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高一物理思想方法:力的分解法
的弹力大小. y
F1
F
o
x
甲
解析 对 P 点进行受力分析,建立如
图甲所示的坐标系.
由水平方向和竖直方向列方程得
F=F1sin 37° G1= F1cos 37°
联立解得
F=G1tan
3 37°=8×4
N =6 N
对 G2 受力分析,建立如图乙所示坐标系.
平行斜面方向上,Fcosθ+G2sinθ=Ff
θ 2
解得:F1′=F2 tan
θ 2
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5.真题演练
1.(2016·全国卷Ⅰ,19)(多选)如图10,一光滑的轻滑轮用细绳OO′ 悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位 于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止 状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静 止,则( BD )
分 解
y 轴上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+… 合力大小:F= F2x+F2y
合力方向:与 x 轴夹角为 θ,则 tan θ=FFxy
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2.例证突破
【例2】(多选)如图,电灯的重力G=10 N,AO绳与顶板间夹角450, BO绳水平
,AO绳的拉力为FA,BO绳的拉力为FB,则 ( 注意:要求
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Contents Page
思想方法:力的分解法
1.方法指导 2.例证突破 3.方法总结 4.备选训练 5.真题演练
基础课
目录
1.方法指导
(1)分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,遵
一.
循的法则也是平行四边形定则或三角形法则.
力 的
(2)如果没有条件限制,同一个力F可以分解为大小
效
、方向各不相同的无数组分力,但是在实际分解
F2的值为( )
F1
F2’
A.
1 2
B.
3 2
C.
3 3
D.2 2FFra bibliotek’ G解析显隐
解析 将金属球的重力mg沿着垂直于AB边和垂直于BC边分解,F1=
mgcos30°,F2=mgsin30°,所以 F2= 3 答案 C
F1 3
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2.[正交分解法的应用](多选)如图6所示,质量
为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀
解析 A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜
面向下使物体向下滑的分力G2;B项中物体的重力分解为沿两条细绳使
细绳张紧的分力G1和G2,A、B项图均画得正确.C项中物体的重力应分解为
垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力G1和G2,故C项图画错.D项中
物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力
分 解
分解力为原则(即尽量多的力在坐
标轴上) ;在动力学中,以加速度
方向和垂直加速度方向为坐标轴
建立坐标系。
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3.正交分解的方法
二.
建立坐标轴
力
将已知力按互相垂直的 两个方向进行分解
的 物体受到多个力作用 F1、F2、F3…,求合力 F 时,
正 可把各力沿相互垂直的 x 轴、y 轴分解.
交
x 轴上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…
解得
摩擦力 Ff=6×0.8 N+100×0.6 N=64.8yN
垂直斜面方向上,
Ff
FN
Fsinθ+FN=G2cosθ
F
解得 弹力 x
FN=100×0.8 N-6×0.6 N =76.4 N
G2
37°
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【备选训练】如图所示,两滑 块放在光滑的水平面上,中间 用一细线相连,轻杆 OA、OB 搁在滑块上,且可绕铰链 O 自 由转动,两杆长度相等,夹角 为 θ,当竖直向下的力 F 作用 在铰链上时,滑块间细线的张 力为多大?
FB=F2=tanG45°=10 N,故选 A、D。
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3.方法总结
把力按实际效果分解的一般思路
实际问题
根据力的 作用效果
确定分力 的方向
根据平行 四边形定则
物理抽象
把对力的计算转化为
作出 平行四边形 对边、角的计算
数学计算 (求分力)
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关于力的分解的两点说明
(1)在实际问题中进行力的分解时,有实际意义的分解方法就是按力 的实际效果进行分解,其他的分解方法都是为解题方便而设的。
A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使 用功能无关
B.在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关 C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大 D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
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4.备选训练
【备选训练】 (多选)将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中 正确的是( ABD )
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化 B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
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3.(2017·湖北六校联考)如图12所示,在固定好的水平和竖直的框 架上,A、B两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳 ,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态。若按照以下的方式缓慢移动细 绳的端点,则下列判断正确的是( )
F1′
F2 F1〞
F1
F
解析 把竖直向下的力 F 沿两杆 OA、OB 方向分解,如图示,可求
出作用于滑块上斜向下的力为:
F1=F2=
F θ
2cos 2
将 F1 沿竖直方向和水平方向分解,
如图所示,考虑到滑块不受摩擦力,
细线上的张力等于 F1 在水平方向
上的分力 F1′,即:
F1′=F1cos
π-2 θ=F1sin
解 OA 的拉力更为方便,其分解如图。则 AO 的分力 F1,沿 BO 向左的拉紧 BO 绳
F=G=10 N
的分力 F2,分解示意图如图所示。
FAsin 45°=F FAcos 45°=FB
则 FA=F1=sinG45°=10 2 N
代入数值解得 FA=10 2 N FB=10 N,故选项 A、D 正确。
解F),由于木块做匀速直线运动,所以在x轴上,向左
的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y轴上,向
上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡)。即Fcosθ=
Ff,FN=mg+Fsinθ,又Ff=μFN,解得,Ff=μ(mg+
Fsinθ),故选项B、D正确。答案 BD
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3.[力的分解法在生活、生产实际中的应用]假期里,一位同学在厨房 里帮助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣。他发现菜刀的刀刃前部和后部的 厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大,如图7所示,他先后 作出过几个猜想,其中合理的是( )
速运动。已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,
那么木块受到的滑动摩擦力为( )
A.Μmg
B.μ(mg+Fsinθ)
C.μ(mg-Fsinθ) D.Fcosθ
解析 木块匀速运动时受到四个力的作用:重力mg、
推力F、支持力FN、摩擦力Ff。沿水平方向建立x轴, 将F进行正交分解,如图所示(这样建立坐标系只需分
按效果分解和正交分解两种方法求解)( )
FA
FB
A.FA=10 2 N B.FA=10 N 正效交果分析法
C.FB=10 2 N D.FB=10 N
F
解析 正交分解法 结点 O 与灯受力如 解析 效果分解法 结点 O 和灯的重
图示,考虑到灯的重力与 OB 垂直,正交分 力产生了两个效果,沿 AO 向下的拉紧
A.
1 2
B.
3 2
C.
3 3
D. 3
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G2,故D项图画得正确.答案 ABD
解析显隐
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【备选训练】重为 G1=8 N 的砝码悬挂在绳 PA 和 PB 的
结 点 上 .PA 偏 离 竖 直 方 向
37°角,PB 在水平方向,且
连在所受重力为 G2=100N 的木块上,木块静止于倾角
为θ=37°的斜面上 ,如图
示.试求:木块与斜面间的
摩擦力大小和木块所受斜面
A.只将绳的左端移向A′点,拉力变小 B.只将绳的左端移向A′点,拉力不变 C.只将绳的右端移向B′点,拉力变小 D.只将绳的右端移向B′点,拉力不变
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4.(2017·沈阳市质量检测)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石 拱,其中第3、4块固定在地基上,第1、2块间的接触面是竖直的,每 块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°,如图13所示。假定石块间 的摩擦力可以忽略不计,则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块 间的作用力的大小之比为( )
果
力时,往往要根据实际情况进行力的分解,所谓
分
的实际情况,可理解为实际效果和实际需要.
解
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2.几个常见 分解实例:
重力的作用产生了什 么效果?
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1.定义
将已知力按互相垂直的两个方向
二. 力
进行分解的方法.
的 2.建立坐标轴的原则
正 一般选共点力的作用点为原点,
交 在静力学中,以少分解力和容易
(2)力的正交分解是在物体受三个或三个以上的共点力作用下求合力 的一种方法,分解的目的是更方便地求合力,将矢量运算转化为代 数运算。
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1.[效果分解法的应用]如图5所示,某钢制工件上开有一个楔型凹 槽,凹槽的截面是一个直角三角形,三个角的度数分别是∠A=30°, ∠B=90°,∠C=60°。在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静 止时,金属球对凹槽的AB边的压力为F1、对BC边的压力为F2,则