高一的同學已經開始學習力學了,單純學習重力、彈力、摩擦力還可以應付,學習力的合成也可以,畢竟力的合成隻有一解。到了力的分解是不是就一頭霧水,思維成了死結,怎麼解也解不開了?
為此,辛哥整理了力的分解的幾種常見情況,供大家學習和研究。開始之前我先唠叨幾點:❶我們高中研究的都是共點力,一般作用點選在重心或結點,所以我們要把所有力作用點的都畫在重心或結點上。❷一個力可以分解為無數對分力,但是随意畫是沒有意義的,所以我們按照力的作用效果來分解。❸力會産生兩種作用效果:改變物體的運動狀态,使物體發生形變。
好了,言歸正傳,下面我就舉幾個高中常見的力的分解實例,供大家研究、學習。所有的例子都在文末有詳細的分解示意圖,大家可以先根據我們的分析自己畫,然後再對比一下文末的答案。
1.地面上物體受斜向上的拉力F
分析:
拉力F的作用效果:❶使物體沿水平地面前進,❷向上提物體。按照力的作用效果可将力分解為:水平向前的力F₁、豎直向上的力F₂。
根據三角形定則可求得:F₁=Fcosθ、F₂=Fsinθ。
總結:
這是高中物理最簡單的也是最常見的力的分解方法,務必爛熟于胸。
2.質量為m的物體靜止在斜面上
分析:
重力産生兩個效果:❶使物體産生沿斜面向下的相對運動趨勢,❷使物體壓緊斜面。按照力的作用效果可将力分解為:沿斜面向下的力F₁=mgsinα,
垂直斜面向下的力F₂=mgcosα 。
總結:
物體沿斜面下滑時也是這樣分解,這是高中物理最最最最最最常見的模型,要熟悉到能産生條件反射。
3.質量為m的光滑小球被豎直擋闆擋住而靜止于斜面上
分析:
重力産生兩個效果:❶使球壓緊擋闆,❷使球壓緊斜面。按照力的作用效果可将力分解為:垂直于擋闆的分力F₁=mgtanα,垂直斜面向下的分力F₂=mg/cosα 。
總結:
若擋闆垂直斜面,F₁依然垂直擋闆,此時方向沿斜面向下。
4.質量為m的光滑小球被懸線挂靠在豎直牆壁上
分析:
重力産生兩個效果:❶使球壓緊豎直牆壁,❷使球拉緊懸線。按照力的作用效果可将力分解為:垂直于牆壁的力F₁=mgtanα,拉緊繩的力F₂=mg/cosα。
總結:
作圖時一定要準确,該垂直的垂直,改平行的平行,最終一定是由代表力的有向線段組成的平行四邊形。
5.A、B兩點位于同一平面上,質量為m的物體被AO、BO兩線拉住
分析:
重力産生兩個效果:❶使物體拉緊AO線,❷使物體拉緊BO線。按照力的作用效果可将力分解為:沿AO繩的力F₁=/2,沿BO繩的力F₂=/2
總結:
繩的結點不在重心上,但是他們的作用線交于一點,這也可以看成是共點力。為了分析方便,我們在做受力分析時都要把力的作用點畫到物體的重心上。
問題:
若已知兩繩夾角為θ,則兩分力分别為多少?
(不同的題目會有不同的已知角,所以我們不能死背公式,要具體問題具體分析。)
6.輕杆OB可繞B點自由轉動,另一端O點用細繩OA拉住,固定在左側牆壁上,質量為m的重物用細繩OC懸挂在輕杆上的O點。
分析:
OC繩上的拉力F産生兩個效果:❶使物體拉緊OA繩,❷沿OB方向壓緊OB杆。按照力的作用效果可将力分解為:沿AO繩的力F₁=F/(30°)=mg/(30°),沿BO繩的力F₂=F/(tan30°)=mg/(tan30°)。
總結:
結點O受到的豎直向下的力是物塊對繩的拉力,而不是物塊的重力,所以在受力分析時,我們應該寫作F,而不能寫作G或mg。
好了,辛哥就分析到這裡,下面對照答案看一下,你畫的對嗎?
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