用效果来确定分力方向.
用斜向上的力F拉物块,观察电子秤的示数变化.
说明:(1)观察现象,可以看到测力计示数变小,并且物体要向右运动.
(2)电子秤的读数减小,表示力F的一个分力竖直向上;物块水平滑动,表示力F的一个分力水平向右.
(3)根据作用效果画平行四边形分解力F.
思考讨论下列几种情况物体重力的作用效果,并根据效果分解斜面上物体的重力G.
(1)放在水平支持面上的物体,重力的作用效果是 ;
(2)靠在竖直墙上的物体,重力的作用效果是 ; (3)猜测放在斜面上的物体,重力的作用效果是 . 拓展延伸:高大的桥为什么需要很长的引桥?
1.在对力进行分解时,可以根据 来确定分力的方向. 2.分解力的一般步骤:
(1) ; (2) ; (3) ; (4) . 二、矢量相加的法则
1.位移的运算:如图所示,一个人从A走到B,发生的位移是xAB,又从B走到C,发生的位移是xBC.画出人在整个过程中的位移xAC.
2.速度的运算:一发炮弹以速度v沿与水平方向成θ角发射,该速度的水平分速度vx= ;竖直分速度vy= .
3.三角形定则的推演过程:根据平行四边形对边 的性质,力的平行四边形定则可用更简单的力的三角形定则来代替.
4.矢量与标量的根本区别在于它们遵从的运算法则不同,矢量相加遵从 ;标量求和按照 .
课堂检测
1.关于合力与其两个分力的关系,下列说法中错误的是( ) A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同 B.合力的大小一定等于两个分力的代数和 C.合力可能小于它的任一分力
D.合力大小可能等于某一分力的大小
2.如图所示,重为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么( ) A.F1就是物体对斜面的压力
B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为Gcosα C.F2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.已知竖直平面内有一个大小为10N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.Fx=5N,Fy=5N B.Fx=5√3N,Fy=5N C.Fx=5N,Fy=5√3N D.Fx=10N,Fy=10N
4.如图所示,两个体重相同的小孩甲、乙静止坐在秋千上,则下面的叙述正确的是( ) A.甲绳子的拉力大 B.乙绳子的拉力大
C.甲、乙绳子的拉力一样大 D.不确定
5.将一个大小为7N的力分解为两个力,其中一个分力的大小为4N,则另一个分力的大小不可能是( ) A.4N B.7N C.11N D.12N
6.如图所示,细绳OM与ON所能承受的最大拉力相同,长度lOM>lON,则在不断增加重物G的重力过程中(绳OC不会断)( ) A.ON绳先被拉断 B.OM绳先被拉断
C.ON绳和OM绳同时被拉断
D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断
7.如图所示,将一个已知力F分解为F1和F2,已知F=10N,F1与F的夹角为37°,则F2的最小值是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( ) A.4N B.6N C.8N D.10N
8.用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车,如图所示,其中一辆拖拉机沿与卡车前进方向成45°角、大小为1000√2N的力F1拉卡车,另一辆拖拉机沿与卡车前进方向成30°角、大小为2×103N的力F2拉卡车,卡车开动后自身向前提供的动力为4×103N,三车同时作用,刚好使卡车脱离泥坑,则卡车受到的阻力约为( ) A.8.2×103N B.6.0×103N C.5.6×103N D.6.7×103N
9.一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到一组唯一的解( ) A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上 B.已知两个分力的大小
C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向 D.已知一个分力的大小和方向
10.如图,一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水,则下列说法正确的是( )
A.大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力 B.大人的拉力一定等于两个小孩的拉力大小之和 C.两个小孩两手臂夹角θ越大,则小孩拉力越小 D.两个小孩两手臂夹角θ越大,则小孩拉力越大
11.如图所示,用12N的力拉一物体,拉力与水平面间的夹角是30°,则拉力的水平分力是多大?竖直分力是多大?
12.城市中的路灯、无轨电车的供电线路等经常用三角形的结构悬挂,如图是这类结构的一种简化模型.图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重力都可忽略.如果悬挂钢索AO能承受的最大拉力为2×104N,θ=30°,则当杆BO处于水平位置,即垂直于竖直墙面时,悬挂的物重不能超过多少牛?
参考答案自主探究 1.已知一个力求它的分力的过程 2.平行四边形定则
3.无数对大小、方向不同 4.合力 三角形定则 5.矢量 标量 合作探究
一、力的分解
1.力的实际作用效果
2.确定所要研究的合力 分析合力的实际作用效果 确定两分力的方向 按平行四边形定则进行分解
二、矢量相加的法则 1.
2.vcosθ vsinθ 3.平行且相等
4.平行四边形定则 算术法则 课堂检测 1.B 解析:合力与分力在作用效果上是相同的,它们可以互相替换,选项A正确;合力的大小范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2,选项C、D正确,选项B错误.
2.B 解析:合力与分力是一种等效替代关系,如果用了两分力F1和F2,就不能再用真实力G,否则力就多了.在对物体进行受力分析时,只分析物体实际受到的力,故选项D错误;某几个真实力的合力或某一真实力的分力,是为了研究问题方便而假想的力,实际上是不存在的,本题中真实力G的两分力F1和F2是实际上并不存在的力,应与其他实际力区别开来,选项A、C将两个并不存在的力“F1和F2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈,显然是错误的,只有选项B正确.
3.B 解析:画出坐标系及受力情况,如图所示,已知两分力方向,作出平行四边形,由三角形关系得Fx=Fcos30°=5√3N,Fy=Fsin30°=5N.
力的分解（导）学案 - 图文
