受力平衡可知:F1F4F4F3ta
37°解得:F175NF2F5由三角函数知识可得(右图甲):F5F3cos37°F2125N
5.力的正交分解法把力沿两个互相垂直方向(x、y轴方向)进行分解的方法叫做力的正交分解法。当物体受四个或四个以上的力时一般采用正交分解法。(物体受两个或三个力时也可以用此法)用正交分解法解题的步骤如下:⑴选择x、y轴的方向。通常选择共点力和作用点为坐标原点,直角坐标x、y轴的选择应便尽量多的力在坐标轴上,尽量不分解未知量。(坐标方向的选取可以不唯一)⑵等效替代。把不在坐标轴上的力都分解到坐标轴上。⑶列等式。分别在x、y轴两个方向上由平衡列式或由牛顿第二定律列等式。6.解平衡问题的基本步骤:⑴选择恰当的研究对象,对研究对象进行受力分析。⑵对其中一部分力进行等效替代(合成或分解)。⑶由平衡条件(三角函数知识)列等式求解。例5.如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m的光滑小球,球被竖直的木板挡住,则挡板对球的支持力和斜面对球的支持力分别是多少?解:小球受力如图所示,FN1、FN2的合力F与重力平衡,即:Fmg由三角函数知识可知:FN1Fta
FN2Fcos
由以上各式解得:FN1mgta
FN2mgcos
例6.如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用,恰好作匀速直线运动,则物体与水平面间的动摩擦因数是多少?解:对物体进行受力分析,分解如图。在x轴方向,由受力平衡得:Fcosf在y轴方向,由受力平衡得:FNFsi
mg又由①②③解得:㈡课前自测题1.如图所示,为了用一个与竖直方向间夹角α37°推力,能使一块重G100N的物体贴着光滑的竖直墙面匀速上行。求:⑴推力F的大小;⑵此时墙面对物体的支持力的大小。(可以用哪些方法解?)①②③
fFN
FcosmgFsi
f2.如图所示,物体质量为m,在沿斜面向上的推力作用下匀速向上运动,已知推力大小为F,斜面倾角为α,求:⑴斜面对物体的摩擦力;⑵斜面对物体的支持力;⑶斜面与物体之间的动摩擦因数。
二、课堂学习1.讨论有疑问的问题,向老师提出不理解之处。2.轻杆通过细绳和铰链固定在竖直的墙上,如下图所示,细绳与墙间的夹角θ60°,轻杆保持水平,若在P端挂上10N重的电灯,求:⑴细绳所受的拉力大小;⑵轻杆所受的压力大小。
3.重为30N的物体与竖直墙壁的动摩擦因数为04,若用斜向上与水平面成θ53°的推力F50N托住物体。物体处于静止,如图r