《高中物理全程学习方略课件：4.2力的分解（鲁科必修1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理全程学习方略课件：4.2力的分解（鲁科必修1）（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.1.将一个力将一个力F F分解为两个力分解为两个力F F1 1和和F F2 2，那么下列说法中错误，那么下列说法中错误的是（的是（ ）A.FA.F是物体实际受到的力是物体实际受到的力B.FB.F1 1和和F F2 2不是物体实际受到的力不是物体实际受到的力C.C.物体同时受到物体同时受到F F1 1、F F2 2和和F F三个力作用三个力作用D.FD.F1 1和和F F2 2共同作用的效果与共同作用的效果与F F相同相同【解析解析】选选C.C.对力进行分解时对力进行分解时, ,已知力为物体实际受到的已知力为物体实际受到的力力, ,分力是用来代替分力是用来代替F F的的, ,客观上是不存在的
2、客观上是不存在的. .在进行受力在进行受力分析时分析时, ,合力和分力是不能同时考虑的合力和分力是不能同时考虑的. .综上所述综上所述, ,正确的正确的选项是选项是A A、B B、D,D,而错误的是而错误的是C.C.2.2.关于力的分解下列说法正确的是（关于力的分解下列说法正确的是（ ）A.A.分力总是小于合力分力总是小于合力B.B.将力进行正交分解时，分力总是小于合力将力进行正交分解时，分力总是小于合力C.C.将将10 N10 N的力进行分解，可能得到的力进行分解，可能得到50 N50 N的分力的分力D.D.将将10 N10 N的力进行分解，不可能得到的力进行分解，不可能得到1 N1 N的分
3、力的分力【解析解析】选选B B、C.C.根据平行四边形定则根据平行四边形定则, ,合力和它的两个合力和它的两个分力构成三角形分力构成三角形, ,三角形的长边三角形的长边( (或短边或短边) )可以是合力也可可以是合力也可以是分力以是分力, ,故故C C正确正确;A;A、D D错误错误; ;正交分解时两分力为三角正交分解时两分力为三角形的直角边形的直角边, ,故故B B正确正确. .3.(20103.(2010抚顺高一检测抚顺高一检测) )将一个大小为将一个大小为10 N10 N的力分解为的力分解为两个分力两个分力, ,如果已知其中的一个分力的大小为如果已知其中的一个分力的大小为15 N,15
4、N,则另则另一个分力的大小可能是一个分力的大小可能是( )( )A.5 N B.10 N C.15 N D.30 NA.5 N B.10 N C.15 N D.30 N【解析解析】选选A A、B B、C.C.力的分解是合成的逆运算力的分解是合成的逆运算,A,A项中项中5 N5 N与与15 N15 N合力的范围是合力的范围是5 NF20 N,(5 NF20 N,(当二力方向相反时当二力方向相反时合力为合力为10 N)10 N)故故A A正确正确; ;同理同理B B项中力与项中力与15 N15 N合力范围合力范围5 N 5 N 25 N25 N含含10 N10 N故正确故正确;C;C项合力范围项合
5、力范围0 030 N30 N，正确，正确;D;D项项合力范围合力范围15 N 15 N 45 N45 N，故错误，故错误. .4.4.如图如图5-2-35-2-3所示所示, ,一个半径为一个半径为r,r,重为重为G G的光滑的光滑均匀球均匀球, ,用长度为用长度为r r的细绳挂在竖直光滑墙壁上的细绳挂在竖直光滑墙壁上, ,则绳子的拉力则绳子的拉力F F和球对墙壁的压力和球对墙壁的压力N N的大小分别的大小分别是是( )( )A.G, B.2G,GA.G, B.2G,GC. G, G D. G, GC. G, G D. G, G【解析解析】选选D.D.如图所示如图所示, ,球受重力球受重力G G
6、、绳子拉力、绳子拉力F F、墙壁对它的弹力、墙壁对它的弹力N N作用作用. .设设F F与水平方向夹角与水平方向夹角为为.由几何关系得由几何关系得:cos= ,:cos= ,所以所以=60=60. .由于球静止由于球静止, ,则得则得Fsin=G,Fcos=N.Fsin=G,Fcos=N.联立联立得得F= G,F= G,N= G.N= G.故故D D正确正确. .5.5.如图如图5-2-45-2-4所示，质量为所示，质量为m m的物体悬挂在轻质支架上，的物体悬挂在轻质支架上，斜梁斜梁OBOB与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为.试求水平横梁试求水平横梁OAOA和斜梁和斜梁OBOB作用于作用于O
7、 O点的弹力点的弹力? ?【解析解析】由于物体由于物体m m静止时对静止时对O O点的作用点的作用力等于物体的重力，其产生的效果是对力等于物体的重力，其产生的效果是对AOAO的拉力的拉力F FAOAO、对、对BOBO的压力的压力F FBOBO，所以物，所以物体体m m对对O O点的拉力点的拉力F F可分解为两个分力可分解为两个分力F FAOAO和和F FBOBO，如图，如图, ,由三由三角函数得角函数得F F1 1=F=FAOAO=mg=mgtan,Ftan,F2 2=F=FBOBO= =答案答案: :mgtan mg/cosmgtan mg/cos【典例典例1 1】（20102010沧州高一
8、检测）如图沧州高一检测）如图5-2-55-2-5所示所示, ,在三角形支架在三角形支架B B点用一根细绳点用一根细绳挂一个重为挂一个重为120 N120 N的重物的重物G,G,已知已知=30,=30,求横梁求横梁BCBC和斜梁和斜梁ABAB所受的力所受的力(A(A、C C处为光处为光滑铰链连接滑铰链连接).).【思路点拨思路点拨】首先要明确竖直绳的拉力首先要明确竖直绳的拉力产生什么效果产生什么效果, ,然后根据平行四边形求解然后根据平行四边形求解. .【标准解答标准解答】竖直绳上拉力等于竖直绳上拉力等于物体的重力物体的重力G,G,将该力分解为拉将该力分解为拉ABAB的力的力F FABAB和压和
9、压BCBC的力的力F FBCBC, ,如图所如图所示示. .由几何关系可得由几何关系可得: :【典例典例2 2】在同一平面内共点的四个力在同一平面内共点的四个力F F1 1、F F2 2、F F3 3、F F4 4的大的大小依次为小依次为19 N19 N、40 N40 N、30 N30 N和和15 N15 N，方向如图，方向如图5-2-75-2-7所示，所示，求它们的合力求它们的合力. .【思路点拨思路点拨】解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：【自主解答自主解答】本题若连续运用平行四边形定则求解本题若连续运用平行四边形定则求解, ,需解需解多个斜三角形多个斜三角形, ,一次又一次确
10、定部分合力的大小和方向一次又一次确定部分合力的大小和方向, ,计算过程十分复杂计算过程十分复杂. .为此为此, ,可采用力的正交分解法求解此可采用力的正交分解法求解此题题. .如图如图(a)(a)建立直角坐标系建立直角坐标系, ,把各个力分解到两个坐标轴上把各个力分解到两个坐标轴上, ,并求出并求出x x轴、轴、y y轴上的合力轴上的合力F Fx x和和F Fy y, ,有有F Fx x=F=F1 1+F+F2 2cos37cos37-F-F3 3cos37cos37=27 N=27 NF Fy y=F=F2 2sin37sin37+F+F3 3sin37sin37-F-F4 4=27 N=2
11、7 N因此因此, ,如图如图(b)(b)所示所示, ,合力合力F= 38.2 N,tan = =1F= 38.2 N,tan = =1，即合力的大小约为即合力的大小约为38.2 N,38.2 N,方向与方向与F F1 1夹角为夹角为4545. .答案答案: :合力的大小约为合力的大小约为38.2 N,38.2 N,方向与方向与F F1 1夹角为夹角为4545. . 【典例典例3 3】把一个力分解为两个力把一个力分解为两个力F F1 1和和F F2 2，已知合力，已知合力F=F=40 N40 N，分力，分力F F1 1与合力与合力F F的夹角为的夹角为30.30.若若F F2 2取某一数值，可取
12、某一数值，可使使F F1 1有两个大小不同的数值，则有两个大小不同的数值，则F F的取值范围是的取值范围是_. _. 【思路点拨思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：解答本题时可按以下思路分析：【标准解答标准解答】如图所示，当如图所示，当F F2 2=Fsin30=Fsin30=20 N=20 N时，时，F F2 2、F F1 1有惟一确定的解有惟一确定的解. .当当F F2 220 N20 N时，如图中时，如图中AD=ACAD=AC表示力表示力F F2 2的的大小，则大小，则F F1 1必有两解，即必有两解，即OCOC和和ODOD分别为分别为F F1 1的对应值，当的对应值，当F F2 2增
13、大到增大到F F2 2FF时，则时，则F F1 1只有一解只有一解. .所以所以F F2 2的取值范围应为的取值范围应为20 N20 NF F2 240 N.40 N.【典例典例4 4】用绳用绳AOAO、BOBO悬挂一个重物，悬挂一个重物，BOBO水平，水平，O O为半圆为半圆形支架的圆心，悬点形支架的圆心，悬点A A和和B B在支架上在支架上. .悬点悬点A A固定不动固定不动, ,将悬将悬点点B B从图中所示位置逐渐移动到从图中所示位置逐渐移动到C C点的过程中点的过程中, ,分析绳分析绳OAOA和和绳绳OBOB上的拉力的变化情况上的拉力的变化情况. .【思路点拨思路点拨】解答此题应注意以
14、下两点解答此题应注意以下两点: :【标准解答标准解答】在支架上选取三个点在支架上选取三个点B B1 1、B B2 2、B B3 3，当悬点，当悬点B B分别移动到分别移动到B B1 1、B B2 2、B B3 3各点时，各点时，AOAO、BOBO上的拉力分别为上的拉力分别为T TA1A1、T TA2A2、T TA3A3和和T TB1B1、T TB2B2、T TB3B3，如图所示，如图所示，从图中可以直观地看出，从图中可以直观地看出，T TA A逐渐变小，逐渐变小，且方向不变；而且方向不变；而T TB B先变小，后变大，且方向不断改变；当先变小，后变大，且方向不断改变；当T TB B与与T TA
15、 A垂直时，垂直时，T TB B最小最小. .答案：答案：OAOA绳拉力逐渐减小绳拉力逐渐减小,OB,OB绳上拉力先减小后增大绳上拉力先减小后增大1.1.（20102010苏州高一检测）下列说法中正确的是（苏州高一检测）下列说法中正确的是（ ）A.A.一个一个2 N2 N的力可分解为的力可分解为7 N7 N和和4 N4 N的两个分力的两个分力B.B.一个一个2 N2 N的力可分解为的力可分解为9 N9 N和和9 N9 N的两个分力的两个分力C.C.一个一个6 N6 N的力可分解为的力可分解为4 N4 N和和3 N3 N的两个分力的两个分力D.D.一个一个8 N8 N的力可分解为的力可分解为4
16、N4 N和和3 N3 N的两个分力的两个分力【解析解析】选选B B、C.C.力的分解是力的合成的逆运算力的分解是力的合成的逆运算, ,若分力若分力为为F F1 1、F F2 2, ,则合力的范围为则合力的范围为|F|F1 1-F-F2 2|FF|FF1 1+F+F2 2, ,按此原则按此原则A A、D D错误，错误，B B、C C正确正确. .2.2.（20102010抚顺高一检测）如图抚顺高一检测）如图5-2-95-2-9所示所示,AO,AO、BOBO、COCO是完全相同的三条绳子，将一根均匀的钢梁吊起是完全相同的三条绳子，将一根均匀的钢梁吊起. .当钢梁当钢梁足够重时足够重时, ,结果结果
17、AOAO先断先断, ,则则( )( )A.120 B.120 B.FFB B(F(FB B=F=FC C),),故故120FFB BFFC C, ,由题意知由题意知,F,FA A最大为最大为100 N.100 N.此时此时F FC C=F=FA Asin=100sin=100sin30sin30 N=50 N, N=50 N,即所挂重物最多即所挂重物最多不能超过不能超过50 N.50 N.答案答案: :50 N50 N8.(8.(新题快递新题快递)(10)(10分分) )你见过你见过“一指断铁丝一指断铁丝”的表演吗？的表演吗？它的装置如图它的装置如图5 5所示：细铁丝用羊眼螺丝系在小木块所示：
18、细铁丝用羊眼螺丝系在小木块A A、B B上上. .取两根等长木条取两根等长木条, ,中间中间O O点用铰链连起来点用铰链连起来, ,像图示那样像图示那样两端卡在木块两端卡在木块A A、B B上上. .若细铁丝抗断的拉力为若细铁丝抗断的拉力为450 N,450 N,其他其他数据如图所示数据如图所示, ,用手指在铰链用手指在铰链O O处用处用F=100 NF=100 N的力向下按的力向下按, ,细铁丝会断吗细铁丝会断吗? ?用你学过的知识分析一下原因用你学过的知识分析一下原因. .【解析解析】将将F F沿沿OAOA、OBOB方向分解为方向分解为F F1 1、F F2 2，如图，如图, ,则则F F
19、1 1=F=F2 2= , F= , F1 1或或F F2 2的作的作用效果是向外拉伸细铁丝，对细铁丝向用效果是向外拉伸细铁丝，对细铁丝向外的力外的力F F4 4为为F F1 1的分力，的分力，F F4 4=F=F1 1sin=sin= 由图可由图可知知tan= =10,tan= =10,故故F F4 4=500 N=500 N，F F4 4大于大于铁丝抗断的力铁丝抗断的力450 N450 N，故铁丝能断，故铁丝能断. .答案答案: :见解析见解析1.1.假期里假期里, ,一位同学在厨房里帮妈妈做菜一位同学在厨房里帮妈妈做菜, ,对菜刀产生了对菜刀产生了兴趣兴趣. .他发现菜刀的刀刃前部和后部
20、的薄厚不一样他发现菜刀的刀刃前部和后部的薄厚不一样, ,刀刃刀刃前部的顶角小前部的顶角小, ,后部的顶角大后部的顶角大( (如图如图),),他先后做出过几个他先后做出过几个猜想猜想, ,其中合理的是（其中合理的是（ ）A.A.刀刃前部和后部厚薄不均匀刀刃前部和后部厚薄不均匀, ,仅是为了打造方便仅是为了打造方便, ,外形外形美观美观, ,跟使用功能无关跟使用功能无关B.B.在刀背上加上同样的力时在刀背上加上同样的力时, ,分开其他物体的力跟刀刃薄分开其他物体的力跟刀刃薄厚无关厚无关C.C.在刀背上加上同样的压力时在刀背上加上同样的压力时, ,顶角越大顶角越大, ,分开其他物体分开其他物体的力越
21、大的力越大D.D.在刀背上加上同样的压力时在刀背上加上同样的压力时, ,顶角越小顶角越小, ,分开其他物体分开其他物体的力越大的力越大【解析解析】选选D.D.把刀刃部分抽象后把刀刃部分抽象后, ,可简化成一个等腰三角可简化成一个等腰三角劈劈, ,设顶角为设顶角为2,2,背宽为背宽为d,d,侧面长为侧面长为l,l,如图甲所示如图甲所示. .当在劈背施加压力当在劈背施加压力F F后后, ,产生垂直侧面的两个分力产生垂直侧面的两个分力F F1 1、F F2 2，由对称性知，这两个分力大小相等（由对称性知，这两个分力大小相等（F F1 1=F=F2 2），因此画出），因此画出力分解的平行四边形，实为菱
22、形，如图乙所示力分解的平行四边形，实为菱形，如图乙所示. .在这个力的平行四边形中在这个力的平行四边形中, ,取其四分之一考虑取其四分之一考虑( (图中阴影图中阴影部分部分).).根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系, ,有关系有关系式式由此可见由此可见, ,刀背上加上一定的压力刀背上加上一定的压力F F时时, ,侧面分开其他物体侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关的力跟顶角的大小有关. .顶角越小顶角越小,sin,sin的值越小的值越小,F,F1 1和和F F2 2越大越大. .故故D D正确正确. .2.2.生活中的物理知识无处不在，在把衣服上的拉链拉开
23、生活中的物理知识无处不在，在把衣服上的拉链拉开的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链很容易的拉开，关于其中运动，使很难直接分开的拉链很容易的拉开，关于其中的物理原理以下说法正确的是的物理原理以下说法正确的是( )( )A.A.在拉开拉链的时候在拉开拉链的时候, ,三角形的物体增大了分开两拉链的三角形的物体增大了分开两拉链的力力B.B.拉开拉链的时候拉开拉链的时候, ,三角形的物体只是为了将拉链分开并三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大拉力没有增大拉力C.C.拉开拉链时拉开拉链时, ,三角形的物体增大了分开拉
24、链的力三角形的物体增大了分开拉链的力, ,但合但合上拉链时减小了合上的力上拉链时减小了合上的力D.D.以上说法均不正确以上说法均不正确【解析解析】选选A.A.在拉开拉链的时候在拉开拉链的时候, ,三三角形的物体在两链间和拉链一起运角形的物体在两链间和拉链一起运动动, ,手的拉力在三角形的物体上效果手的拉力在三角形的物体上效果等同于两个分力等同于两个分力, ,如图所示如图所示, ,分力大于手的拉力分力大于手的拉力, ,所以很难直接分开的拉链很容易的被所以很难直接分开的拉链很容易的被三角形物体分开三角形物体分开. .因此应选因此应选A.A.3.3.如图所示如图所示,AB,AB、ACAC两光滑斜面互
25、相垂直，两光滑斜面互相垂直，ACAC与水平方向与水平方向成成3030角角. .若把球若把球O O的重力按照其作用效果分解的重力按照其作用效果分解, ,则两个分则两个分力的大小分别为力的大小分别为( )( )A. G B.A. G B.C. D. C. D. 【解析解析】选选A.A.球的重力球的重力G G产生两个作用产生两个作用效果效果: :一个作用效果是压一个作用效果是压AC,AC,另一个作另一个作用效果是压用效果是压AB.AB.压压ABAB的力的力F F1 1与与ABAB垂直垂直, ,压压ACAC的力的力F F2 2与与ACAC垂直垂直, ,如图所示如图所示. .容易容易求得求得F F1 1
26、= G,F= G,F2 2= G.= G.故选项故选项A A正确正确. .4.4.把一个力把一个力F F分解成两个分力分解成两个分力F F1 1，F F2 2，已知一个分力，已知一个分力F F1 1的的方向和另一个分力方向和另一个分力F F2 2的大小，它的解（的大小，它的解（ ）A.A.一定是惟一解一定是惟一解 B.B.可能有惟一解可能有惟一解C.C.可能无解可能无解 D.D.可能有两个解可能有两个解【解析解析】选选B B、C C、D.D.（1 1）若）若F F2 2FsinFFF2 2FsinFsin，圆与，圆与F F1 1相割，可得两个三角形，应相割，可得两个三角形，应有两个解，如图（有
27、两个解，如图（c c）所示）所示. .（4 4）若）若F F2 2FF，圆与，圆与F F1 1作用线相交于一个点，可得一个三作用线相交于一个点，可得一个三角形，只有一解角形，只有一解. .如图（如图（d d）所示）所示. .5.5.汽缸内的可燃气体点燃后膨胀汽缸内的可燃气体点燃后膨胀, ,对活塞对活塞的推力的推力F=1 100 N,F=1 100 N,连杆连杆ABAB与竖直方向间与竖直方向间夹角为夹角为=30.=30.如图所示如图所示, ,这时活塞对这时活塞对连杆连杆ABAB的推力的推力F F1 1和对汽缸壁的压力各有和对汽缸壁的压力各有多大多大? ?【解析解析】燃气对活塞的推力燃气对活塞的推
28、力F F产生两个效产生两个效果果: :（1 1）推动连杆）推动连杆; ;（2 2）使活塞侧向挤）使活塞侧向挤压汽缸壁压汽缸壁, ,故可将故可将F F分解为分解为F F1 1、F F2 2，如图所，如图所示示. .F F2 2=Ftan=Ftan=答案答案: : 6.6.在日常生活中有时会碰到这种情况：当载重卡车陷于在日常生活中有时会碰到这种情况：当载重卡车陷于泥坑时，汽车驾驶员按如图所示的方泥坑时，汽车驾驶员按如图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树拴紧，法，用钢索把载重卡车和大树拴紧，在钢索的中央用较小的垂直于钢索在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力，就可以将卡车拉出泥坑，你能用学过的知识，
29、的侧向力，就可以将卡车拉出泥坑，你能用学过的知识，对这一方法做出解释吗？对这一方法做出解释吗？【解析解析】将侧向力将侧向力F F分解如图所示，分解如图所示，F F1 1、F F2 2分别为左、右侧绳的拉力，也即拉车分别为左、右侧绳的拉力，也即拉车和树的拉力，因绳中张力各处相等，故和树的拉力，因绳中张力各处相等，故F F1 1=F=F2 2. .设左、右侧绳夹角为设左、右侧绳夹角为,由几何知识有，由几何知识有，F F1 1=F=F2 2= = 因为因为接近接近180180，所以，所以cos cos 趋近趋近0 0，所以，所以F F1 1、F F2 2很大，很大，这样只要较小的力就能产生较大的力这样只要较小的力就能产生较大的力F F1 1而将车拉出泥坑而将车拉出泥坑. .答案答案: :见解析见解析同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
