物理必修一力的分解

新课力的分解拖拉机拉着耙，对耙斜向上的拉力F产生两个效果，一个水平的力F1使耙前进，一个竖直向上的力F2把耙向上提。可见力F可以用两个力F1和F2来代替。力F1和F2是力F的分力。求一个已知力的分力叫做力的分解。因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。新课力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解。力的分解与法则力的分解遵守平行四边形定则：把已知力作为平行四边形的对角线，平行四边形的两个邻边就是这个已知力的两个分力。同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的力。在实际问题中按力的作用效果来分解。新课力的分解举例把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？GG1G2θθ把重力分解为使物体平行与斜面下滑的力G1,和使物体垂直于斜面压紧斜面的力G2。G1=GsinθG2=Gcosθ思考题：当斜面倾斜角增大时，分析:G1和G2如何变化？2、当倾斜角减小时，分析G1和G2如何变化？新课力的分解举例GFNG1例2、重为G的球放在光滑的竖直挡板和倾角为的斜面之间,求挡板和斜面对球的作用力各多大?解：球受到重力G、斜面支持力N，共三个力作用.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。F=G1=GtgN=G2=G/cosG2例3、放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力F的作用，该力与水平方向夹角为θ，怎样把力F按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？F1=FcosθF2=FsinθθFF1F2Fθ新课力的分解举例新课例3：把的物体挂在成角度的两根细绳MO，NO上，已知物体对悬点O的拉力T等于物体所受的重力G。如图所示，怎样把力T按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？（sin370=0.6,cos370=0.8)0237cosTTMGT1T2ON3705300137sinTTT370力的分解举例TT1T2θtan1TTcos/2TT例2：在竖直墙上固定一个轻支架，横杆OM垂直于墙壁，斜杆ON跟墙的夹角为θ，在支架的O点挂有一个重为G的物体，如图所示。怎样确定杆OM、ON的受力方向？OMNθ新课力的分解举例新课力的分解举例分力的计算在进行力的分解时，一般先根据力的作用效果来确定分力的方向，再根据平行四边形法则来计算分力的大小。力的作用效果如何体现呢？新课力的分解举例【练习1】试根据效果将以下各力进行分解F新课力的正交分解•在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化，尤其是在求多个力的合力时，用正交分解的方法，先将力分解再合成非常简单．（1）定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解（2）正交分解步骤：①建立xoy直角坐标系②沿x、y轴将各力分解③求xy轴上的合力Fx,Fy④最后求Fx和Fy的合力Fxy大小：22yxFFF方向：xyFFtanF1F2F3OF2yF1yF3yF3xF1xF2X怎样去选取坐标呢？原则上是任意的，实际问题中，让尽可能多的力落在这个方向上，这样就可以尽可能少分解力．新课物体受到三个共点力F1=20N，F2=10N、F3=30N（方向如图）作用，求物体分别沿水平方向和竖直方向受到的合力。xy37o53ooF1F2F3F1解：将F1和F2和F3沿水平方向和竖直方向分解：FX=F1cos37O-F2cos53O=20×0.8N-10×0.6N=10NFY=F1sin37O+F2SIN53O-F3=20×0.6N+10×0.8N-30N=-10N力的正交分解5、重量为40N的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数μ=0.4，若用斜向上的推力F=50N托住物体，物体处于静止状态，如图所示，这时物体受到的摩擦力是N，要使物体匀速下滑，推力F大小应为N．平衡问题尽可能让更多的力在X轴、Y轴上列方程：FX=0、FY=0把不在轴上的力进行分解力的正交分解GfNF解：对物体受力分析如图所示,建立如图坐标轴，将F力进行如图分解，则有：xyFxFyFx合Fy合=0=0FxFy=N+f=G370=N+f=GFcos370Fsin370即即f=G-Fsin370=40N-50×0.6N=10N物体处于静止状态时，F=50N，②①③物体处于匀速推动时，f=µFN=µN=µFcos370联立①②③得：Fsin370＋µFcos370＝ＧF＝sin370＋µcos370G＝0.6＋0.4×0.840N＝43.5N力的正交分解三角形定则一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。ABCABC把两个矢量首尾相接从面求出合矢量的方法叫做三角形定则，既有大小又有方向，并且在相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量．只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加减的物理量叫做标量．平行四边形定则和三角形定则实质上是一样的，只不过是一种规律的不同表现形式．F1F2F3F1F2F3F1F2F3求各组共点力的合力2F12F20从正六边形ABCDEF的一个顶点向其他5个顶点作用着5个力F1、F2、F3、F4、F5,如图所示.已知F1=10N,具体各力的大小跟对应的边长成正比,这5个力的合力大小为N.60新课一个力分解的几种常见情况：即合力已知，合力的大小和方向都已知。1、已知两个分力的方向，求两个分力的大小，有唯一解。2、已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向，有唯一解。力的分解举例FF1F2F1F1FF2新课3、已知一个分力的方向，则另一个分力有无数个解，且有最小值，（两分力方向垂直时）。力的分解举例F新课4、已知一个分力F1的方向（与F夹角，且）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2＞F或F2＝Fsin时，）有两组解（F2＜F，F2＞Fsin时),或无解（F2＜Fsin时）。90＜FF1F2力的分解举例F14、已知一个分力F1的方向（与F夹角，且）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2＞F或F2＝Fsin时，）有两组解（F2＜F，F2＞Fsin时),或无解（F2＜Fsin时）。90＜4、已知一个分力F1的方向（与F夹角，且）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2＞F或F2＝Fsin时，）有两组解（F2＜F，F2＞Fsin时),或无解（F2＜Fsin时）。90＜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.已知两个分力的大小B.已知两个分力的方向C.已知一个分力的大小和另一分力的方向D.已知一个分力的大小和方向BD大小为4N、7N、9N的三个共点力作用在一个物体上，关于三个力的合力大小，下列判断中正确的是()A．可能为20NB．可能为5NC．不可能小于4ND．不可能小于2NAB有三个共点力，大小分别是F1＝5N，F2＝6N，F3＝8N，则这三个共点力的合力的取值范围是＿_______≤F≤_______；另有三个共点力，大小分别为F1=1N,F2=3N,F3=6N，则这三个共点力的合力的取值范围是______≤F≤_______．019N2N10N求三个力F1、F2、F3的合力F：设F1＞F2＞F3，合力的取值范围：如果F1＞F2+F3，F1+F2+F3≥F≥F1-（F2+F3）如果F1＜F2+F3，F1+F2+F3≥F≥0如图所示,作用在物体上的同一平面内的四个共点力合力为零,若其中F2、F3、F4大小和方向保持不变,F1逆时针方向转过90°,而大小保持不变,则此物体所受的合力大小为()A.F1B.2F2C.F1D.F1222A如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图所示，那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢?F1x=F2xF1x＝F1sina，F2x＝F2sinβF1sina＝F2sinβF1/F2＝sina/sinβ如图所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200N，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力。合力与F1、F2的夹角均为30°NNFF346320030cos21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（）FA.mgB.(mg+Fsin)C.(mg-Fsin)D.FcosB、D如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳所受力的大小如何变化？如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳oA使连接点A向上移动而保持0点的位置不变，则在A点向上移动的过程中()A.绳OB的拉力逐渐增大B.绳OB的拉力逐渐减小C.绳0A的拉力先增大后减小D.绳0A的拉力先减小后增大BD如图所示，重为C的物体系在OA，OB两根轻绳上，A、B两端挂在水平天花板上，OA、OB与天花板的夹角分别为α、β，且αβ，∠A0B900．(1)试比较两轻绳对物体拉力的大小．(2)若将轻绳OB缩短，使B端沿天花板向左移动但始终保持物体的位置不变，试问：在使OB绳向竖直方向移动过程中，两绳的拉力将怎样变化?(1)OA对物体的拉力较大(2)OA对物体的拉力逐渐减小，OB对物体的拉力先减小，后增大如图所示，物重30N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受最大拉力为20N，再用一绳系OC绳的A点，BA绳能承受的最大拉力为30N，现用水平力拉BA，可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度?当OA绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大时，OA和BA绳中的拉力都逐渐增大.其中某一根的拉力达到它本身能承受的最大拉力时，就不能再增大角度了.显然，OA绳中的拉力先达到这一要求.所以有cosθ=所以θ=30°2332030OATG3如图所示，重225N的物体G由OA和0B两根绳子拉着，绳0B始终保持沿水平方向．已知两根绳子能承受的最大拉力均为150N，为了保持绳子不被拉断，绳子OA与竖直方向的夹角α的最大值应为多少?3300一个氢气球重为10N，所受的空气浮力大小为16N，用一根轻绳拴住．由于受水平风力的作用，气球稳定时，轻绳与地面成60°，如图所示，求：(1)绳的拉力为多大？(2)气球所受水平风力为多大？N34)1(N32)2(