1、第三章 相互作用5 力的分解学习目标1.知道力的分解的概念,知道力的分解是力的合成的逆运算.2.通过实验理解、体验什么是力的作用效果.3.掌握根据实际需要来确定分力的方向,强化“等效替代”的物理思想.4.会用作图法和直角三角形的知识求分力.5.会用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识.自主探究1. 叫做力的分解.2.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守 .3.在没有限制的情况下,同一个力可以分解为 的分力.4.把两个共点力中的一个平移,使它们首尾相接,再用一个有向线段与两个力连接成一个三角形,第三边就是 ,这种把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法,
2、叫做 .5.既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做 .只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做 .合作探究一、力的分解活动探究:根据实际作用效果来确定分力方向.用斜向上的力F拉物块,观察电子秤的示数变化.说明:(1)观察现象,可以看到测力计示数变小,并且物体要向右运动.(2)电子秤的读数减小,表示力F的一个分力竖直向上;物块水平滑动,表示力F的一个分力水平向右.(3)根据作用效果画平行四边形分解力F.思考讨论下列几种情况物体重力的作用效果,并根据效果分解斜面上物体的重力G.(1)放在水平支持面上的物体,重力的作用效果是 ;(2)靠在竖直墙上的物体,
3、重力的作用效果是 ;(3)猜测放在斜面上的物体,重力的作用效果是 .拓展延伸:高大的桥为什么需要很长的引桥?1.在对力进行分解时,可以根据 来确定分力的方向.2.分解力的一般步骤:(1) ;(2) ;(3) ;(4) .二、矢量相加的法则1.位移的运算:如图所示,一个人从A走到B,发生的位移是xAB,又从B走到C,发生的位移是xBC.画出人在整个过程中的位移xAC.2.速度的运算:一发炮弹以速度v沿与水平方向成角发射,该速度的水平分速度vx= ;竖直分速度vy= .3.三角形定则的推演过程:根据平行四边形对边 的性质,力的平行四边形定则可用更简单的力的三角形定则来代替.4.矢量与标量的根本区别
4、在于它们遵从的运算法则不同,矢量相加遵从 ;标量求和按照 .课堂检测1.关于合力与其两个分力的关系,下列说法中错误的是( )A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同B.合力的大小一定等于两个分力的代数和C.合力可能小于它的任一分力D.合力大小可能等于某一分力的大小2.如图所示,重为G的物体静止在倾角为的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么( )A.F1就是物体对斜面的压力B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为GcosC.F2就是物体受到的静摩擦力D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用3.已知竖直平面内有一个大小为
5、10N的力作用于O点,该力与x轴正方向之间的夹角为30,与y轴正方向之间的夹角为60,现将它分解到x轴和y轴方向上,则( )A.Fx=5N,Fy=5NB.Fx=5N,Fy=5NC.Fx=5N,Fy=5ND.Fx=10N,Fy=10N4.如图所示,两个体重相同的小孩甲、乙静止坐在秋千上,则下面的叙述正确的是( )A.甲绳子的拉力大B.乙绳子的拉力大C.甲、乙绳子的拉力一样大D.不确定5.将一个大小为7N的力分解为两个力,其中一个分力的大小为4N,则另一个分力的大小不可能是( )A.4NB.7NC.11ND.12N6.如图所示,细绳OM与ON所能承受的最大拉力相同,长度lOMlON,则在不断增加重
6、物G的重力过程中(绳OC不会断)( )A.ON绳先被拉断B.OM绳先被拉断C.ON绳和OM绳同时被拉断D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断7.如图所示,将一个已知力F分解为F1和F2,已知F=10N,F1与F的夹角为37,则F2的最小值是(sin37=0.6,cos37=0.8)( )A.4N B.6NC.8N D.10N8.用两辆拖拉机拉一辆陷入泥坑的卡车,如图所示,其中一辆拖拉机沿与卡车前进方向成45角、大小为1000N的力F1拉卡车,另一辆拖拉机沿与卡车前进方向成30角、大小为2103N的力F2拉卡车,卡车开动后自身向前提供的动力为4103N,三车同时作用,刚好使卡车脱离泥坑,则卡
7、车受到的阻力约为( )A.8.2103NB.6.0103NC.5.6103ND.6.7103N9.一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.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上B.已知两个分力的大小C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向D.已知一个分力的大小和方向10.如图,一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水,则下列说法正确的是( )A.大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力B.大人的拉力一定等于两个小孩的拉力大小之和C.两个小孩两手臂夹角越大,则小孩拉力越小D.两个小孩两手臂夹角越大,则小孩拉力越大11.如图所示,用12N的力拉一物体,拉力与水平面
8、间的夹角是30,则拉力的水平分力是多大?竖直分力是多大?12.城市中的路灯、无轨电车的供电线路等经常用三角形的结构悬挂,如图是这类结构的一种简化模型.图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重力都可忽略.如果悬挂钢索AO能承受的最大拉力为2104N,=30,则当杆BO处于水平位置,即垂直于竖直墙面时,悬挂的物重不能超过多少牛?参考答案自主探究1.已知一个力求它的分力的过程2.平行四边形定则3.无数对大小、方向不同4.合力 三角形定则5.矢量 标量合作探究一、力的分解1.力的实际作用效果2.确定所要研究的合力 分析合力的实际作用效果 确定两分力的方向 按平行四边形定则进行分解二、
9、矢量相加的法则1. 2.vcos vsin3.平行且相等4.平行四边形定则 算术法则课堂检测1.B 解析:合力与分力在作用效果上是相同的,它们可以互相替换,选项A正确;合力的大小范围是|F1-F2|FF1+F2,选项C、D正确,选项B错误.2.B 解析:合力与分力是一种等效替代关系,如果用了两分力F1和F2,就不能再用真实力G,否则力就多了.在对物体进行受力分析时,只分析物体实际受到的力,故选项D错误;某几个真实力的合力或某一真实力的分力,是为了研究问题方便而假想的力,实际上是不存在的,本题中真实力G的两分力F1和F2是实际上并不存在的力,应与其他实际力区别开来,选项A、C将两个并不存在的力“
10、F1和F2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈,显然是错误的,只有选项B正确.3.B 解析:画出坐标系及受力情况,如图所示,已知两分力方向,作出平行四边形,由三角形关系得Fx=Fcos30=5N,Fy=Fsin30=5N.4.B 解析:甲图中绳子的拉力F1=;乙图中将重力分解,如图所示,F2=F1.5.D 解析:合力与两分力构成闭合矢量三角形,因此第三个力F3应满足:3NF311N.6.A 解析:由于lOMlON,所以,则作出力分解的平行四边形如图所示,由四边形的两个邻边的长短可以知道FONFOM,所以在G增大的过程中,绳ON先断.7.B 解析:F、F1和F2三个力构成一
11、个三角形,如图所示,由图可知,当F2F1时,F2最小,此时F2=Fsin37=100.6N=6N.8.D 解析:卡车受到的阻力等于自身提供的动力与F1、F2的合力之和.F1、F2的合力为F=F1cos45+F2cos30=1000N+2103N=2.7103N,所以卡车受的阻力F阻=F动+F=4103N+2.7103N=6.7103N.9.AD 解析:能以两分力为邻边组成唯一的平行四边形的情况下都有唯一的解.10.AD 解析:合力与分力是等效的,所以大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力,选项A正确;但大人的拉力大小并不一定等于两个小孩的拉力大小之和,选项B错误;如图所示,将重力分解,则F=,可见,两个小孩两手臂夹角越大,则小孩的拉力越大,选项C错误,选项D正确.11.解析:斜向上的拉力产生水平方向和竖直方向的两个效果,把拉力向两个方向分解,则可以求出水平方向的分力F1=Fcos30=6N竖直方向的分力F2=Fsin30=6N.答案:6N 6N12.解析:竖直绳上拉力等于物体的重力G,将该力分解为拉钢索AO的力FOA和压硬杆OB的力FOB.由几何关系得G=FOAsin=2104Nsin30=1104N所以悬挂的物重不能超过1104N.答案:1104N
