内容正文:
5 力的分解
高大的桥要造很长的引桥,来减小桥面的坡度。你知道工程师为什么这样设计吗?
颇具讽刺意味的是,由于质量不过关,黄石大桥“治超”工作反而成了搞得最好的,大桥两端都安装了超大型衡器,每天投入80多人进行管理。
1996年12月16日正式通车的黄石长江公路大桥是国家重点工程,是国家公路干线312国道(上海至成都)上的特大型桥梁,是交通部自主设计、制造的第一座特大型桥梁,1999年竣工验收时被评为优良工程。然而,竣工仅仅7年,种种安全隐患却逐渐暴露出来。
降档通行是在“优良工程”运行7年后发生的事。因为在2002年11月,有关单位就已发现大桥3个跨度为245米的主跨存在跨中下挠(连接桥梁的桥面向下弯曲)现象,如继续下挠大桥就会垮塌。建设单位只得再投资7000多万元,对大桥进行了为期18个月的“大修”,采取对原主桥混凝土缺陷修复、箱梁裂缝处治、箱梁碳纤维补强等措施。
在1999年的竣工验收报告上记者看到,“主桥边跨现浇段结构主拉应力安全储备偏小,局部出现裂缝”、“主桥纵向线型控制不够理想,主梁腹板局部尺寸控制不严”等。令人不解的是,就是这样一个“安全储备偏小,局部出现裂缝”的大桥却被评为了优良工程。
据知情人士介绍,大桥成了今天这个样子,和当时设计、施工队伍的技术能力、施工中随时变更设计及地方政府为抢时间急攻冒进等各种因素有关。
目前,交通部门以黄石长江公路大桥建设时间较早,技术标准较低,交通量已趋于饱和状态等为由,已决定在离黄石长江公路大桥不过千米的江段上,投资29.4亿元,再建一座鄂东长江公路大桥。(刘新华 荣先明 来源:市场报)
一座只运行了七年的长江大桥,就不行了。不禁使我想起武汉长江大桥,当年由苏联专家设计的,几十年来只大修过一次。反而,武汉市其他的长江大桥、汉水桥,都是运行了时间不长,都要进行大修。
实在搞不懂,现在科技这发达,为什么修的大桥还赶不上苏联人五十年前设计的水平呢。
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为什么刀刃的夹角越小越锋利?
斧
1.知道力的分解的概念和运算法则。
2.会根据实际的作用效果分解力。(重点)
3.体会正交法分解力的方法。
如果几个力共同作用产生的效果与一个力单独作
用产生的效果相同,那么这几个力就叫那一个力
的_____,这一个力就叫那几个力的_____.
(合力)
(分力)
(分力)
力的合成
力的分解
分力
合力
分力
合力
F
如果没有其他限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形.
由此看来:如果没有条件限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形。也就是说,一个力可以由无数组分力来组成。
因此
通常按力的实际作用效果进行分解
2.如何按照力的作用效果分解?
案例一:放在斜面上的物块,物块所受到的重力产生怎么样的作用效果?
θ
探究重力的作用效果
因此,倾角为θ的斜面上放有一个物体,该物体受到的重力G能对物体产生:(1)使物体沿斜面下滑
(2)使物体紧压斜面,则应该分解如下图:
G
F1
F2
θ
两个分力的大小为:
方向:沿斜面向下
方向:垂直于斜面向下
学生分析:斜面倾角增大,F1 , F2 _______
增大
减小
θ
案例二:探究拉力的作用的效果
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案例二:探究三脚架上力的作用的效果
A
B
C
G
F1
F2
θ
θ
力的分解的一般步骤:
根据平行四边
形或三角形知
识确定分力的
大小和方向.
根据已知合
力和两个分
力方向作平
行四边形;
根据力的作用
效果确定两个
分力的方向;
第一步
第二步
第三步
【典例1】如图,重为G的球,被一竖直光滑挡板挡住,静止在倾角为30°的光滑斜面上,试根据力的作用效果对物体所受重力进行分解。
F2
F1
方向:垂直于斜面向下
方向:水平向左
30°
G
【典例2】 在一根细线上用轻
质挂钩悬挂一重为G的物体,
挂钩与细线之间的摩擦忽略不
计。已知细线所成的张角为
θ,求细线的张力为多大?
解析:
θ/2
F2
F1
G
T1
T2
?
(
θ
O
·
G/2
F1
θ/2
(
劈
F1
F2
F
为什么薄薄的刀刃能够轻易劈开竹子?
二、力的正交分解
实际对力进行分解时,为便于计算,常常采用正交分解法
定义:把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解
正交分解步骤:
①建立直角坐标系
②沿x、y轴将各力分解
③求x、y轴上的合力Fx、Fy的大小
y
x
F
Fx
Fy
θ
【典例3】木箱重500 N,放在水平地面上,一个人用大小为200 N与水平方向成30°向上的力拉木箱,木箱沿地平面匀速运动,求木箱受到的摩擦力和地面所