文档介绍:1、物体的受力分析 2、力的正交分解法
二、知识归纳、总结:
专题四:物体的受力分析
(一)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fn]大小改变,但方向不变,始终与斜面垂 直;FN2的大小、方向均改变(图中画出一系列虚线表示变化的FN2)。由图可看出,当FN2 与F垂直即B =90°时,挡板AO所受压力最小,最小压力F =mgsina。
N1 N2min
例3、水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B。轻绳的一端C固定于墙 壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物,ZCBA=30°,如图所示。则滑轮 受到绳子的作用力为(g取10m/s2)
A、50N B、50 胎 N C、100N D、100冉 N
分析:细绳跨过滑点,则细绳上的张力处处相等。两段绳上的作用力间的夹角为口呼。
1、定义:把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解,叫做力的正交分解法。 说明:正交分解法是一种很有用的方法,尤其适于物体受三个或三个以上的共点力作 用的情怳。
2、正交分解的原理 一条直线上的两个或两个以上的力,其合力可由代数运算求得。当物体受到多个力的作 用,并且这几个力只共面不共线时,其合力用平行四边形定则求解很不方便。为此,我们建 立一个直角坐标系,先将各力正交分解在两条互相垂直的坐标轴上,分别求出两个不同方向
上的合力F和F ,然后就可以由F合二 ,求合力了。
x y 合
说明:“分”的目的是为了更方便的“合”
正交分解法的步骤:
以力的作用点为原点作直角坐标系,标出x轴和y轴,如果这时物体处于平衡状 态,则两轴的方向可根据方便自己选择。
将与坐标轴不重合的力分解成x轴方向和y轴方向的两个分力,并在图上标明, 用符号F和F表示。
xy
在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角,然后列出F、F的数学表达式。如:F
xy
与x轴夹角为8,则F=Fcos0,F =Fsin0。与两轴重合的力就不需要分解了。
xy
列出 x 轴方向上的各分力的合力和 y 轴方向上的各分力的合力的两个方程,然后 再求解。
【典型例题】
例1、如图所示,用绳AC和BC吊起一个重100N的物体,两绳AC、BC与竖直方向的 夹角分别为30°和45°。求:绳AC和BC对物体的拉力的大小。
解:此题可以用平行四边形定则求解,但因其夹角不是特殊角,计算麻烦,如果改用 正交分解法计算简便得多。先以C为原点作直角坐标系,设x轴水平,y轴竖直,在图上标 出Fac和FBC在x轴和y轴上的分力。即:
AC BC
T
FACx=FACsin30° = Fac
FACy=FAcCOS30 ° = FAC
嘔%=嘔5迅45° = Fbc
a/2
F =F cos45 ° = 2 f
BCy BC BC
在x轴上,FACx FBCx大小相等
2 a/2
即2 F =
AC
在y轴上,
即 2 F + F =100 (
AC BC
解(1)(2)得绳BC的拉力
F =25 —旋)N=25旋(冉一1)N
BC
绳AC的拉力F*=50 (胎一 1) N
AC
2 F (1)
BC
FAC与FBC的合力与重力相等
BC
2)