8、一個(gè)傾角為θ的光滑斜面固定在豎直的光滑墻壁上,為使一鐵球靜止于墻壁與斜面之間,需用一作用線通過球心的水平推力F作用于球上,在此情況下如圖3-5-3所示。
圖3-5-3
A.墻對(duì)球的壓力一定等于F B、球的重力一定大于F
C.斜面對(duì)球的支持力一定小于G D、斜面對(duì)球的支持力一定大于G
7、對(duì)一個(gè)已知的力F進(jìn)行分解時(shí),已知下面哪一個(gè)條件,它的解肯定是惟一的( )
A.已知一個(gè)分力的大小和方向
B.已知兩個(gè)分力的方向
C.已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向
D.已知一個(gè)分力的方向
自主探究題
6、如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ的斜面上始終保持靜止,如果傾角逐漸減小,則( ) A、物體給斜面的壓力逐漸加大 B、斜面給物體的摩擦力逐漸加大 C、斜面給物體的摩擦力逐漸減小 D、物體給斜面的壓力先增大后減小
5.將一個(gè)力F分解為不為零的兩個(gè)分力,下列哪些分解結(jié)果是不可能的?
A.分力之一垂直于F B.兩個(gè)分力都在同一條直線上
C.一個(gè)分力的大小與F的大小相等 D.一個(gè)分力與F相等
思維拓展題
4.有一個(gè)力大小為100 N,將它分解為兩個(gè)力,已知它的一個(gè)分力與該力方向的夾角為30°,那么,它的另一個(gè)分力的最小值是 N,與該力的夾角為 .
3.一個(gè)力,若它的一個(gè)分力作用線已經(jīng)給定(與該力不共線),另外一個(gè)分力的大小任意給定,分解結(jié)果可能有 種.
2.一個(gè)力,若它的兩個(gè)分力與該力均在同一條直線上,分解結(jié)果可能有 種.
1.一個(gè)力,若它的兩個(gè)分力的作用線已經(jīng)給定,分解結(jié)果可能有 種(注:兩分力作用線與該力作用線不重疊).
2.力的分解方法
力的分解是力的合成的 ,同樣遵守 ,即以已知力作為
畫平行四邊形,與已知力共點(diǎn)的平行四邊形的 表示兩個(gè)分力的大小和方向。
若不加任何限制條件,將一個(gè)已知力分解為兩個(gè)分力時(shí)可以有 種分解方式,所以對(duì)力的分解就必須加以限制,否則,力的分解將無實(shí)際意義。通常在實(shí)際中,我們是根據(jù)力的 來分解一個(gè)力。這就要求在力的分解之前必須搞清楚力的 ,這樣就確定了分力的方向,力的分解將是惟一的。
典型例題精講
例1. 如圖所示,電燈的重力為,AO繩與頂板間的夾角為,BO繩水平,則AO繩所受的拉力和BO繩所受的拉力分別為多少?
解析;先分析物理現(xiàn)象,為什么繩AO、BO受到拉力呢?原因是OC繩受到電燈的拉力使繩張緊產(chǎn)生的,因此OC繩的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)效果,一是沿AO向下的拉豎AO的分力,另一個(gè)是沿BO繩向左的拉緊BO繩的分力。畫出平行四邊形,如圖5�2所示。因?yàn)镺C繩的拉力等于電燈的重力,因此由幾何關(guān)系得
其方向分別為沿AO方向和沿BO方向(如圖5�2所示)。
例2. 在例1中,如果保持A、O位置不變,當(dāng)B點(diǎn)逐漸向上移動(dòng)到O點(diǎn)的正上方時(shí),AO、BO繩的拉力大小是如何變化的?
解析:由上題分析得,OC繩的拉力效果有兩個(gè),一是沿AO繩拉緊AO的效果,另一個(gè)是沿BO繩使BO繩拉緊的效果。根據(jù)OC繩拉力的效果,用平行四邊形定則,作出OC繩的拉力和兩個(gè)分力在OB繩方向變化時(shí)的幾個(gè)平行四邊形,如圖5�3所示。由圖可知,當(dāng)B點(diǎn)位置逐漸變化到B”、B””的過程中,表示大小的線段的長度在逐漸減小。故在不斷減;表示大小的線段的長度先減小后增大,故是先減小后增大。
說明:在分析分力如何變化時(shí),一般采用圖解法來分析比較容易和方便
考題回放
例1(2001•全國高考題•12)如圖3-5-1 所示,質(zhì)量為m、橫截面為直角三角形的物塊ABC,∠ABC=α,AB邊靠在豎直墻面上,F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力,現(xiàn)物塊靜止不動(dòng),則摩擦力的大小為 。
圖3-5-1 圖3-5-2
解析:本題考查正交分解法處理平衡問題,對(duì)物塊受力分析如圖3-5-2所示,豎直方向受力平衡:mg+Fsinα= Ff ,故摩擦力大小為Ff = mg+Fsinα
點(diǎn)評(píng):本題考生失分最多的地方是把sinα誤認(rèn)為是cosα。
例題2(西安2004年高考模擬試題) 在圖中,斜面的傾角為θ,球的重量為G,球面與斜面均光滑,測(cè)得平衡時(shí)細(xì)繩與斜面間的夾角為a.求細(xì)繩受到的拉力T多大?斜面受到的壓力N多大?
分析與解球平衡時(shí)受三個(gè)力作用:重力G、斜面的支持力N、細(xì)繩的拉力T,G與N的作用線相交于球心O,所以平衡時(shí)細(xì)繩的延長城肯定通過O點(diǎn).球在三個(gè)共點(diǎn)的力作用下平衡.
解法1根據(jù)重力的作用效果,將G沿細(xì)繩延長線方向和垂直于斜面的方向分解成兩個(gè)分力,如圖:
顯然,細(xì)繩受到拉力與G1相等,斜而受到的壓力等于G2。
解法發(fā)散
解法2球在共點(diǎn)力G、N、T作用下處于平衡狀態(tài).作受力圖,建立直角坐標(biāo),原點(diǎn)與球心O重合,X軸平行于外面,y軸垂直于斜面.
根據(jù)力的平衡條件,可列方程
探究延伸
例、如圖所示,B、C兩個(gè)小球均重G,用細(xì)線懸掛而靜止于A、D兩點(diǎn)。求: (1)AB和CD兩根細(xì)線的拉力各多大? (2)細(xì)線BC與豎直方向的夾角是多少? 解析: (1)以B、C為整體受力分析如圖 正交分解,列方程: TAcos60°= TD cos30° TAsin60°+TD sin 30°= 2G 解之得:TA= G,TD=G (2)對(duì)B受力分析如圖 正交分解,列方程: TAcos60°= TC cosθ TAsin60°= G+TCsinθ 對(duì)C受力分析如圖 正交分解,列方程: TBcosθ= TD cos30° TBsinθ+TD sin 30°= G 又知TC=TB,聯(lián)立上各式可得: θ=60°
隨堂闖關(guān)
基礎(chǔ)鞏固題
1.力的分解
如果一個(gè)力的作用可以用 來等效替代,這幾個(gè)力稱為這個(gè)力的分力。求 叫做力的分解。
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