高中物理 第3章 相互作用 5 力的分解課件 新人教版必修1.ppt

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5力的分解 填一填 練一練 一 力的分解 見課本第64頁 1 定義 求一個(gè)力的分力叫作力的分解 2 力的分解原則 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 把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的對(duì)角線 那么 與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)鄰邊 就表示力F的兩個(gè)分力 3 力的分解依據(jù) 1 一個(gè)力可以分解為兩個(gè)力 若沒有限制 同一個(gè)力可以分解為無數(shù)對(duì)大小 方向不同的分力 2 在實(shí)際問題中 要依據(jù)力的作用效果分解 填一填 練一練 二 矢量相加的法則 見課本第65 66頁 1 矢量 既有大小 又有方向 合成時(shí)遵守平行四邊形定則或三角形定則的物理量 2 標(biāo)量 只有大小 沒有方向 求和時(shí)按照算術(shù)運(yùn)算法則相加的物理量 3 三角形定則 把兩個(gè)矢量首尾相接 從第一個(gè)矢量的始端指向第二個(gè)矢量的末端的有向線段就表示合矢量的大小和方向 三角形定則與平行四邊形定則實(shí)際上是一樣的 如圖 填一填 練一練 填一填 練一練 多選 生活中拉鏈在很多衣服上應(yīng)用 圖中是衣服上拉鏈的一部分 當(dāng)我們拉拉鏈的時(shí)候 拉頭與拉鏈接觸處呈三角形 使很難直接分開的拉鏈拉開 關(guān)于其中的物理原理 以下說法正確的是 A 拉開拉鏈的時(shí)候 三角形的物體增大了拉拉鏈的拉力B 拉開拉鏈的時(shí)候 三角形的物體將拉力分解為兩個(gè)較大的分力C 拉開拉鏈的時(shí)候 三角形的物體將拉力分解為方向不同的兩個(gè)分力D 以上說法都不正確 填一填 練一練 解析 拉頭與拉鏈的接觸處呈三角形 拉力分解為兩個(gè)分力 如圖所示 分力的大小大于拉力 且分力的方向不同 選項(xiàng)B C正確 A D錯(cuò)誤 答案 BC 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 對(duì)力的分解的討論如圖 一個(gè)力F 如果沒有限制條件 能分解為多少對(duì)分力 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 力分解時(shí)有解或無解 關(guān)鍵看代表合力的對(duì)角線與給定的代表分力的有向線段是否能構(gòu)成平行四邊形 或三角形 若能 即有解 若不能 則無解 具體情況有以下幾種 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題1 已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為50N 分力F1的方向與合力F的方向成30 角 分力F2的大小為30N 則 A F1的大小是唯一的B F2的方向是唯一的C F2有兩個(gè)可能的方向D F2可取任意方向解析 由于F2 30N Fsin30 25N 故由力的矢量三角形定則可知 F1可有兩個(gè)值 F2有兩個(gè)可能的方向 如圖所示 故C對(duì) A B D均錯(cuò) 答案 C 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練1把豎直向下的90N的力分解為兩個(gè)力 一個(gè)力在水平方向上且大小為120N 另一個(gè)分力的大小為 A 30NB 90NC 120ND 150N解析 由題意 根據(jù)平行四邊形定則作出力的分解示意圖如圖所示 根據(jù)勾股定理得 故選項(xiàng)A B C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 力的效果分解如圖所示 取一根細(xì)線 將細(xì)線的一端系在左手中指上 另一端系上一個(gè)重物 用一支鉛筆的一端頂在細(xì)線上的某一點(diǎn) 使鉛筆保持水平 鉛筆的另一端置于手掌心 細(xì)線的下段豎直向下 重物豎直向下拉細(xì)線的力產(chǎn)生什么作用效果 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 根據(jù)一條對(duì)角線可以作出無數(shù)個(gè)平行四邊形 即有無數(shù)組解 但在實(shí)際分解時(shí) 一般要按力的實(shí)際作用效果分解 具體思路是 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 按實(shí)際效果分解的幾個(gè)實(shí)例 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 如圖所示 一個(gè)質(zhì)量為m 2kg的均勻球體 放在傾角 37 的光滑固定斜面上 并被斜面上一個(gè)豎直的擋板擋住 求球體對(duì)擋板和斜面的壓力 g取10N kg 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 球的重力產(chǎn)生了兩個(gè)效果 使球垂直壓緊斜面和使球垂直壓緊擋板 如圖所示 將球的重力G分解為垂直于斜面的分力F1和垂直于擋板的分力F2 則 答案 對(duì)擋板壓力大小為15N 方向向左 對(duì)斜面壓力大小為25N 方向垂直斜面向下 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2如圖所示 在用輕桿制成的三角形支架B點(diǎn)用一根細(xì)繩掛一個(gè)重力為120N的重物G 已知 30 求橫梁BC和斜梁AB所受力的大小 A C處為光滑鉸鏈連接 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 豎直繩對(duì)B點(diǎn)的拉力大小等于物體的重力大小G 該力產(chǎn)生兩個(gè)效果 拉AB的力FAB和壓BC的力FBC 如圖所示 由幾何關(guān)系可得 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 力的正交分解法如圖所示 人拉物塊向前加速運(yùn)動(dòng) 請(qǐng)思考 1 物塊受幾個(gè)力 根據(jù)平行四邊形定則求這幾個(gè)力的合力簡(jiǎn)便嗎 2 用正交分解法求合力時(shí) 如何建立坐標(biāo)系讓計(jì)算時(shí)簡(jiǎn)單 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 把力沿著兩個(gè)經(jīng)選定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法 在多個(gè)共點(diǎn)力作用下 運(yùn)用正交分解法的目的是用代數(shù)運(yùn)算公式來解決矢量的運(yùn)算 在力的正交分解法中 分解的目的是求合力 尤其適用于物體受多個(gè)力的情況 力的正交分解的方法和步驟如下 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 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 方向如圖所示 求它們的合力 sin37 0 6 cos37 0 8 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 如圖甲建立直角坐標(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 即合力的大小約為38 2N 方向與F1方向成45 夾角斜向上 答案 合力的大小約為38 2N 方向與F1方向成45 夾角斜向上 探究一 探究二 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 1 多選 將一個(gè)力F分解為兩個(gè)分力F1和F2 則下列說法中正確的是 A F是物體實(shí)際受到的力B F1和F2兩個(gè)力在效果上可以取代力FC 物體受到F1 F2和F三個(gè)力的作用D F是F1和F2的合力解析 物體實(shí)際受到的力是F 按照合力與分力的等效替代關(guān)系 兩個(gè)分力F1和F2在效果上與F相同 但不是物體實(shí)際受到的力 答案 ABD 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 2 多選 將力F分解為兩個(gè)不為零的力 下列情況具有唯一解的是 A 已知兩個(gè)分力的方向 并且不在同一直線上B 已知一個(gè)分力的大小和另一分力的方向C 已知兩個(gè)分力的大小D 已知一個(gè)分力的大小和方向解析 力F分解為不共線的唯一一對(duì)分力的條件為已知兩個(gè)分力的方向或已知同一個(gè)分力的大小和方向 選項(xiàng)A D正確 已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向或已知兩個(gè)分力的大小 力F一般可分解為兩對(duì)分力 選項(xiàng)B C錯(cuò)誤 答案 AD 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 3 如圖所示 大小分別為F1 F2 F3的三個(gè)力恰好圍成封閉的直角三角形 頂角為直角 下列四個(gè)圖中 這三個(gè)力的合力最大的是 解析 A選項(xiàng)中把F1平移到F2和F3的箭尾處 F1和F2構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線正好和F3重合 即合力的大小為F3 方向與F3同向 則F1 F2 F3三個(gè)力的合力為2F3 同樣的方法 B選項(xiàng)中把F3平移 可以求得合力為零 C選項(xiàng)中把F2平移 可以求得合力為2F1 D選項(xiàng)中把F3平移 可以求得合力為2F2 又因?yàn)閳D中的線段的長(zhǎng)短表示力的大小 所以位于斜邊上的F1最大 答案 C 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 4 已知豎直平面內(nèi)有一個(gè)大小為10N的力作用于O點(diǎn) 該力與x軸正方向之間的夾角為30 與y軸正方向之間的夾角為60 現(xiàn)將它分解到x軸和y軸方向上 則 解析 畫出坐標(biāo)系及受力情況 如圖所示 已知兩分力方向 作出平行四邊形 由三角形關(guān)系得Fx Fcos30 5N Fy Fsin30 5N 答案 B 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 5 如圖所示 直角三角形輕支架ABC的邊長(zhǎng)AB 20cm BC 15cm 在A點(diǎn)通過細(xì)繩懸掛一個(gè)重30N的物體 則AB桿受拉力大小為多少 AC桿受壓力大小為多少 探究三 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 解析 將細(xì)繩的拉力分解為桿AB的拉力F1和桿AC的壓力F2 如圖所示 由相似三角形得 答案 40N50N