1、4.2 怎样分解力1.知道力的分解的概念和运算法则。2.会根据实际的作用效果分解力。3.体会正交法分解力的方法。钢索对斜拉桥有拉力的作用,这个拉力有什么样的作用效果呢?请同学们猜想一下?下面让我们通过一个小实验来验证我们的猜想。如图所示,我们用一根细线模拟钢索,用铅笔模拟桥身,挂上钩码,把细线挂在手指上,铅笔的一端放到掌心,观察和感受细线拉力的作用效果。可以看到拉力产生了两个效果:一个是竖直向上拉起钩码,一个是水平向右压紧掌心。由此可见,沿某一方向的力,能产生其他方向的作用效果。这些效果可以看成是由这个力的分力产生的。所以要研究这些效果常常需要对力进行分解。一、力的分解求一个力的分力的过程叫做
2、力的分解。力的分解与力的合成互为逆运算,也遵循平行四边形法则。如图,以一个力为对角线可以做出很多平行四边形,也就是说如果不加限制一个力有无数多种分解方式,那么怎样分解力才更合理呢?案例 :一个重力为 G的木箱,放在倾角为 的斜面上。在研究重力的作用效果时,有两位同学分别画出如图所示的两种分解方法,请对这两种分解作一评价。二、按力的作用效果分解根据体验可以看出,重力在斜面上的实际作用效果是使物体沿斜面下滑和压紧斜面。图 A的分解更合理。结合数学知识我们可以求出图中两个分力的大小:请同学们用手托起一本厚书,并将手慢慢倾斜,体会重力在斜面上的作用效果。可见,放在斜面上的物体对斜面的压力的大小不等于重
3、力,而且随着倾角的增大,垂直于斜面的分力逐渐减小,沿着斜面的分力逐渐增大。想一想:为什么高大的桥要造很长的引桥呢?长引桥可以减小斜面的倾角,使汽车上桥时沿斜面的分力较小,减少上桥时的阻力,使汽车垂直于斜面的力增大,增加汽车的稳定性;下桥时,减小沿斜面的分力,以免汽车的加速度过大,出现安全问题,垂直于斜面的分力增大,增加了汽车的稳定性。例题 1:如图是一根细线和一个轻杆组成的支架,在其下面挂上一个重物,请同学们猜想一下重物对支架拉力的作用效果,并求出两个分力。请同学们结合刚才的细线铅笔实验,体会一下手指和掌心的受力,画出两个分力,并求出两个分力。三、正交法分解力把一个力分解成互相垂直的两个力,称为正交分解法。正交分解法可很方便的利用三角函数表示出分力来,并且可以把所有的分力集中到相互垂直的两个方向上,方便求合力和分力,是物理学中最常用的方法。