第三章--第五节--力的分解-高中必修一物理重点(人教版)课件.ppt

课标定位学习目标：学习目标：1.理解力的分解和分力的概念理解力的分解和分力的概念2能够根据力的作用效果确定分力的方向能够根据力的作用效果确定分力的方向3会用平行四边形定则或三角形定则解决会用平行四边形定则或三角形定则解决力的分解问题力的分解问题重点难点：重点难点：1.力的分解中常用的两种方法：力的分解中常用的两种方法：正交分解、按力的实际作用效果分解正交分解、按力的实际作用效果分解2平行四边形定则或三角形定则的应用平行四边形定则或三角形定则的应用易错问题：易错问题：对一个力分解时不能根据实际对一个力分解时不能根据实际效果来确定两个分力的方向效果来确定两个分力的方向力的分解力的分解 1定义：求一个力的定义：求一个力的 叫做力的分解叫做力的分解 2力的分解是力的合成的力的分解是力的合成的 ，同样遵守，同样遵守 3把一个已知力把一个已知力F作为平行四边形的对角线，作为平行四边形的对角线，那么，与力那么，与力F共点的平行四边形的两个共点的平行四边形的两个 就表示就表示力力F的两个分力的两个分力 在不同情况下，作用在物体上的同一个力可在不同情况下，作用在物体上的同一个力可以产生几个不同的效果，如果没有其他限制，同以产生几个不同的效果，如果没有其他限制，同一个力可以分解为一个力可以分解为 对大小、方向不同的分力，对大小、方向不同的分力，所以一个已知力要根据力的实际所以一个已知力要根据力的实际 进行分进行分解解基础知识梳理基础知识梳理平行四边形定则平行四边形定则邻边邻边无数无数作用效果作用效果分力分力逆运算逆运算一、力的分解方法一、力的分解方法(一一)按效果分解按效果分解1根据一条对角线可以作出无数个平行四边形，根据一条对角线可以作出无数个平行四边形，即有无数组解，但在实际分解时，一般要按力的实际即有无数组解，但在实际分解时，一般要按力的实际作用效果分解，其方法是：作用效果分解，其方法是：(1)先根据力的实际效果确定两个分力的方向；先根据力的实际效果确定两个分力的方向；(2)再根据两个分力的方向作出力的平行四边形；再根据两个分力的方向作出力的平行四边形；(3)解三角形或解平行四边形，计算出分力的大小解三角形或解平行四边形，计算出分力的大小和方向和方向核心要点突破核心要点突破二、力的分解方法二、力的分解方法(二二)正交分解法正交分解法1目的：将力的合成化简为同向、反向或目的：将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力，便于运用普通代数运算公式解垂直方向的分力，便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算，决矢量的运算，“分分”的目的是为了更好的的目的是为了更好的“合合”2适用情况：适用于计算三个或三个以上适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成力的合成(4)分别求出分别求出x轴、轴、y轴上各力的分力的合力，轴上各力的分力的合力，即：即：FxF1xF2xFyF1yF2y1建立坐标系之前，要对物体进行受力建立坐标系之前，要对物体进行受力分析，画出各力的示意图，一般各力的作用点分析，画出各力的示意图，一般各力的作用点都移到物体的重心上都移到物体的重心上2建立坐标系的原则：使尽量多的力落建立坐标系的原则：使尽量多的力落在坐标轴上，尽量减少分解力的个数在坐标轴上，尽量减少分解力的个数特别提醒特别提醒1已知合力和两个分力的方向，有唯一解，已知合力和两个分力的方向，有唯一解，分解如图分解如图352：图图3 35 52 23已知合力和一个分力的大小和方向，有已知合力和一个分力的大小和方向，有唯一解如图唯一解如图354.图图3 35 54 44已知合力和一个分力的大小，另一个分已知合力和一个分力的大小，另一个分力的方向分解如图力的方向分解如图355.图图3 35 55 5如图如图356所示，重为所示，重为G的物体放在的物体放在倾角为倾角为的光滑斜面上，分别被垂直斜面的挡的光滑斜面上，分别被垂直斜面的挡板如甲图和竖直放置的挡板如乙图挡住试板如甲图和竖直放置的挡板如乙图挡住试对两个图中物体的重力根据力的作用效果进对两个图中物体的重力根据力的作用效果进行分解，作出示意图，并求出两分力的大小行分解，作出示意图，并求出两分力的大小课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一类型一类型一按实际效果分解力按实际效果分解力例例例例1 1【思路点拨思路点拨】两种情况，物体对挡板和斜两种情况，物体对挡板和斜面有弹力作用，按力的作用效果进行分解面有弹力作用，按力的作用效果进行分解图图3 35 56 6【解析解析】分解示意图如图分解示意图如图356所示所示甲图中两分力大小分别为：甲图中两分力大小分别为：G1Gsin，G2Gcos.乙图中两分力大小分别为：乙图中两分力大小分别为：G1Gtan，G2G/cos.【答案答案】见见解析解析【方法总结方法总结】对于一个确定的物体所受到对于一个确定的物体所受到的力进行分解时，应考虑实际效果，进行有意义的力进行分解时，应考虑实际效果，进行有意义的分解分解的思路如下：的分解分解的思路如下：(1)先根据力的实际作用效果确定两个实际分先根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向；力的方向；(2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边再根据两个实际分力的方向画出平行四边形；形；(3)根据平行四边形定则和所学的数学知识求根据平行四边形定则和所学的数学知识求出两分力的大小和方向出两分力的大小和方向1如图如图357所示，所示，在三角形支架在三角形支架B点用一根细绳点用一根细绳挂一个重为挂一个重为120 N的重物的重物G，已知已知30，求横梁，求横梁BC和斜和斜梁梁AB所受的力的大小所受的力的大小(A、C处为光滑铰链连接处为光滑铰链连接)变式训练变式训练变式训练变式训练图图3 35 57 7如图如图358所示，重所示，重力为力为500 N的人通过跨过定滑的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重力为轮的轻绳牵引重力为200 N的的物体，当绳与水平面成物体，当绳与水平面成60角角时，物体静止不计滑轮与时，物体静止不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的大小持力和摩擦力的大小类型二类型二类型二类型二正交分解法的应用正交分解法的应用例例例例2 2图图3 35 58 8【思路点拨思路点拨】对人进行受力分析，将人受对人进行受力分析，将人受到的几个力沿水平和竖直两个方向分解，在这两到的几个力沿水平和竖直两个方向分解，在这两个方向上分别列出平衡方程，然后求解个方向上分别列出平衡方程，然后求解图图359【解析解析】人与重物静止，人与重物静止，所受合力皆为零，对重物受力所受合力皆为零，对重物受力分析得，绳的拉力分析得，绳的拉力F1200 N；对人受力分析，人受四个力；对人受力分析，人受四个力作用，重力作用，重力G、拉力、拉力F1、支持、支持力力FN、摩擦力、摩擦力Ff，可将绳的拉，可将绳的拉力力F1正交分解，如图正交分解，如图359所示根据平衡方程可得：所示根据平衡方程可得：【答案答案】326.8 N100 N2一个物体一个物体A的重力为的重力为G，放在粗糙的水平面上，物，放在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数体与水平面间的动摩擦因数为为，如图，如图3510所示，拉所示，拉力与水平方向的夹角为力与水平方向的夹角为，为，为拉动此物体做匀速直线运动，拉动此物体做匀速直线运动，求拉力求拉力F为多大？为多大？变式训练变式训练变式训练变式训练图图3 35 51010解析解析：首先分析物体：首先分析物体A，A受到四个力作用，分别为：拉受到四个力作用，分别为：拉力力F、重力、重力G，支持力，支持力FN，摩擦，摩擦力力Ff，如图：，如图：将力将力F进行正交分解为进行正交分解为Fx、Fy.则则FxFcos，FyFsinFNGFy，FfFN，FxFf【思路点拨思路点拨】本题可利用图解法来求，根据本题可利用图解法来求，根据题意画好矢量图，合力一定，一个力方向变化时，题意画好矢量图，合力一定，一个力方向变化时，对另一个分力的影响，从图上可清楚的表示出来对另一个分力的影响，从图上可清楚的表示出来【解析解析】因为绳结点因为绳结点O受受重物的拉力重物的拉力FT，所以才使，所以才使OA绳绳和和OB绳受力，因此将拉力绳受力，因此将拉力FT分分解为解为FTA、FTB(如图如图3512所所示示)OA绳固定，则绳固定，则FTA的方向的方向不变，在不变，在OB向上靠近向上靠近OC的过程的过程图图3512中，在中，在B1、B2、B3三个位置，两绳受的力分别为三个位置，两绳受的力分别为FTA1和和FTB1、FTA2和和FTB2、FTA3和和FTB3.从从图形上看出，图形上看出，FTA逐渐变小，而逐渐变小，而FTB却是先变小却是先变小后增大，当后增大，当OB和和OA垂直时，垂直时，FTB最小最小【答案答案】OA绳绳拉力逐拉力逐渐变渐变小，小，OB绳绳拉力拉力先先变变小后小后变变大大【方法总结方法总结】在这类动态分析题中，合力在这类动态分析题中，合力是一个恒力是一个恒力(即大小、方向都不变即大小、方向都不变)，其中一个分，其中一个分力力F1方向是一定的，另一个分力方向是一定的，另一个分力F2大小、方向都大小、方向都在变，当在变，当F2与与F1垂直时，垂直时，F2取得最小值，解题时取得最小值，解题时要注意这一特点要注意这一特点3如图如图3513所示，小球所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角板之间，当墙与薄板之间的夹角缓缓慢地增大到慢地增大到90的过程中的过程中()A小球对薄板的正压力增大小球对薄板的正压力增大B小球对墙的正压力减小小球对墙的正压力减小C小球对墙的压力先减小，小球对墙的压力先减小，后增大后增大D小球对木板的压力不可能小球对木板的压力不可能小于球的重力小于球的重力变式训练变式训练变式训练变式训练图图3 35 51313解析解析：选选BD.根据小球重根据小球重力的作用效果，可以将重力力的作用效果，可以将重力G分解为使球压板的力分解为使球压板的力F1和使球和使球压墙的力压墙的力F2，作出平行四边形，作出平行四边形如图所示，当如图所示，当增大时如图中虚增大时如图中虚线所示，线所示，F1、F2均变小，而且均变小，而且在在90时，时，F1变为最小值，变为最小值，等于等于G，所以，所以B、D均正确均正确