吉林省長春市第五中學(xué)高中物理 第三章 第五節(jié) 力的分解同步創(chuàng)新課件 新人教版必修1

1、第五節(jié) 力的分解,,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解力的分解和分力的概念．2．能夠根據(jù)力的作用效果確定分力的方向．3．會用平行四邊形定則或三角形定則解決力的分解問題．重點難點：1.力的分解中常用的兩種方法：正交分解、按力的實際作用效果分解．2．平行四邊形定則或三角形定則的應(yīng)用．易錯問題：對一個力分解時不能根據(jù)實際效果來確定兩個分力的方向．,一、力的分解 1．定義：求一個力的 叫做力的分解．

2、 2．力的分解是力的合成的 ，同樣遵守 ． 3．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兩個 就表示力F的兩個分力． 在不同情況下，作用在物體上的同一個力可以產(chǎn)生幾個不同的效果，如果沒有其他限制，同一個力可以分解為 對大小、方向不同的分力，所以一個已知力要根據(jù)力的實際

3、 進行分解．,基礎(chǔ)知識梳理,平行四邊形定則,鄰邊,無數(shù),作用效果,分力,逆運算,二、矢量相加的法則1．矢量：既有大小，又有方向，相加時遵守 或三角形定則的物理量．2．標(biāo)量：只有大小，沒有方向，求和時按照 相加的物理量．3．三角形定則：把兩個矢量 從而求出合矢量．,平行四邊形定則,算術(shù)法則

4、,首尾相接,一、力的分解方法(一)——按效果分解1．根據(jù)一條對角線可以作出無數(shù)個平行四邊形，即有無數(shù)組解，但在實際分解時，一般要按力的實際作用效果分解，其方法是：(1)先根據(jù)力的實際效果確定兩個分力的方向；(2)再根據(jù)兩個分力的方向作出力的平行四邊形；(3)解三角形或解平行四邊形，計算出分力的大小和方向．,核心要點突破,2．按實際效果分解的幾個實例,二、力的分解方法(二)——正交分解法1．目的：將力的合成化簡為同向、反向或垂直

5、方向的分力，便于運用普通代數(shù)運算公式解決矢量的運算，“分”的目的是為了更好的“合”．2．適用情況：適用于計算三個或三個以上力的合成．,3．步驟(1)建立坐標(biāo)系：以共點力的作用點為坐標(biāo)原點，直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上．,圖3－5－1,(2)正交分解各力：將每一個不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸和y軸上，并在圖上注明，用符號Fx和Fy表示，如圖3－5－1所示． (3)在圖上標(biāo)出力與x軸或力與y軸的夾角，然后列出Fx、F

6、y的數(shù)學(xué)表達式，與兩軸重合的力不需要分解．,(4)分別求出x軸、y軸上各力的分力的合力，即：Fx＝F1x＋F2x＋…Fy＝F1y＋F2y＋…,1．建立坐標(biāo)系之前，要對物體進行受力分析，畫出各力的示意圖，一般各力的作用點都移到物體的重心上．2．建立坐標(biāo)系的原則：使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上，盡量減少分解力的個數(shù)．,三、對力的分解的討論　力分解時有解或無解，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

7、角形)．若可以構(gòu)成平行四邊形(或三角形)，說明該合力可以分解成給定的分力，即有解．如果不能構(gòu)成平行四邊形(或三角形)，說明該合力不能按給定的分力分解，即無解．具體情況有以下幾種：,1．已知合力和兩個分力的方向，有唯一解，分解如圖3－5－2：,圖3－5－2,2．已知合力和兩個分力的大?。?1)若|F1－F2|>F，或F>F1＋F2，則無解．(2)若|F1－F2|<F<F1＋F2，有兩個解．分解如圖3－5－3.,

8、圖3－5－3,3．已知合力和一個分力的大小和方向，有唯一解．如圖3－5－4.,圖3－5－4,4．已知合力和一個分力的大小，另一個分力的方向．分解如圖3－5－5.,圖3－5－5,(1)當(dāng)F2＜Fsinα?xí)r，無解．如圖3－5－5甲；(2)當(dāng)F2＝Fsinα?xí)r，有一個解．如圖3－5－5乙；(3)當(dāng)F＞F2＞Fsinα?xí)r，有兩個解．如圖3－5－5丙；(4)當(dāng)F2≥F時，有一個解，如圖3－5－5?。?如圖3－5－6所示，重為G的物體放在傾角

9、為α的光滑斜面上，分別被垂直斜面的擋板如甲圖和豎直放置的擋板如乙圖擋住．試對兩個圖中物體的重力根據(jù)力的作用效果進行分解，作出示意圖，并求出兩分力的大?。?課堂互動講練,【思路點撥】　兩種情況，物體對擋板和斜面有彈力作用，按力的作用效果進行分解．,圖3－5－6,【解析】　分解示意圖如圖3－5－6所示．甲圖中兩分力大小分別為：G1＝Gsinα，G2＝Gcosα.乙圖中兩分力大小分別為：G1′＝Gtanα，G2′＝G/cosα.【答

10、案】　見解析,【方法總結(jié)】　對于一個確定的物體所受到的力進行分解時，應(yīng)考慮實際效果，進行有意義的分解．分解的思路如下：(1)先根據(jù)力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向；(2)再根據(jù)兩個實際分力的方向畫出平行四邊形； (3)根據(jù)平行四邊形定則和所學(xué)的數(shù)學(xué)知識求出兩分力的大小和方向．,1．如圖3－5－7所示，在三角形支架B點用一根細繩掛一個重為120 N的重物G，已知θ＝30°，求橫梁BC和斜梁AB所受的力的大小(A、C處為

11、光滑鉸鏈連接)．,圖3－5－7,答案：160 N　200 N,如圖3－5－8所示，重力為500 N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重力為200 N的物體，當(dāng)繩與水平面成60°角時，物體靜止．不計滑輪與繩的摩擦，求地面對人的支持力和摩擦力的大?。?圖3－5－8,【思路點撥】　對人進行受力分析，將人受到的幾個力沿水平和豎直兩個方向分解，在這兩個方向上分別列出平衡方程，然后求解．,圖3－5－9,【解析】　人與重物靜止，所受合力皆為零，對

12、重物受力分析得，繩的拉力F1＝200 N；對人受力分析，人受四個力作用，重力G、拉力F1、支持力FN、摩擦力Ff，可將繩的拉力F1正交分解，如圖3－5－9所示．根據(jù)平衡方程可得：,【答案】　326.8 N　100 N,【方法總結(jié)】　正交分解法不僅可以應(yīng)用于力的分解，也可應(yīng)用于其他任何矢量的分解，我們選取坐標(biāo)系時，可以是任意的，不過選擇合適的坐標(biāo)系可以使問題簡化，通常坐標(biāo)系的選取有兩個原則：(1)使盡量多的矢量落在坐標(biāo)軸上；(2)盡量

13、使未知量落在坐標(biāo)軸上．,2．一個物體A的重力為G，放在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖3－5－10所示，拉力與水平方向的夾角為θ，為拉動此物體做勻速直線運動，求拉力F為多大？,圖3－5－10,解析：首先分析物體A，A受到四個力作用，分別為：拉力F、重力G，支持力FN，摩擦力Ff，如圖：將力F進行正交分解為Fx、Fy.則Fx＝Fcosθ，F(xiàn)y＝FsinθFN＝G－Fy，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)x＝Ff,如圖3－5－11所

14、示，半圓形支架BAD，兩細繩OA和OB結(jié)于圓心O，下懸重為G的物體，使OA繩固定不動，將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中，分析OA繩和OB繩所受的力大小如何變化？,圖3－5－11,【思路點撥】　本題可利用圖解法來求，根據(jù)題意畫好矢量圖，合力一定，一個力方向變化時，對另一個分力的影響，從圖上可清楚的表示出來．,【解析】　因為繩結(jié)點O受重物的拉力FT，所以才使OA繩和OB繩受力，因此將拉力FT分解為FTA、FTB(

15、如圖3－5－12所示)．OA繩固定，則FTA的方向不變，在OB向上靠近OC的過程,圖3－5－12,中，在B1、B2、B3三個位置，兩繩受的力分別為FTA1和FTB1、FTA2和FTB2、FTA3和FTB3.從圖形上看出，F(xiàn)TA逐漸變小，而FTB卻是先變小后增大，當(dāng)OB和OA垂直時，F(xiàn)TB最小．【答案】　OA繩拉力逐漸變小，OB繩拉力先變小后變大,【方法總結(jié)】　在這類動態(tài)分析題中，合力是一個恒力(即大小、方向都不變)，其中一個分力F1方

16、向是一定的，另一個分力F2大小、方向都在變，當(dāng)F2與F1垂直時，F(xiàn)2取得最小值，解題時要注意這一特點．,3．如圖3－5－13所示，小球放在光滑的墻與裝有鉸鏈的光滑薄板之間，當(dāng)墻與薄板之間的夾角θ緩慢地增大到90°的過程中(　　)A．小球?qū)Ρ“宓恼龎毫υ龃驜．小球?qū)Φ恼龎毫p小C．小球?qū)Φ膲毫ο葴p小，后增大D．小球?qū)δ景宓膲毫Σ豢赡苄∮谇虻闹亓?圖3－5－13,解析：選BD.根據(jù)小球重力的作用效果，可以將重力G分解為