高中物理 5.2 力的分解学案3 鲁科版必修.doc

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1、第2节力的分解【知识点导学】[知识点一]分力如果几个力同时作用在物体上产生的效果跟一个力作用的效果相同，这几个力就叫做那个力的分力。[知识点二]力的分解力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，一个力可以分解为无数对分力，分解后的力性质及作用点不变。力的分解有唯一一组解的条件：已知两个方向不在一条直线上的分力的方向，可唯一确定两分力的大小；已知其中一个分力的大小和方向，可唯一确定另一个分力的大小和方向。[知识点二]力的正交分解求物体所受外力的合力，常采用正交分解法。所谓“正交分解法”，就是将受力物体

2、所受外力（限同一平面内的共点力）沿选定的相互垂直的x轴和y轴方向分解（坐标的设立，并不一定是水平与竖直方向，可根据问题方便来设定，不过x和y的方向一定是相互垂直即正交），然后分别求出x方向、y方向的合力Fx合、Fy合，由于Fx合、Fy合相互垂直，可方便地求出物体所受外力的合力F合（大小和方向）。议一议：已知合力一定，试讨论：当它的两个分力分别满足以下条件时，两个分力能否唯一确定。FF1F2θ（图5-1）（1）一个分力的大小和方向；（2）一个分力的大小和另一个分力的方向；（3）两个分力的方向；（4）两个分力的大

3、小。探究在雨后乡间的小道上，有一汽车陷在泥泞的路面上而抛锚，尽管司机加大油门，后轮仍打滑，无法启动，于是司机找来一根长绳，一端系在路旁的大树上，另一端系在车上，并使绳绷紧，然后在绳的中央沿垂直于绳的方向用力拉绳。他能把车拉出来吗？为什么？提示：如图5–1，F1=F2=，在θ接近90°时，cosθ很小，则F1、F2很大，即可克服车受的阻力。45°ABCO（图5–2a）【典例解析】例1如图5–2a所示，电灯的重力为G=20N，绳AO与天花板间的夹角为45°，绳BO水平，求绳AO、BO所受的拉力大小。解析：OC绳对

4、结点O的拉力F与电灯所受的重力G大小相等，方向竖直向下。由于F的作用，AO、BO也受到拉力的作用，因此F产生了两个效果：一个是沿AO向下使O点紧拉绳AO的分力F1；一个是沿BO水平向左使O点紧拉绳BO的分力F2。答案：F=G，力的分解如图5–2b所示。45°ABOF=GF1F2由几何知识知F1===20N（图5–2b）F2=F·tan45°=G·tan45°=20N所以，绳AO、BO所受的拉力大小分别为20N、20N。LdFN1N2（图5–3a）例2刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈。劈的截面是一个三角形，

5、如图5–3a所示。使用劈的时候，在劈背上加力F，这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体，把物体劈开。设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度为d，劈的侧面的长度为L。试求劈的两个侧面对物体的压力N1、N2大小。解析：根据力F产生的作用效果，可以把力F分解为两个垂直于侧面的力F1、F2，如图5–3b所示。由对称性可知，F1=F2，根据三角形相似即可求解。答案：根据力的分解画力F的分力F1、F2的矢量图，则力△OFF2与几何△ABC相似，有=，得F1=F2=F。（图5–3b）ABFF1F2CO由于N1=F1，

6、N2=F2，所以N1=N2=F。ABCDOG（图5–4a）例3半圆形支架BAD上悬着两细绳OA和OB，系于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，如图5–4a所示。将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直处C的过程中，分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化。解析：本题中物体重力不变，结点O位置不变，绳OA的拉力大小变化而方向不变，绳OB的拉力大小和方向都变化，但绳OA的拉力与绳OB的拉力的合力恒定。利用平行四边形中的三角形进行动态分析，判断当绳OB的拉力方向变化时，绳OA的拉力与绳OB的拉力的大小如

7、何变化。（图5–4b）ABCOF=GFAFBFB1FA1FA2FA3FB2FB3B1B2B3答案：用图解法解。结点O受重物的拉力F才使OA和OB受到拉力，因此将F分解为FA和FB，如图5–4a所示。OA绳固定，则FA的方向不变，在OB向上靠近C的过程中，在B1、B2、B3的三个位置，绳OA和OB所受的力大小分别为FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3。从图5–4b可以看出：绳OA的拉力大小FA是一直减小的，而绳OB的拉力大小FB则是先变小后变大（当OB垂直于OA时，OB绳的拉力最小）。