高一物理必修1課件：第三章 第5節(jié)《力的分解》ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第三章相互作用,,,理解教材新知,把握熱點(diǎn)考向,,,,,,,考向一,,考向二,,隨堂基礎(chǔ)鞏固,,,,,課時(shí)跟蹤訓(xùn)練,,第5節(jié)力的分解,,,知識(shí)點(diǎn)一,,知識(shí)點(diǎn)二,,知識(shí)點(diǎn)三,1．求一個(gè)力的分力叫做力的分解；力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形定則。2．矢量運(yùn)算遵循平行四邊形定則；標(biāo)量運(yùn)算遵循算術(shù)運(yùn)算。3．把兩個(gè)矢量首尾相接，求合矢量的方法叫做三角形定則。,1．定義已知一個(gè)力求它的分力的過(guò)程。2．與力的合成的關(guān)系力的分解是力的合成的，同樣遵守平行四邊形定則。3．分解法則把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的，與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)，就表示力F的兩個(gè)分力F1和F2。如圖3－5－1所示。,[自學(xué)教材],圖3－5－1,逆運(yùn)算,對(duì)角線,鄰邊,4．分解依據(jù)依據(jù)平行四邊形定則，如果沒(méi)有限制，同一個(gè)力可以分解為對(duì)大小、方向不同的分力。實(shí)際問(wèn)題中，應(yīng)把力向?qū)嶋H作用效果方向來(lái)分解。,無(wú)數(shù),[重點(diǎn)詮釋],1．力的分解的幾種情況將一個(gè)力按一定條件分解時(shí)合力可能能按要求進(jìn)行分解，即有解，也可能不能按要求進(jìn)行分解，即無(wú)解。分析是否有解的方法是看代表合力的有向線段與代表分力的有向線段能否按要求構(gòu)成平行四邊形，如果能構(gòu)成平行四邊形，說(shuō)明有解；如果它們不能構(gòu)成平行四邊形，說(shuō)明無(wú)解。典型的情況有以下幾種：,(1)已知合力和兩個(gè)分力的方向時(shí)，有唯一解，如圖3－5－2所示。,圖3－5－2,(2)已知合力和一個(gè)分力的大小和方向時(shí)，有唯一解，如圖3－5－3所示。,圖3－5－3,(3)已知合力以及一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向時(shí)，有下面幾種可能：如圖3－5－4所示，,圖3－5－4①當(dāng)Fsinθ＜F2＜F時(shí)，有兩解。②當(dāng)F2＝Fsinθ時(shí)，有唯一解。③當(dāng)F2＜Fsinθ時(shí)，無(wú)解。④當(dāng)F2＞F時(shí)，有唯一解。,(2)下面表格是根據(jù)重力作用效果進(jìn)行的分解。,1．畫(huà)出圖3－5－5甲圖中重力的效果方向，乙、丙兩圖中繩子OC拉力的效果方向。,圖3－5－5,解析：甲中兩效果為垂直兩斜面向下形變，乙圖中OA中沿AO拉長(zhǎng)方向，OB中沿BO拉長(zhǎng)方向，丙圖中OA中沿AO拉長(zhǎng)方向，BO中沿OB壓縮方向，如圖。,答案：見(jiàn)解析圖,1．矢量既有大小，又有方向，相加時(shí)遵從或的物理量。2．標(biāo)量只有大小，沒(méi)有方向，求和時(shí)按照相加的物理量。,[自學(xué)教材],平行四邊形定則,三角形定則,算術(shù)法則,3．三角形定則把兩個(gè)矢量，從第一個(gè)矢量的指向第二個(gè)矢量的的有向線段就表示合矢量的大小和方向，這種求合矢量的方法叫做三角形定則。三角形定則與平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是一樣的，如圖3－5－6所示。,圖3－5－6,首尾相接,始端,末端,[重點(diǎn)詮釋],1．矢量與標(biāo)量像位移、速度、力等這種既有大小，又有方向的物理量叫矢量；像時(shí)間、質(zhì)量、溫度等只有大小，沒(méi)有方向的物理量叫標(biāo)量；矢量與標(biāo)量的根本區(qū)別在于它們的運(yùn)算法則不同：標(biāo)量的運(yùn)算法則為代數(shù)法(或數(shù)學(xué)法)，矢量的運(yùn)算法則為平行四邊形定則或三角形定則。,2．矢量運(yùn)算法則(1)平行四邊形定則：如圖3－5－7所示，平行四邊形的兩鄰邊表示兩個(gè)分矢量x1和x2，它們所夾的對(duì)角線表示合矢量x。線段的長(zhǎng)度表示矢量的大小，方向由箭頭指向表示。,圖3－5－7,(2)三角形定則：如圖3－5－8表示，三個(gè)矢量F1、F2和F構(gòu)成一個(gè)三角形，其中首尾連接的矢量F1、F2為兩個(gè)分矢量，從一個(gè)矢量的箭尾指向另一個(gè)矢量的箭頭的矢量F為合矢量，矢量三角形三條邊的長(zhǎng)度和方向分別表示三個(gè)矢量的大小和方向。,圖3－5－8,2．如圖3－5－9所示，物體靜止在光滑水平面上，力F作用于物體上的O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體受到由O指向O′方向的合力(F與OO′都在同一平面內(nèi)，與OO′間夾角為θ)。那么，必須同時(shí)再加一個(gè)力，這個(gè)力的最小值是()A．FcosθB．FsinθC．FtanθD．Fcotθ,圖3－5－9,解析：已知合力F合的方向由O指向O′，但大小不確定，又已知一個(gè)分力F的大小和方向，確定另一個(gè)分力(設(shè)為Fx)的最小值。根據(jù)三角形定則可畫(huà)出一個(gè)任意情況，如圖甲所示。從圖中可看出，F(xiàn)x的大小就是過(guò)F的箭頭向直線OO′上所引直線的長(zhǎng)度，在不考慮合力大小的情況下，欲使Fx最小，應(yīng)使Fx與直線OO′垂直，如圖乙所示，此時(shí)Fx＝Fsinθ。,答案：B,1.概念將力沿著兩個(gè)選定的相互垂直的坐標(biāo)軸進(jìn)行分解，再在這兩個(gè)坐標(biāo)軸上求合力的方法，叫力的正交分解法。2．優(yōu)點(diǎn)正交分解法是在平行四邊形定則的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其目的是將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。其優(yōu)點(diǎn)有以下兩點(diǎn)：(1)可借助數(shù)學(xué)中的直角坐標(biāo)系對(duì)力進(jìn)行描述。(2)分解時(shí)只需熟知三角函數(shù)關(guān)系，幾何關(guān)系簡(jiǎn)單，容易求解。,[自學(xué)教材],3．適用情況常用于三個(gè)或三個(gè)以上的力的合成。4．坐標(biāo)軸的選取建立坐標(biāo)軸時(shí)，一般選共點(diǎn)力作用線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，并盡可能使較多的力落在坐標(biāo)軸上，這樣可以減少需要分解的力的數(shù)目，簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。,[特別提醒]正交分解法不一定按力的實(shí)際效果來(lái)分解，而是根據(jù)需要為了簡(jiǎn)化問(wèn)題在兩個(gè)相互垂直的方向上分解，它是處理力的合成和分解的復(fù)雜問(wèn)題的一種簡(jiǎn)便方法。,3．如圖3－5－10所示，把光滑斜面上物體的重力mg分解為F1、F2兩個(gè)力，下列說(shuō)法不正確的是()A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對(duì)斜面的壓力B．物體只受到mg、FN兩個(gè)力作用C．物體受到的合力為mgsinθ，方向沿斜面向下D．力FN、F1、F2三個(gè)力的作用效果和mg與FN兩個(gè)力的作用效果相同,圖3－5－10,解析：F1、F2兩個(gè)力是mg的兩個(gè)分力，其作用效果與重力mg等效，F(xiàn)1的作用是使物體沿斜面下滑，F(xiàn)2的作用是使物體壓緊斜面。物體只受重力mg和斜面對(duì)物體的支持力FN的作用。綜上所述，選項(xiàng)B、C、D正確。答案：A,[例1]在傾角θ＝37的斜面上有一塊豎直放置的擋板，在擋板和斜面之間放有一個(gè)重為G＝20N的光滑圓球，如圖3－5－11所示，試求這個(gè)球?qū)π泵娴膲毫蛯?duì)擋板的壓力。(sin37＝0.6，cos37＝0.8)[審題指導(dǎo)]求解本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)重力的作用效果確定出兩分力的方向。(2)根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系和幾何關(guān)系求分力的大小。,圖3－5－11,[答案]25N，方向垂直斜面向下15N，方向垂直擋板向左,確定力的實(shí)際作用效果的技巧若物體受三個(gè)力并處于平衡狀態(tài)，確定其中一個(gè)力的實(shí)際作用效果時(shí)，可先作出物體所受的三個(gè)力的示意圖，其中一個(gè)力的兩個(gè)實(shí)際作用效果的方向一定在其余兩個(gè)力的反向延長(zhǎng)線上。,［借題發(fā)揮］,(1)若將上題中擋板垂直斜面，則球?qū)π泵婧蛽醢宓膲毫κ嵌嗌伲?2)擋板若水平呢？,解析：(1)根據(jù)重力的作用效果，把重力分解如圖所示。則F1＝Gcosθ＝16NF2＝Gsinθ＝12N(2)若擋板水平時(shí)，球?qū)醢鍓毫镕＝G＝20N，對(duì)斜面無(wú)壓力。,答案：(1)16N12N(2)020N,[例2]在同一平面內(nèi)共點(diǎn)的四個(gè)力F1、F2、F3、F4的大小依次為19N、40N、30N和15N，方向如圖3－5－12所示，求它們的合力。,圖3－5－12,[解析]如圖甲所示建立直角坐標(biāo)系，把各個(gè)力分解到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，并求出x軸和y軸上的合力Fx和Fy，有Fx＝F1＋F2cos37－F3cos37＝27NFy＝F2sin37＋F3sin37－F4＝27N,[答案]大小約為38.2N，方向與F1夾角為45斜向上。,正交分解法的優(yōu)點(diǎn)(1)借助數(shù)學(xué)中的直角坐標(biāo)系對(duì)力進(jìn)行描述。(2)幾何圖形關(guān)系簡(jiǎn)單，是直角三角形，計(jì)算簡(jiǎn)便。(3)求合力的思維方法：“先分→再合”。,［借題發(fā)揮］,如圖3－5－13所示，重力為500N的人通過(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩牽引重200N的物體，當(dāng)繩與水平面成60角時(shí)，物體靜止，不計(jì)滑輪與繩的摩擦。求地面對(duì)人的支持力和摩擦力的大小。,圖3－5－13,答案：326.8N100N,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“隨堂基礎(chǔ)鞏固”,點(diǎn)擊下圖片進(jìn)入“課時(shí)跟蹤訓(xùn)練”,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,