内容正文:
5 力的分解
[学习目标]
1.知道什么是力的分解,明确力的分解是力的合成的逆
运算。
2.理解力的分解遵循平行四边形定则,会正确分解一个
力,并会用作图法和计算法求分力。
3.会用正交分解法求几个力的合力。
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实践应用
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物理
1.力的分解:一个力作用在物体上也可以用几个共同作用在物体上的共点力来 ,这几个力称为那一个力的 。求一个已知力的 叫作力的分解。
2.分解法则:力的分解是 的逆运算,遵循
。
知识点一 一个力可用几个力来替代
等效替代
分力
分力
力的合成
平行四边形定则
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3.分解方法:把一个已知力F作为平行四边形的 ,那么,与力F共点的平行四边形的两个 就表示力F的两个分力。
4.分解依据
(1)特点:一个力分解为两个力,在理论上可以分解为 .组大小、方向不同的分力。
(2)依据:在实际问题中怎样分解一个力,要具体问题具体分析,以方便 为原则。
对角线
邻边
无数
解决问题
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1.城市里高大的立交桥建有长长的引桥,减小了坡度,使车辆所受重力 的分力对行驶的影响减弱,可以使上桥更容易,下桥更安全。
2.观察桥梁结构,筑成大拱的各石块间接触面与竖直方向成一定
,石块受到的重力和来自桥面的压力可以分解为 .的分力,产生 的作用效果,如图所示。通过层层挤压,拱桥形成了稳定的结构。
沿桥面方向
知识点二 力的分解的应用
角度
垂直于接触面
相互挤压
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3.在斜拉桥设计中,钢索拉力F可以分解为竖直向上的分力F1和水平(桥面)方向的分力F2。当有车辆经过P点时,车身的压力会使得梁体产生弯曲形变。此时, 可以抵消或减轻车辆对梁体的影响。
F1
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建立平面直角坐标系,将力沿 的两个方向进行分解,这种方法通常称为力的正交分解。
相互垂直
知识点三 力的正交分解
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1.思考判断
(1)把已知力F分解为两个分力F1与F2,此时物体受到F、F1、F2三个力的作用。( )
(2)一个力的分力有无数组。( )
(3)一个力只能分解为两个力。( )
(4)两个力的合力一定大于其中任意一个分力。( )
(5)合力的大小随分力间夹角的增大而减小。( )
√
×
√
√
×
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2.思维探究
(1)将一个力分解时,可以有多少种分解方式?
答案:不给定分力的条件,分解方式有无数种,只要满足平行四边形定则即可。
(2)如果限定了两个分力的方向,那么分解一个力的方式是唯一确定的吗?
答案:是唯一确定的。
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物理
要点一 力的效果分解法
如图所示拖拉机对耙的拉力F产生两个作用效果,把F分解为水平分力F1和竖直分力F2,请思考下列问题。
(1)F1与F2的作用效果是什么?
答案:(1)F1是让耙向前运动,F2是抵消一部分重力,不至于让耙在泥土中陷得太深。
(2)F与F1、F2的关系如何?
答案:(2)两个分力F1、F2共同的作用效果可以代替F的作用效果,满足等效替代关系。
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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)利用几何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,AB、AC两光滑斜面互相垂直。AC与水平方向成30°角。若把球O的重力G按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为( )
√
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