第五节 力的分解
学习目标
(一)课程要求
1.理解力的分解的概念
2.能根据实际情况确定分力的方向,并能用平行四边形定则和几何知识求分力
3.理解矢量的定义及矢量运算法则,能使用三角形定则解决实际问题
(二)重、难点
重点:1.理解力的分解的概念
2.根据实际情况确定进行力的分解
难点:1.根据实际情况,进行力的分解
2.三角形定则的理解和应用
强化基础
1.下列能满足矢量相加的法则的物理量是( )
A.力 B.速度
C.路程 D.位移
2.把一个已知力的进行分解,下列情况中具有惟一一对分力的是( )
A.已知一个分力的大小和方向
B.已知一个分力的大小和另一个分力的方向
C.已知两个分力的大小
D.已知两个分力的方向
3.如图1所示,把光滑斜面上物体所受的重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )
A.F1是物体受到的下滑力,F2是物体对斜面的压力
B.F1是使物体下滑的力,F2是使物体压紧斜面的力
C.物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用
D.力FN、F1、F2这三个力的共同作用效果与mg 、FN这两个力的 共同作用效果相同
4.以下说法正确的是( )
A.2N的力能够分解成6N和3N的两个分力
B.10N的力可以分解成5N和4N的两个分力
C.2N的力可以分解成8N和6N的两个分力
D.10N的力可以分解成10N和5N的两个分力
5.如图2所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面之间的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,受到的摩擦力大小是( )
A.甲、乙、丙所受摩擦力相同
B.甲受到的摩擦力最大
C.乙受到的摩擦力最大
D.丙受到的摩擦力最大
6. 一个小球在2s时间内水平向右发生了8m的位移,同在这2s内,它也竖直上升了6m。则该小球在这2s内的位移大小为______________、方向是_____________________。
(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
7.一个人通过轻绳拉着一木箱前进,如图3所示,拉力为12N,绳子与水平面夹角为,则拉力的水平分力是多大?竖直分力是多大?
8.如图4所示,在三角形支架上的B点用一根轻绳挂一个重为120N的重物G,已知θ=,求横梁BC和斜梁AB所受的力(A、C处为光滑铰链连接)。
提升能力
9.如图5所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为( )
A.mg 和mg B.mg和mg
C.mg和mg D.mg 和mg
10.如图6所示,表面光滑,质量不计的尖劈,插在缝A、B之间,在尖劈背上加一压力F,则尖劈对A侧压力为____________,对B侧压力为_____________。
11.把一个80N的力分解成两个分力F1和F2,其中力F1与F的夹角为,求:当F2最小时,另一个分力F1的大小。
四.感悟经典
力学在实际生活中的应用
许多学生可能认为物理是一门十分枯燥的学科,并且所学的知识离自己很遥远,在实际生活中根本用不到。然而随着高考改革的不断推进,现阶段的物理学习已经逐渐向以应用知识解决问题的方法考核为主,也就是三维目标中的“过程与方法”。作为为中学物理主干知识的力学部分,它与日常生活、生产实际和现代科技有十分紧密的联系。
例1:刀、刨等切削工具的刃部叫做劈,劈的横截面是一个三角形,如图7所示,使用劈的两个侧面推压物体,把物体劈开,设劈的横截面是一个等腰三角形,劈背的宽度是d,劈的侧面的长度是L。说明为什么劈的两侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体。
解析:根据力的分解法画力F的分力F1、F2的矢量图,如图8所示。由矢量△OFF1与几何△ABC相似,得
,即 解得:
当F一定时,劈的两侧面之间的夹角越小,就越大,F1、F2就越大。即两侧面夹角越小的工具就越容易劈开物体。
例2:为了把陷在泥坑里的汽车拉出来,司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上,开始时车与树相距12 m,然后在绳的中点用400 N的力F,沿与绳垂直的方向拉绳,如果中点被缓慢拉过60 cm,如图9所示,假设绳子的伸长可以不计,求汽车受到的拉力的大小。
解析:由力的分解可得
第五节 力的分解
一.强化基础
1.ABD 2.AD 3.BD 4.CD 5.C
6. 10m,方向:右上,与水平方向成53°
7. 略
8.解:重物对B向下的拉力F大小等于重物的重力,F=120N,它产生的效果是拉AB斜梁和压BC横梁,即可以将竖直向下的力F沿AB延长线方向和BC方向分解。如图作平行四边形,由三角形角边关系知,F1=N;F2==240N。
二.提升能力
9.A 10. ;Fcotα
11. 解:当F2最小时,如右图所示,F1和F2垂直,
F2=Fsin=80×N=40N,此时F1=Fcos=80×
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