《力的分解》人教版高一物理解析.ppt

1、第五節(jié) 力的分解,第三章 相互作用,1.力的合成 2.力的合成遵循平行四邊形定則,復(fù)習(xí)：,力可以合成，是否也可以分解呢？,對稱美,求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解,(1)使耙克服水平阻力前進(jìn) (2)把耙上提。,力F可以用兩個(gè)力F1和F2同時(shí)作用來代替， 而效果相同,拖拉機(jī)對耙的拉力F，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)效果：,一、力的分解,1.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,2.力的分解同樣遵守平行四邊行定則,分力F1、F2,合力F,力的合成,力的分解,把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的對角線,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.,注意:幾個(gè)分力與原來那個(gè)力是等效的,它們可以互相代替， 并非同時(shí)并存!

2、,如果沒有其它限制，對于同一條對角線，可以作出無數(shù)個(gè)不同的平行四邊形,按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解,二、分解原則,例如：重力,效果一： 使物體沿斜面下滑,效果二： 使物體緊壓斜面,所以，我們可以由力的作用效果來確定分力的方向.,G,例題.傾角為的斜面上放有一個(gè)物體，如圖所示。該物體受到的重力G能對物體產(chǎn)生哪些效果？應(yīng)當(dāng)怎樣分解重力？分力的大小各是多大？,兩個(gè)分力的大小為：,分析：斜面傾角越大,聯(lián)系實(shí)際：高大的橋?yàn)槭裁匆旌荛L的引橋？ 盤山公路為什么要 “盤山” ?,F1 增大， F2減小,上海南浦 大橋橋面 高46m， 主橋全長 846m，引 橋全長 7500m。,高架橋?yàn)楹我藓荛L的引橋

3、？,高大的 ? 什 ? 扇子 ? 造很 ? 的引 ?,? 大 ?,為什么山路不能直接修建到山頂?,實(shí)例討論與交流 (一),體驗(yàn)鉤碼對O點(diǎn)的拉力產(chǎn)生的效果，將F分解。,O,F,F1,F2,F,F1,F2,實(shí)例討論與交流 (二),趙州橋,實(shí)例討論與交流 (三),拱橋,F1,F2,F=G,我們?nèi)∈皹蛏厦娴氖瘔K進(jìn)行分析，就會發(fā)現(xiàn)拱橋上面物體的重力壓在上對施加向下壓力由于是楔形不能向下移動，只能擠壓相鄰的、,q,1.某人用力F 斜向上拉物體，請分析力F 產(chǎn)生的效果。,兩個(gè)分力的大小為：,鞏固練習(xí),2.光滑小球靜止在斜面和擋板之間，請分解小球所受的重力。,F1/G = tan F1=G tan G/F2

4、 = cos F2 = G/ cos ,3.光滑小球靜止在斜面和擋板之間，請分解小球所受的重力。,a,b,4.,5.,3、求一個(gè)已知力的實(shí)際分力的方法步驟,1）.根據(jù)物體（結(jié)點(diǎn)）所處的狀態(tài)分析力的作用效果,2）.根據(jù)力的作用效果,確定兩個(gè)分力的方向,3）.根據(jù)兩個(gè)分力的方向作平行四邊形,4）.由平行四邊形利用幾何知識求兩個(gè)分力,三、力的分解中有解無解的討論,力分解時(shí)有解或無解，簡單地說就是代表合力的對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）。 若可以構(gòu)成，說明該合力可以分解成給定的分力，即有解； 若不能，說明該合力不能按給定的分力分解，即無解。,1.已知合力和兩個(gè)分力的方

5、向,2.已知合力和一個(gè)分力的大小和方向,3.已知合力和兩個(gè)分力的大小,4.已知合力和一個(gè)分力的大小 及另一個(gè)分力的方向,三、力的分解中有解無解的討論,三、力的分解中有解無解的討論,1.已知：兩個(gè)分力的方向，,F1,F2,結(jié)論：唯一的一組解,分析：過F矢端分別作F1和F2 的平行線,三、力的分解中有解無解的討論,2.已知：一個(gè)分力的大小和方向，,F2,結(jié)論：唯一的一組解,分析：先連接F和F1的矢端，再過O點(diǎn)作射線OA與之平行，然后過 合力F的矢端作分力F1的平行線與OA相交，即得到另一個(gè)分力F2,3.已知兩個(gè)分力的大小,結(jié)論：(1)當(dāng),時(shí)有兩組解。,時(shí)有唯一的一組解。,時(shí)無解。,(2)當(dāng),(3)

6、當(dāng),先以合力F的矢端為圓心， 以F1的長為半徑畫圓； 然后以O(shè)為圓心，以F2的長 為半徑畫圓， 觀察有無交點(diǎn)。,4.已知一個(gè)分力(F1)的方向 和另一個(gè)分力(F2)的大小,結(jié)論：,在很多問題中，常把一個(gè)力分解為互相垂直的兩個(gè)分力，特別是物體受多個(gè)力作用時(shí)，把物體受到的各個(gè)力都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上去，然后求兩個(gè)方向上的力的合力，這樣可把復(fù)雜問題簡化，尤其是在求多個(gè)力的合力時(shí)，用正交分解的方法，先將力分解再合成非常簡單,四、力的正交分解,正交分解步驟：,五、力的正交分解,定義：把一個(gè)已知力沿著兩個(gè)互相垂直的方向進(jìn)行分解,建立xoy直角坐標(biāo)系,沿xoy軸將各力分解,求xy軸上的合力Fx,Fy,

7、最后求Fx和Fy的合力F,如圖所示，將力F沿力x、y方向分解，可得：,例：三個(gè)力F1、F2與F3共同作用在O點(diǎn)。如圖, 該如何正交分解？,建立坐標(biāo)軸的原則： 少分解力；容易分解力,例.質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為，那么木塊受到的滑動摩擦力為下列各值的哪個(gè)? Amg （mg+F sin） （mg+F cos） F cos,、,1.正交分解法 定義:把力按作用效果沿兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸分解的方法叫正交分解法.可將力F分解成Fx和Fy,且它們的關(guān)系是:Fx=Fcos Fy=Fsin 坐標(biāo)軸選取的原則在求解多個(gè)力的合力時(shí),運(yùn)用正交分解法比較簡單,要

8、盡量減少分解未知的力,即將可能多的力建立在坐標(biāo)軸上,使求解問題簡化. 正交分解的實(shí)質(zhì)將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.,五、在求解力學(xué)綜合題時(shí)經(jīng)常用到的解題方法,五、在求解力學(xué)綜合題時(shí)經(jīng)常用到的解題方法,2.動態(tài)分析法利用平行四邊形定則或三角形定則將物體的受力情況作一個(gè)基礎(chǔ)分析,利用題中給出的信息(某個(gè)角度的變化或某個(gè)力大小的變化)從圖中觀察其它力的變化的方法. 例：如圖,擋板AB和豎直墻之間夾有小球,球的質(zhì)量為m,則當(dāng)擋板與豎直墻壁之間夾角緩緩增加時(shí),AB板及墻對球的壓力如何變化?,練習(xí): 如圖，重G的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置,在該過程中，斜面和擋板對小球的

9、彈力的大小F1、F2變化情況是（ ） A. F1增大 B. F2先減小后增大 C. F2增大 D. F2減少,五、在求解力學(xué)綜合題時(shí)經(jīng)常用到的解題方法,3.相似三角形法利用題中所給出的圖形當(dāng)中的幾何三角形與分析問題所得到的矢量三角形相似進(jìn)行解題. 例:圖中為一懸掛重物的三角形支架示意圖,三角形三邊長度之比為LAB:LAC:LBC=2:3:4,當(dāng)支架頂端懸掛的重物為G時(shí),BC桿和AC繩受到的力分別為多少?,練習(xí):如圖，光滑圓柱體半徑為R，在圓心O的正上方處有一定滑輪，通過定滑輪用細(xì)繩拉一質(zhì)量為的小球由A點(diǎn)（OA水平）沿圓柱緩慢運(yùn)動到B點(diǎn)。求：,（1）此過程中，該球?qū)A柱 體的壓力。 （2）分析此過程中，繩對球 的拉力F如何變化。,4 鞏固練習(xí),1.如圖,一個(gè)物體重10N,OA繩與頂板間的夾角為450,BO繩水平.求AO、BO兩繩的拉力F1和F2的大小.,4 鞏固練習(xí),2.如圖,支桿BC一端用鉸鏈固定于B,另一端連接滑輪C,重物P上系一輕繩經(jīng)C固定于墻上A點(diǎn).若桿BC、滑輪C及繩子的質(zhì)量、摩擦均不計(jì),將繩端A點(diǎn)沿墻稍向下移