高中物理 第三章 第7節(jié) 力的分解課件 新人教版必修1.ppt

《高中物理 第三章 第7節(jié) 力的分解課件 新人教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第三章 第7節(jié) 力的分解課件 新人教版必修1.ppt（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

7力的分解 第三章相互作用 學習目標 知識探究 典例精析 達標檢測 1 知道什么是力的分解 知道力的分解同樣遵守平行四邊形定則 2 理解力的分解原則 會正確分解一個力 并會用作圖法和計算法求分力 3 知道力的三角形定則 會區(qū)別矢量和標量 4 會用正交分解法求合力 一 力的分解 答案 王昊同學假期里去旅游 他正拖著行李箱去檢票 如圖1所示 王昊對箱子有一個斜向上的拉力 這個力對箱子產(chǎn)生了什么效果 知識探究 導學探究 圖1 答案王昊對箱子斜向上的拉力產(chǎn)生了兩個效果 水平方向使箱子前進 豎直方向將箱子向上提起 力的分解及其運算法則 1 力的分解 已知一個力求它的的過程 2 分解法則 力的分解是力的合成的逆運算 遵守力的定則 3 力的效果分解法 根據(jù)力的效果確定兩個分力的方向 根據(jù)的方向作出力的平行四邊形 利用知識解三角形 分析 計算分力的大小 4 如果沒有限制 一個力可分解為對大小 方向不同的分力 知識梳理 答案 分力 平行四邊形 實際作用 兩個分力 無數(shù) 數(shù)學 按下列兩種情況把一個豎直向下的180N的力分解為兩個分力 即學即用 1 一個分力在水平方向上 并等于240N 求另一個分力的大小和方向 解析力的分解如圖所示 答案300N與豎直方向夾角為53 解析答案 2 一個分力在水平方向上 另一個分力與豎直方向的夾角為30 斜向下 如圖2所示 求兩個分力的大小 圖2 解析力的分解如圖所示 解析答案 二 矢量相加的法則 矢量相加的法則有幾種 導學探究 答案兩種 平行四邊形定則 三角形定則 答案 矢量三角形定則的內容及其實質 1 內容 如圖3甲所示 把兩個矢量 從第一個矢量的指向第二個矢量的的有向線段就表示合矢量的大小和方向 這就是矢量相加的三角形定則 2 實質 定則的簡化 如圖乙所示 知識梳理 首尾相接 甲 始端 末端 平行四邊形 乙 答案 如圖4所示的六個共點力 則這六個力的合力為 即學即用 解析首先將F1與F2進行合成得到F12 如圖甲所示 用F12將F1和F2替代后 原六個力的作用就等效變換成了五個力的作用 如圖乙所示 然后按照同樣的方法將F12與F3進行合成得到F123 將F123與F4合成后得到F1234 而F1234與F5 F6的關系如圖丙所示 由力的三角形定則可知 F5與F6的合力與F1234大小相等 方向相反 所以這六個力的合力為0 圖4 0 返回 解析答案 例1如圖5所示 輕桿與柱子之間用鉸鏈連接 桿的末端吊著一個重為30N的物體 輕繩與水平輕桿之間的夾角為 30 求輕繩和桿各受多大的力 結果保留兩位有效數(shù)字 一 力的分解的原則與方法 典例精析 圖5 解析答案 解析重物對O點的拉力F G 產(chǎn)生兩個作用效果 一個是沿繩方向拉輕繩 一個是沿桿方向壓桿 因輕桿處于靜止時桿所受的彈力一定沿著桿 否則會引起桿的轉動 作平行四邊形如圖所示 由幾何關系解得 答案60N52N 例2如圖6所示 將力F 大小已知 分解為兩個分力F1和F2 F2和F的夾角 小于90 則下列說法正確的是 圖6 A 當F1 Fsin 時 肯定有兩組解B 當F F1 Fsin 時 肯定有兩組解C 當F1 Fsin 時 有惟一一組解D 當F1 Fsin 時 無解 解析已知合力的大小 一個分力的方向 根據(jù)平行四邊形定則作圖 如圖所示 當F F1 Fsin 一定有兩組解 當F1 F時 有惟一一組解 當F1 Fsin 時 無解 BD 總結提升 解析答案 總結提升 1 按照力產(chǎn)生的實際效果進行分解 先根據(jù)力的實際作用效果確定分力的方向 再根據(jù)平行四邊形定則求出分力的大小 2 已知合力F以及一個分力F2的方向與合力F的夾角 另一個分力F1與F2垂直時 F1有最小值 為Fsin 例3如圖7所示 水平地面上有一重60N的物體 在與水平方向成30 角斜向上 大小為20N的拉力F作用下勻速運動 求地面對物體的支持力和摩擦力的大小 二 力的正交分解 圖7 解析對物體進行受力分析 如圖所示 物體受重力G 支持力FN 拉力F 摩擦力Ff 建立直角坐標系 對力進行正交分解得 y方向 FN Fsin30 G 0 x方向 Ff Fcos30 0 總結提升 解析答案 總結提升 1 正交分解的目的 當物體受到多個力作用 并且這幾個力只共面不共線時 其合力用平行四邊形定則求解很不方便 為此先將各力正交分解 然后再合成 2 正交分解法求合力的步驟 1 建立坐標系 以共點力的作用點為坐標原點建立直角坐標系 直角坐標系x軸和y軸的選擇應使盡量多的力落在坐標軸上 總結提升 總結提升 2 正交分解各力 即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8所示 圖8 3 分別求出x軸 y軸上各分力的矢量和 即 Fx F1x F2x F3x Fy F1y F2y F3y 例4如圖9所示 質量為M的物體用OA和OB兩根等長的繩子懸掛在半弧形的支架上 B點固定不動 A點則由頂點C沿圓弧向D移動 在此過程中 繩子OA的張力將 三 力的分解的動態(tài)分析 技巧點撥 解析答案 圖9 A 由大變小B 由小變大C 先減小后增大D 先增大后減小 返回 技巧點撥 解析O點受到向下的拉力F 等于重力Mg 根據(jù)它的作用效果 可將力F分解成兩個力 沿AO方向的力FA和沿BO方向的力FB 在A點移動過程中 繩OA與豎直方向之間的夾角由0增大到90 合力F的大小 方向不變 分力FB的方向不變 由于分力FA的方向變化導致FA FB的大小發(fā)生變化 可見 FA的大小先減小 當FA FB時 即繩OA與繩OB垂直時 減到最小值 為Mgsin 為繩OB與豎直方向的夾角 然后又逐漸增大到Mgtan 如圖所示 繩OA中的張力與FA大小相等 故正確選項為C 答案C 技巧點撥 1 首先畫出力的分解圖 在合力 兩分力構成的三角形中 一個是恒力 大小 方向均不變 另兩個是變力 其中一個是方向不變的力 另一個是大小 方向均改變的力 2 分析方向變化的力在哪個空間內變化 借助力的矢量三角形 利用圖解法判斷兩個變力大小 方向的變化 3 注意 由圖解可知 當大小 方向都可變的分力 設為F1 與方向不變 大小可變的分力垂直時 F1有最小值 返回 1 多選 如圖10所示 光滑斜面上物體重力mg分解為F1 F2兩個力 下列說法正確的是 A 物體受到重力mg FN F1 F2四個力的作用B 物體只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用C F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力 F2是物體對斜面的壓力D 力FN F1 F2三力的作用效果與力mg FN兩個力的作用效果相同 達標檢測 1 2 3 4 圖10 解析答案 解析由重力的作用效果分析 再由力產(chǎn)生的原因進行判斷 F1 F2兩個力是重力mg的兩個分力 其作用效果與重力mg等效 所以F2不是物體對斜面的壓力 物體只受重力mg和斜面的支持力FN的作用 故B D正確 答案BD 1 2 3 4 2 如圖11所示 力F作用于物體的O點 現(xiàn)要使作用在物體上的合力沿OO 方向 需再作用一個力F1 則F1的最小值為 A F1 Fsin B F1 Ftan C F1 FD F1 Fsin 1 2 3 4 圖11 解析利用矢量圖形法 根據(jù)力的三角形定則 作F1 F與合力F合的示意圖 如圖所示 在F1的箭尾位置不變的情況下 其箭頭可在OO 線上滑動 由圖可知 當F1與OO 即F合垂直時 F1有最小值 其值為F1 Fsin A 解析答案 3 多選 如圖12所示 放在水平面上的物體A用輕繩通過光滑定滑輪連接另一物體B 并靜止 這時A受到水平面的支持力為FN 摩擦力為Ff 若把A水平向右移動一些后 A仍靜止 則 A FN將增大B Ff將增大C 輕繩拉力將減小D 物體A所受合力將增大 1 2 3 4 圖12 解析答案 解析物體A受力如圖 系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 繩子的拉力不變 始終等于B的重力 即F mBg A所受合力為零 故C D均錯 當A水平向右移動時 角減小 FN mAg Fsin Ff Fcos 由此可得 FN Ff均增大 所以A B正確 答案AB 1 2 3 4 4 三條輕繩結于O點 通過一輕質彈簧測力計將一重物懸掛起來 如圖13所示 已知系在豎直墻上的繩與墻成37 角 彈簧測力計水平且讀數(shù)為3N 求重物的質量 g取10m s2 tan37 0 75 解析答案 1 2 3 4 返回 圖13 解析將豎直繩對O點的拉力FT沿兩繩方向進行分解 分力分別為FT1和FT2 如圖所示 1 2 3 4 返回 則FT1 FTtan37 而FT mg FT1 3N 所以重物的質量 答案0 4kg