魯科物理必修1課件：第5章第2節(jié).ppt

第2節(jié) 力的分解,目標導航 1.理解力的分解是以力作用的實際效果為依據(jù)(難點) 2會用作圖法求分力，會用三角形法計算分力(重點) 3掌握力的正交分解法(重點),一、分力、力的分解 1分力：如果幾個力共同作用的效果與一個力的作用效果相同，則這幾個力叫那個力的分力 2力的分解 求一個已知力的_叫做力的分解,分力,3力的分解法則 力的分解是_的逆運算，同樣遵守_， 即：把一個已知力F作為平行四邊形的對角線,那么與力F共點的平行四邊形的鄰邊就表示力F的兩個分力F1、F2. 4力的分解原則 (1)一個力分解為兩個力，從理論上講有無數(shù)組解因為同一條對角線可以構(gòu)成的平行四邊形有無窮多個 (2)在實際問題中要依據(jù)力的_分解,力的合成,平行四邊形定則,實際作用效果,二、力的正交分解 1.正交分解：把一個力分解 為兩個_的分力， 這種分解方法叫做力的正 交分解，如圖所示，F(xiàn)的分力分別為Fx_，F(xiàn)y_. 2正交分解的優(yōu)點：正交分解適用各種矢量,并將矢量運算轉(zhuǎn)化成_的標量運算,互相垂直,Fcos,Fsin,坐標軸方向上,三、力的分解的應(yīng)用 當合力一定時，分力的_和_將隨著分力間夾角的改變而改變兩個分力間的夾角越大，分力也就_,大小,方向,越大,學案導引 1分力大小與合力的大小有何關(guān)系？ 2力分解的一般思路是什么？,1遵循法則和方法 (1)力的分解是力的合成的逆運算，遵守平行四邊形定則 (2)把一個已知力作為平行四邊形的對角線，則與已知力共點的平行四邊形的兩個鄰邊就表示兩個分力,在力的合成中求的是對角線在力的分解中，求的是兩鄰邊,2力的分解特點 (1)同一個力，在沒有其他限制條件的情況下,應(yīng)用平行四邊形定則，可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的力； (2)實際分解的過程中，往往依據(jù)力的實際效果來對力進行分解,4常見實例分析,特別提醒：(1)對力進行分解時，要按力的作用效果準確確定出兩個分力的方向 (2)對力進行分解時，必須用刻度尺畫出標準的“”便于確定角度關(guān)系,用數(shù)學方法求解.,如圖所示，光滑 斜面的傾角為，有兩個 相同的小球，分別用光滑 擋板A、B擋住，擋板A沿 豎直方向，擋板B垂直于斜面，則兩擋板受到小球壓力大小之比為多大？斜面受到兩小球壓力的大小之比為多大？,【思路分析】 本題的解題思路可表示為：,【精講精析】 對小球1所受的重力來說，其效果有二：第一，使小球沿水平方向上擠壓擋板；第二，使小球垂直壓緊斜面因此，力的分解如圖甲所示，由此可得兩個分力的大小分別為：F1Gtan，F(xiàn)2G/cos,對小球2所受的重力 G來說，其效果有二： 第一，使小球垂直擠 壓擋板；第二，使小球垂直壓緊斜面因此,力的分解如圖所示，由此可得兩個分力的大小分別為：F3Gsin，F(xiàn)4Gcos 所以擋板A、B受到兩個小球的壓力之比為F1F31cos，斜面受到兩個小球的壓力之比為F2F41cos2. 【答案】 1cos 1cos2,變式訓練 1.如圖所示，用懸繩AO、BO、OC懸掛一重物，已知重物質(zhì)量為20 kg，BO繩水平，AOB150，則它們受到的拉力分別為多大？(g取10 m/s2),答案：400 N 346.4 N 200 N,學案導引 1正交分解法有哪些優(yōu)點？ 2正交分解時如何選取坐標軸？,1對正交分解法的理解 (1)“建系”原則 為了簡化問題，應(yīng)使盡可能多的力落在坐標軸上；當物體在某一方向上有明顯的不平衡或有加速度，應(yīng)考慮將這一方向落在坐標軸上 (2)適用情況 力的正交分解法是最常用的處理力學問題的方法當物體受多個力作用時，常用正交分解法進行力的運算,2正交分解法的步驟 (1)建立坐標系 建立坐標系，以共點力的作用點為坐標原點,直角坐標系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力落在坐標軸上 (2)正交分解各力 正交分解各力，將每一個不 在坐標軸上的力分解到x軸和 y軸上，并求出各分力的大小，如圖所示,如圖所示，重為500 N 的人通過跨過定滑輪的輕繩牽 引重200 N的物體，當繩與水平 面成60角時，物體靜止不動，不計滑輪與繩的摩擦，求地面對人的支持力和摩擦力的大小,【答案】 326.8 N 100 N 【借題發(fā)揮】 正交分解法用途廣泛，特別適用于物體受多個力作用的情況正交分解從本質(zhì)上講，就是進行力的合成時，將一般的平行四邊形轉(zhuǎn)化為矩形處理,變式訓練 2.如圖所示，用繩AC和BC 吊起一個重50 N的物體，兩 繩AC、BC與豎直方向的夾 角分別為30和45，求繩AC和BC對物體的拉力,答案：見解析,學案導引 1一個力的分力是確定的嗎？ 2一個力一般以什么原則分解？,力分解時有以下幾種(合力F的大小和方向是已知的)：,特別提醒：在對力進行分解時，分解的結(jié)果可能不惟一，解題時須引起注意,變式訓練 3分解一個力，若已知它的一個分力的大小和另一個分力的方向，且合力、分力不共線，則以下正確的是( ) A只有惟一一組解 B一定有兩組解 C可能有無數(shù)組解 D可能有兩組解,解析：選D.分解一個力，若已知其中一個分力的方向，可做出另一個分力的最小值，如圖所示， F2Fsin， (1)當F2Fsin時，無解 (2)當F2Fsin時，有惟一解，此時F1F2. (3)當FsinF2F時，有兩組解 (4)當F2F時，有惟一解 綜上所述，可知本題正確答案為D.,力的分解在實際中的應(yīng)用 經(jīng)典案例 (8分)某壓榨機的結(jié)構(gòu)示意圖 如圖所示，其中B點為固定鉸 鏈，若在A鉸鏈處作用一垂直 于壁的力F，則由于力的作用，使滑塊C壓緊物體D.設(shè)C與D光滑接觸，桿的重力不計，壓榨機的尺寸如圖所示，求物體D所受壓力的大小是F的多少倍？(滑塊C重力不計),【審題指導】 審題時要注意以下兩個層次： (1)F的作用有兩個效果沿AB和AC方向壓縮兩桿 (2)桿AC的彈力產(chǎn)生兩個效果，沿水平方向向左推C和沿豎直方向擠壓C.,【解題樣板】 力F的作用 效果是對AB、AB兩桿產(chǎn) 生沿兩桿方向壓緊效果的力 F1、F2，如圖(a)所示，所 以有F1F2F/2cos.力F2的作用效果是對滑塊C產(chǎn)生水平向左推的分力和豎直向下壓緊的分力N，所以再將力F2沿水平方向和豎直方向分解，如圖(b)所示，由此有：NF2sin.(5分),由題圖中的幾何關(guān)系可知tan10，由以上三式可得滑塊C對物體D的壓力：NN5F.(3分) 【答案】 5倍,【借題發(fā)揮】 在解決具體的物理問題時，一般都應(yīng)該感受并確立力的實際作用效果，按力的效果確定好分力的方向再遵循平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，從而將實際的物理問題轉(zhuǎn)化為一個根據(jù)已知邊角關(guān)系求解的幾何問題加以求解,杭州灣跨海大橋 2008年5月1日順利通車的杭 州灣跨海大橋是一座橫跨中 國杭州灣海域的跨海大橋， 它北起浙江嘉興海鹽鄭家埭， 南至寧波慈溪水路灣，全長36公里，是世界上最長的跨海大橋，比連接巴林與沙特的法赫德國王大橋還長11公里，成為繼美國的龐恰特雷恩湖橋后世界第二長的橋梁,大橋設(shè)南、北兩個航道，其中北航道橋為主跨448 m的 鉆石型雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準35000噸；南航道橋為主跨318 m的A型單塔雙索面鋼箱梁斜拉橋