高中物理 3.5力的分解課件 新人教版必修1(共59張PPT).

1、5力的分解力的分解一、力的分解一、力的分解1定義定義：求一個已知力的：求一個已知力的_2力的分解原則力的分解原則：力的分解是力的合成的：力的分解是力的合成的_，同樣遵守同樣遵守_3力的分解依據(jù)：力的分解依據(jù)：(1)一個力可以分解為兩個力，如果沒有限制，同一一個力可以分解為兩個力，如果沒有限制，同一個力可以分解為個力可以分解為_對大小、方向不同的分力對大小、方向不同的分力 (2)在實際問題中，要依據(jù)力的在實際問題中，要依據(jù)力的_分解分解分力分力逆運算逆運算平行四邊形定則平行四邊形定則無數(shù)無數(shù)實際作用效果實際作用效果二、矢量相加的法則二、矢量相加的法則1矢量矢量：既有大小又有方向，相加時遵從：既有

2、大小又有方向，相加時遵從_的物理量叫做矢量的物理量叫做矢量2標量標量：只有大小，沒有方向，求和時按：只有大小，沒有方向，求和時按照照_相加的物理量叫做標量相加的物理量叫做標量3三角形定則三角形定則：把兩個：把兩個_從從而求出合矢量的方法叫做三角形定則而求出合矢量的方法叫做三角形定則平行四邊形定則平行四邊形定則代數(shù)代數(shù)矢量首尾相接矢量首尾相接4矢量加減遵循的法則：矢量加減遵循的法則：(1)平行四邊形定則；平行四邊形定則；(2)三角形定則：三角形定則：三角形定則與平行四邊形定則的實質是一樣的三角形定則與平行四邊形定則的實質是一樣的一、按力的實際效果分解力一、按力的實際效果分解力1力的分解的解題思路

3、力的分解的解題思路力的分解問題的關鍵是根據(jù)力的作用效果，畫力的分解問題的關鍵是根據(jù)力的作用效果，畫出力的平行四邊形，從而轉化為一個根據(jù)已知出力的平行四邊形，從而轉化為一個根據(jù)已知邊角關系求解的幾何問題，因此其解題基本思邊角關系求解的幾何問題，因此其解題基本思路可表示為路可表示為2按實際效果分解的幾個實例按實際效果分解的幾個實例實例實例分析分析地面上物體受斜向上的拉力地面上物體受斜向上的拉力F，拉力拉力F一方面使物體沿水平地面一方面使物體沿水平地面前進，另一方面向上提物體，前進，另一方面向上提物體，因此拉力因此拉力F可分解為水平向前的可分解為水平向前的力力F1和豎直向上的力和豎直向上的力F2質量

4、為質量為m的物體靜止在斜面上的物體靜止在斜面上，其重力產生兩個效果：一是，其重力產生兩個效果：一是使物體具有沿斜面下滑趨勢的使物體具有沿斜面下滑趨勢的分力分力F1，二是使物體壓緊斜面，二是使物體壓緊斜面的分力的分力F2，F(xiàn)1mgsin ，F(xiàn)2mgcos 答案：答案：1 000 N800 N二、對力的分解時有解無解的討論二、對力的分解時有解無解的討論力分解時可能有解，也可能無解，關鍵看代表合力分解時可能有解，也可能無解，關鍵看代表合力的對角線與給定的代表分力的有向線段是否能力的對角線與給定的代表分力的有向線段是否能構成平行四邊形構成平行四邊形(或三角形或三角形)，若能，即有解；若不，若能，即有解

5、；若不能則無解具體情況有以下幾種：能則無解具體情況有以下幾種：已知條件已知條件示意圖示意圖解的情況解的情況已知合力和兩已知合力和兩個分力的方向個分力的方向已知合力和已知合力和一個分力的一個分力的大小和方向大小和方向已知合力和兩已知合力和兩個分力的大小個分力的大小已知合已知合力和一力和一個分力個分力的大小的大小和另一和另一個分力個分力的方向的方向有三種情況：有三種情況：(圖略圖略)(1)當當F1Fsin 或或F1F時，有一組解時，有一組解.(2)當當F1Fsin 時，無時，無解解(3)當當Fsin F1F時，時，有兩組解有兩組解把一個力分解為兩個力把一個力分解為兩個力F1和和F2，已知合力，已知

6、合力F40 N，分力，分力F1與合力與合力F的夾角為的夾角為30，若，若F2取某一取某一數(shù)值，可使數(shù)值，可使F1有兩個大小不同的數(shù)值，則有兩個大小不同的數(shù)值，則F2的的取值范圍是取值范圍是_答案：答案：20 NF240 N三、力的正交分解三、力的正交分解1目的：將力的合成化簡為同向、反向或垂直方目的：將力的合成化簡為同向、反向或垂直方向的分力，便于運用普通代數(shù)運算公式解決矢量向的分力，便于運用普通代數(shù)運算公式解決矢量的運算，的運算，“分分”的目的是為了更好的的目的是為了更好的“合合”2適用情況：適用于計算三個或三個以上力的合適用情況：適用于計算三個或三個以上力的合成成3步驟步驟(1)建立坐標系

7、：以共點力的作用點為坐標原點，建立坐標系：以共點力的作用點為坐標原點，直角坐標系直角坐標系x軸和軸和y軸的選擇應使盡量多的力在坐軸的選擇應使盡量多的力在坐標軸上標軸上【特別提醒特別提醒】建立坐標系的原則：使盡量建立坐標系的原則：使盡量多的力落在坐標軸上，盡量減少分解力的個多的力落在坐標軸上，盡量減少分解力的個數(shù)數(shù)答案：答案：AD答案：答案：D【反思總結反思總結】根據(jù)實際情況進行力的分解的根據(jù)實際情況進行力的分解的具體步驟如下：具體步驟如下：A此時兩臂受到的壓力大小均為此時兩臂受到的壓力大小均為1.0105 NB此時千斤頂對汽車的支持力為此時千斤頂對汽車的支持力為1.0105 NC若繼續(xù)搖動把手

8、，兩臂受到的壓力將增大若繼續(xù)搖動把手，兩臂受到的壓力將增大D若繼續(xù)搖動把手，兩臂受到的壓力將減小若繼續(xù)搖動把手，兩臂受到的壓力將減小解析：解析：把壓力分解，根據(jù)力的平行四邊形定則把壓力分解，根據(jù)力的平行四邊形定則可知千斤頂所受的壓力與兩臂的分力相等，均為可知千斤頂所受的壓力與兩臂的分力相等，均為1.0105 N，若繼續(xù)搖動把手，兩臂間的夾角減，若繼續(xù)搖動把手，兩臂間的夾角減小，則兩臂所受的分力在合力不變的情況下將減小，則兩臂所受的分力在合力不變的情況下將減小故選項小故選項A、B、D正確正確答案：答案：ABD解析：解析：本題若連續(xù)運用平行四邊形定則求解，需本題若連續(xù)運用平行四邊形定則求解，需解多

9、個斜三角形，一次又一次確定部分合力的大小解多個斜三角形，一次又一次確定部分合力的大小和方向，計算過程十分復雜為此，可采用力的正和方向，計算過程十分復雜為此，可采用力的正交分解法求解此題交分解法求解此題如下圖如下圖a建立直角坐標系，把各個力分解到兩個坐建立直角坐標系，把各個力分解到兩個坐標軸上，并求出標軸上，并求出x軸軸y軸上的合力軸上的合力Fx和和Fy，有，有FxF1F2cos 37F3cos 3727 NFyF2sin 37F3sin 37F427 N【反思總結反思總結】用正交分解法求多個力的合力用正交分解法求多個力的合力的基本思路是：先將所有的力沿兩個互相垂直的基本思路是：先將所有的力沿兩

10、個互相垂直的方向分解，求出這兩個方向上的合力，再合的方向分解，求出這兩個方向上的合力，再合成所得的合力就是所有力的合力不難看出，成所得的合力就是所有力的合力不難看出，正交分解法求合力的依據(jù)是合力與分力的等效正交分解法求合力的依據(jù)是合力與分力的等效替代關系，即將一個力分解后利用它的兩個分替代關系，即將一個力分解后利用它的兩個分力求得的合力與直接利用這個力求合力其結果力求得的合力與直接利用這個力求合力其結果是相同的是相同的答案：答案：D解析：解析：雖然題目問的是擋板雖然題目問的是擋板AO所受力的情所受力的情況，但若直接以擋板為研究對象，因擋板所況，但若直接以擋板為研究對象，因擋板所受力均為未知力，

11、故將無法得出結論受力均為未知力，故將無法得出結論若以球為研究對象，球所受重力若以球為研究對象，球所受重力mg產生的效果產生的效果有兩個；對斜面產生的壓力有兩個；對斜面產生的壓力FN1和對擋板產生的和對擋板產生的壓力壓力FN2. 根據(jù)重力產生的效果將重力分解，如根據(jù)重力產生的效果將重力分解，如右圖所示右圖所示當擋板與斜面的夾角當擋板與斜面的夾角由圖示位置變化時，由圖示位置變化時，F(xiàn)N1大小變化，但方向不變，且始終與斜面垂直；大小變化，但方向不變，且始終與斜面垂直；FN2的大小與方向均變化由圖可以看出：當?shù)拇笮∨c方向均變化由圖可以看出：當FN1與與FN2垂直，即垂直，即90時，擋板時，擋板AO所受

12、壓所受壓力最小，最小壓力為力最小，最小壓力為FN2minmgsin .【反思總結反思總結】(1)力的分解不是隨意的，要根力的分解不是隨意的，要根據(jù)力的實際作用效果確定力的分解方向據(jù)力的實際作用效果確定力的分解方向(2)利用圖解法應注意兩點：利用圖解法應注意兩點：正確判斷某一個正確判斷某一個分力大小和方向的變化；分力大小和方向的變化；注意某一分力變化注意某一分力變化的空間范圍的空間范圍.1下列說法正確的是下列說法正確的是()A2 N的力可以分解為的力可以分解為6 N和和3 N的兩個分力的兩個分力B10 N的力可以分解為的力可以分解為5 N和和4 N的兩個分力的兩個分力C2 N的力可以分解為的力可

13、以分解為6 N和和5 N的兩個分力的兩個分力D10 N的力可以分解為的力可以分解為10 N和和10 N的兩個分的兩個分力力解析：解析：力的分解是力的合成的逆運算，力的分解是力的合成的逆運算，6 N與與3 N的合力范圍是的合力范圍是3 N9 N2 N不在這不在這一范圍，即一范圍，即2 N不能分解成不能分解成6 N和和3 N的兩個的兩個分力依此類推，可以判斷其他選項是否分力依此類推，可以判斷其他選項是否正確正確答案：答案：CD2(2011福州高級中學期中福州高級中學期中)將物體所受重力將物體所受重力按力的效果進行分解，下圖中錯誤的是按力的效果進行分解，下圖中錯誤的是()解析：解析：A項中物體重力分

14、解為垂直于斜面使項中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向和沿斜面向下使物體向下滑的分力下滑的分力G2；B項中物體的重力分解為沿兩項中物體的重力分解為沿兩條細繩使細繩張緊的分力條細繩使細繩張緊的分力G1和和G2，A、B項圖項圖畫得正確畫得正確C項中物體的重力應分解為垂直于項中物體的重力應分解為垂直于兩接觸面使物體緊壓兩接觸面的分力兩接觸面使物體緊壓兩接觸面的分力G1和和G2，故故C項圖畫錯項圖畫錯D項中物體的重力分解為水平項中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分和沿繩向下使繩張緊的分力力G2，故，故D項圖

15、畫得正確項圖畫得正確答案：答案：C3大小分別為大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成的三個力恰好圍成封閉的直角三角形，下列四個圖中，這三個封閉的直角三角形，下列四個圖中，這三個力的合力最大的是力的合力最大的是()解析：解析：A選項中把選項中把F2平移到平移到F1和和F3的箭尾處，以的箭尾處，以F2和和F3為鄰邊構成的平行四邊形的對角線正好和為鄰邊構成的平行四邊形的對角線正好和F1重合，即合力的大小為重合，即合力的大小為F1，方向與，方向與F1相同，則相同，則F1、F2、F3三個力的合力為三個力的合力為2F1.同理，同理，B選項中把選項中把F1平平移，可以求得三個力的合力為零；移，可以求得三個力的合力為零；C選項中把選項中把F3平平移，可以求得三個力的合力為移，可以求得三個力的合力為2F2；D選項中把選項中把F1平平移，可以求得三個力的合力為移，可以求得三個力的合力為2F3.又因為圖中的線又因為圖中的線段長短表示力的大小，所以位于斜邊上的段長短表示力的大小，所以位于斜邊上的F2最最大故選項大故選項C正確正確答案：答案：C解析