正交分解法的应用(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上正交分解法的应用1方法:把力沿经选定的两个相互垂直的方向分解。2目的:将力的合成化简为同向或反向或垂直方向,便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。计算多个共点力的合力时,正交分解法显得简明方便。正交分解法求合力,运用了“欲合先分”的策略,降低了运算的难度,是解题中的一种重要思想方法。3步骤:(1)正确选定直角坐标系。(2)分别将各力投影到坐标轴上。(3)求各力的分力在x,y轴的合力。(4)再求合力的大小和方向。计算过程: 合力的大小为:合力的方向:典例剖析F1F3F2120120120例1 如图所示,三个共点力F1、F2、F3的大小分别为20N、30N、40N,求

2、这三个共点力的合力。ACBF例2 如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,AB边靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数为,F是垂直于斜面BC的推力,物块沿墙面匀速下滑,则物块所受到的摩擦力的大小为 ( )A BC D变式训练:1 在同一平面上共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次是19N、40N、30N和15N,方向如图所示,求这四个力的合力。2如图所示,电灯的重力G=10N,BO与顶板间的夹角为60o,AO绳水平,求绳AO、BO受到的拉力F1 、F2 是多少?3如图甲所示,重为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体,当绳与水平面成60角时,物体静止,不计

3、滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力。4水平地面上的重为150N木块,受到与水平面成370斜向上的拉力F作用向右做匀速直线运动,F大小为60N,求物体与水平面间的动摩擦因数。5重35 N的物体恰好能沿倾角为370的固定斜面匀速下滑,若用水平推力F将该物体匀速推上斜面,水平推力F应多大?物体的受力分析物体之所以处于不同的运动状态,是由于它们的受力情况不同。要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况。正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的关键,是必须掌握的基本功。1受力分析的步骤(1)确定研究对象,并把受力物体从周围隔离出来;(2)按一定的顺序分析物体的受力:先重力、然后依次是弹力、摩擦力,

4、最后分析其他力;(3)检查所画的受力图,既不能“多力”,也不能“漏力”。2分析受力时,几个需要注意的问题(1)只分析周围物体对研究对象所施加的力,不要分析研究对象对周围物体施加的力。(2)不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上。(3)防止“多力”或“漏力”,寻找施力物体是防止“多力”的有效措施,按正确的顺序进行受力分析是防止“漏力”的重要方法。典例剖析例1 如图(a)中,在力F的作用下,A、B都静止,试确定A、B所受的作用力 例2 试分析如图(a)沿斜面向上滑动的物体A的受力情况 PQvF例3 在水平桌面上叠放着木块P和Q,用水平力F推Q,使P、Q两木块一起沿水平

5、桌面匀速滑动,如图41所示,以下说法中正确的是 ( )AP受三个力,Q受六个力 BP受四个力,Q受六个力CP受二个力,Q受五个力 D以上答案均不正确变式训练:分析下列各图中棒的受力情况。2如图中的杆AB靠在表面光滑的半球C上而处于静止状态,分析AB杆受力情况。3以下各图中A物体都保持静止,试画出物体A的受力分析图。4下列图中的A物体都静止不动,且接触面光滑,试对A进行受力分析5如图所示,物体A重为GA=10N,物体B重为GB=10N,作用在A物体上的水平力F=4N,物体都处于静止状态,试分析A受到哪几个力的作用。BFA6006如图所示,A、B、C、D四个相同的物块被两竖直板M、N夹住处于静止状

6、态,试做出A、B、C、D各物体的受力分析图CBAF7有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水平地面上,如图所示,现用一水平力F作用在B物上,三个物体仍保持静止,下列说法中正确的是 ( )AC受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左BB受到6个力的作用CB对C的摩擦力大小为F,方向水平向右DC受到5个力的作用PMN8如图所示,竖直放置的的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻受到外力的个数可能为( )A2个 B3个 C4个 D5个9如图所示,在光滑的水平面上叠放三个完全相同的木块,细绳绕过定滑轮,两端分别系在第一、第三木块上,用水平力

7、F拉第一块木块但未拉动。设第一块、第二块和第三块之间的摩擦力分别为f12和f23,且滑轮的摩擦不计,则应有 ( )123FAf12f23Cf12=f23 Df12=F/2力的分解问题1王飞同学练习拉单杠时,两臂平行握住单杠,在他两臂逐渐分开的过程中,手臂的拉力( )A逐渐变大 B逐渐变小C先变小后变大 D先变大,后再变小2有些人员,如电梯修理员、牵引专家等,常需要知道绳(或金属线)中的张力T,可又不便到绳(或线)的自由端去测量现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面)测量时,只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时

8、绳对硬杆的压力F。现测得该微小偏移量为 a=12 mm,BC间的距离为 2L=250mm,绳对横杆的压力为 F=300N,试求绳中的张力。共点力作用下物体的平衡问题1平衡状态:对质点是指静止状态或匀速直线运动状态。2平衡条件:合外力为零,即。3平衡条件的推论:(1)二力平衡时,两个力必等大、反向、共线。(2)三力平衡时,若是非平行力,则三力作用线必交于一点,三力的矢量图必为一闭合三角形。(3)多个力共同作用处于平衡状态时,这些力在任一方向上的合力必为零。(4)多个力作用平衡时,其中任一力必与其它力的合力是平衡力。典例剖析q例1 如图所示,用轻绳将重力为G的重球悬挂在竖直光滑的墙上,求绳子对重球

9、的拉力和墙对球的弹力?qF例2 如图所示,小船用绳索通过定滑轮牵引,设水对小船阻力不变,在小船匀速靠岸的过程中 ( )A绳子的拉力不断增大B船受浮力不断减小C船受合力不断减小D绳中拉力可能不变深入探究:在例1中,当悬绳变长时,绳对球的拉力和墙对球的弹力如何变化?例3 如图所示,在细绳的下端挂一物体,用力F拉物体,使细绳偏离竖直方向a角,且保持a角不变,当拉力F与水平方向夹角b为多大时,拉力F值最小?最小值为多少?Fa b OFAO例4 如图所示,在半径为R的光滑半球顶点的正上方h高处的O点,用一根细绳通过定滑轮悬着一个质量为m的小球A,静止靠在半球上,设滑轮左侧绳子的长度为L,求半球对小球的支

10、持力和细线对小球的拉力?深入探究:今拉动绳子,让小球缓缓运动到接近顶点的过程中,试分析小球对半球的压力和绳子对物体的拉力如何变化?变式训练:1同一平面内三个共点力作用于一个物体上,这个物体处在静止状态,已知其中两个力的大小分别为5N和8N,则第三个力肯定不是下列数值中的 ( )A2 N B8 N C12 N D15 N2如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P点,设滑块所受支持力为FN,OF与水平方向的夹角为,下列关系正确的是 ( )ABFmgtanC DFN=mgtan3如图所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜

11、面之间的动摩擦因数为,斜面的倾角为30o,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为 ( )Amg和mg Bmg和mgCmg和mg Dmg和mg4用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上,已知绳能承受的最大张力为10N,为使绳不断裂,画框上两个挂钉的间距最大为(g取10m/s2)( )A B C D5两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da个db (dadb)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内,如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为f1和f2,筒底所受的压力大小为F,已知重力加速度大小为g,若所以接触都是光滑的,则( )A,B,

12、C,D,6如图所示,物体静止于光滑水平面上,水平力F作用于物体的O点, 如果要使物体所受的合力方向沿着,应对物体再加一个力,这个力的最小值是( )AFcos BFsinCFtan DFcot7某物体在三个共点力作用下处于平衡状态,若把其中一个力F1的方向沿顺时针转过90而保持其大小不变,其余两个力保持不变,则此时物体所受到的合力大小为 ( )AF1 B.F1C2F1 D无法确定8如图所示,在粗糙的水平地面上有质量为m的物体,连接在一劲度系数为k的轻弹簧上,物体与地面间的动摩擦因数为,现用一水平力F向右拉弹簧,使物体m做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g) ( )A BC D9一物

13、体静止放在斜面上,如右图所示,当斜面的倾角逐渐增大而物体仍静止在斜面上时,则 ()A物体所受摩擦力逐渐增大B物体所受重力和支持力的合力逐渐增大C物体所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大D物体所受重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大10用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为30,如图所示则物体所受摩擦力 ( )A等于零B大小为mg,方向沿斜面向下C大小为mg,方向沿斜面向上D大小为mg,方向沿斜面向上11如图所示,一位重600 N的演员,悬挂在绳上若AO绳与水平方向的夹角为37,BO绳水平,则AO、BO两

14、绳受到的力各为多大?若B点位置向上移,AO、BO的拉力如何变化?12水平杆上套有两个相同的质量为m的环,两细线等长,下端系着质量为M的物体,系统静止,现在增大两环间距而系统仍静止,则杆对环的支持力N和细线对环的拉力F的变化情况是( )A都不变 B都增大 CN增大,F不变 DN不变,F增大Om1m213.如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别细有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=600.两小球的质量比为 ( )A. B. C. D.14.如图所示,均匀光滑球夹在竖直墙和长木

15、板之间静止,长木板的下端为固定转动轴将长木板从图示位置缓慢地转到水平位置的过程中,小球对竖直墙的压力F1大小和小球对长木板的压力F2大小的变化情况将是 ( )A. F1、F2都逐渐减小B. F1、F2都逐渐增大C. F1逐渐减小,F2都逐渐增大D. F1逐渐增大,F2都逐渐减小m1m2603015.可看作质点的两个小球1、2用细线相连,搭在光滑的半圆柱体上,在图示位置两小球恰好都能保持静止。两球和半圆柱体轴心的连线与竖直方向的夹角分别是60和30。求两小球质量之比m1m2。16用细绳AC和BC吊一重物,绳与竖直方向夹角分别为30和60,如图所示。绳AC能承受最大拉力为150 N,绳BC能承受最大拉力为100 N,求物体最大重力不应超过多少?600300ACBA专心-专注-专业

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