内容正文:
第五节 力的分解
[定位·学习目标]
1.通过学习力的分解的概念,知道力的分解是力的合成的逆运算,并能够根据力的作用效果进行分解计算和推理,处理实际问题.
2.通过体会学习力的分解过程,培养发现物理规律,并与他人合作交流归纳,形成结论并加以验证探究的科学思维.
3.通过理解在实际分解中的分解情况和正交分解的处理思路,感受物理科学的逻辑之美,激发探索科学的兴趣.
探究·必备知识
突破·关键能力
检测·学习效果
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物理
一、力的分解方法
1.力的分解法则
(1)力的分解是力的合成的 ,同样遵循
.
逆运算
平行四边
形定则
(2)如图所示,把一个已知力F作为平行四边形的 ,与力F共点的平行四边形的两个 ,就表示力F的两个分力F1和F2.
对角线
邻边
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2.力的分解依据
(1)如果没有限制,同一个力可分解为 对大小和方向都不同的分力.
(2)在实际应用中,在进行力的分解时,一般先根据力产生的 确定分力的 ,再依据平行四边形定则计算分力的大小.
无数
效果
方向
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二、力的分解的应用
1.实例:用较小的力将载货卡车拉出泥坑,如图所示,用一个较小的合力产生两个 的分力.
较大
2.合力与分力的关系:当合力一定时,分力的大小和方向会随着分力间的夹角改变而改变,两个分力的夹角越大,分力就越 .
大
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1.判断正误.
(1)一个力分解时若不加限制条件可以分解为无数对分力.( )
(2)在进行力的分解时必须按照力的实际效果来分解.
( )
(3)在力的分解中,分力可以比合力大.( )
√
×
√
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2.如图所示,光滑固定斜面倾角为θ.一个小球用轻质细线悬挂在固定挡板上的O点,小球静止.此时细线与斜面成夹角α(α<θ).根据力的作用效果,小球的重力可分解为( )
A.沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力
B.垂直斜面向下的分力和沿细线向下的分力
C.沿斜面向下的分力和沿细线向下的分力
D.沿斜面向上的分力和沿细线向上的分力
√
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解析:因重力作用的效果使得小球对斜面产生压力,对细线产生拉力,则根据力的作用效果,小球的重力可分解为垂直斜面向下的分力和沿细线向下的分力,故选B.
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3.一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力,一个分力在水平方向上并等于240 N,求另一个分力的大小和方向.
(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
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物理
探究点一 力的效果分解法
为了行车方便和安全,高大的桥往往要建造很长的引桥.
(1)在引桥上,汽车重力有什么作用效果?
答案:(1)汽车重力的两个作用效果是垂直桥面向下
使汽车压桥面和沿桥面向下使汽车下滑或阻碍汽车上行.
(2)从力的分解的角度分析,引桥很长有什么好处?
答案:(2)高大的桥建造很长的引桥可以减小汽车重力沿桥面向下的分力,使行车更安全.
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1.力的效果分解法注意事项
(1)明确力产生的效果.
(2)按照力的作用效果确定出两分力的方向.
(3)依据力及两个分力方向作出相应的平行四边形.
(4)利用三角函数、直角三角形、相似三角形等知识计算分力的大小.
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2.常见的按实际效果分解的几个实例
实例 分析
地面上物体受斜向上的拉力F,会使物体沿水平面前进和向上提,其分力大小为F1=
Fcos α,F2=Fsin α
质量为m的物体静止在斜面上,其重力使物体具有沿斜面下滑的趋势和使物体压紧斜面,其分力大小为F1=mgsin α,F2=
mgcos α
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[例1] 如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球1、2,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直斜面.
(1)分别画出将小球所受的重力按力的作用效果进行分解的示意图;
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答案及解析:(1)球1,球2所受重力G按效果分解如图所示.
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(2)求球1的重力G在垂直于挡板和斜面方向的分力大小;
(3)求球2的重力G在垂直于挡板和斜面方向的分力大小.
解析:(3