高一物理怎样分解力 (2)优秀课件.ppt

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1、高一物理怎样分解力第1页，本讲稿共32页1求一个力的分力叫做 2力的分解是力的合成的 ，同样遵守 3如果没有其他限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形，也就是说同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力一个已知的力究竟应该怎样分解，这要根据 来决定力的分解力的分解逆运算逆运算平行四平行四边边形定形定则则实际实际情况情况第2页，本讲稿共32页一、力的分解一、力的分解 要点梳理要点梳理 力的分解法则 力的分解是力的合成的逆运算 力的分解遵循平行四边形定则：把一个已知力作为平行四边形的对角线，则与已知力共点的平行四边形的两个邻边就表示已知力的两个分力 如果没有其他限制，对于一条对

2、角线，可以作出无数个不同的平行四边形(如右图所示)即同一个力F可以分解成无数对大小、方向不同的分力第3页，本讲稿共32页 难点突破力的分解的原则一个力可以分解为无数多个力，这样造成了力的分解的不确定性，在通常情况下是将一个力分解为两个力，但就在这一情况下，两分力的大小和方向仍然是不唯一的，这样就给力的分解带来了困难，那么我们到底怎样将力进行分解呢？力分解的原则是什么呢？具体问题中将一个力分解为两个力必须根据一个力在该问题中的实际效果来分解，这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的效果搞清了力的效果，也就搞清了力的方向，而搞清了各个力的方向后，分解的力将是唯一的具体做法是：先根据力的实际作用效果确定

3、两个分力的方向；再根据两个实际分力方向画出平行四边形；根据平行四边形和学过的数学知识求出两分力的大小第4页，本讲稿共32页二、力的分解的二、力的分解的应应用用 重点解读重点解读(1)已知一个合力，根据分力的情况把合力分解一般有四种情况：已知两个分力的方向，求两个分力的大小，如下图所示，已知F和、，显然该力的平行四边形唯一确定，即F1和F2的大小也被唯一确定已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向，如右图所示，已知F、F1和，显然此平行四边形也唯一确定，即F2的大小和方向(角)也被唯一确定第5页，本讲稿共32页已知一个分力的方向和另一个分力的大小，即已知F、和F2的大小，求F1和F2的

4、方向，这时有以下几种可能情况：情况一：FF2Fsin，有两解，如下图甲所示，但若F2F则只有一个解，如下图乙所示情况二：F2Fsin，有唯一解，如下图丙所示情况三：F2Fsin，此时无法构成平行四边形，即无解第6页，本讲稿共32页已知两个分力的大小，求两个分力的方向，如右图所示，当绕着F的作用线将图转过一定角度时，仍保持F1、F2大小不变，但方向改变了，此时有无穷个解第7页，本讲稿共32页实例分解思路地面上物体受斜向上的拉力F，拉力F一方面使物体沿水平地面前进，另一方面向上提物体，因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2.F1Fcos，F2Fsin 质量为m的物体静止在斜面上，其重

5、力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1，二是使物体压紧斜面的分力F2.F1mgsin，F2mgcos 质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时，其重力产生两个效果：一是使球压紧挡板的分力F1，二是使球压紧斜面的分力F2.F1mgtan，F2(2)常见按效果分解力的情形第8页，本讲稿共32页质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上，其重力产生两个效果：一是使球压紧竖直墙壁的分力F1，二是使球拉紧悬线的分力F2.F1mgtan，F2A、B两点位于同一平面上，质量为m的物体被AO、BO两线拉住，其重力产生两个效果：一是使物体拉紧AO线的分力F1，二是使物体拉紧BO线的分力F2

6、.F1质量为m的物体被支架悬挂而静止，其重力产生两个效果：一是拉伸AB的分力F1，二是压缩BC的分力F2.F1mgtan，F2第9页，本讲稿共32页 根据力的作用效果分解力根据力的作用效果分解力 (2005年辽宁卷)两光滑平板MO、NO构成一具有固定夹角0=75的V形槽，一球置于槽内，用表示NO板与水平面之间的夹角，如右图所示若球对板NO压力的大小正好等于球所受重力的大小，则下列值中哪个是正确的()A15 B30C45 D60第10页，本讲稿共32页【解析】利用平行四边形定则将重力G按其作用效果分解为对挡板OM和ON的压力FM和FN如右图所示大小正好等于球所受的重力的大小，则=，又由几何关系知

7、+=180-75，+=180.以上三式联立可得=30.【答案】B【方法总结】求一个已知力的实际分力及相关问题的方法步骤：(1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果(2)根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向(3)根据两个分力的方向，画出平行四边形(4)根据平行四边形定则，利用学过的几何知识、三角关系求解第11页，本讲稿共32页 在右图中，电灯重10 N，AO悬挂和天花板成53角，拉线OB和墙垂直求AO和OB拉线受力的大小【解析】(1)灯通过拉线OD给O点的拉力FG；(2)力F产生使悬线AO发生形变的拉力F1，沿AO斜向下；力F对OB产生拉力F2，水平向左作力的平行四边形如图所示由右图

8、可知：则F1=则F2 .【答案】12.5 N7.5 N第12页，本讲稿共32页 力的正交分解力的正交分解 在水平路面上用绳子拉一个重为G=183 N的木箱，绳子与水平路面的夹角为30，如右图所示木箱与路面间的动摩擦因数=0.10，要使木箱能在水平路面上匀速运动，则绳上所加拉力F应为多大？【解析】物体受力分析如右图所示：木箱受到四个力的作用将拉力F按水平方向与竖直方向分解为两个分力F1和F2，得：F1=Fcos，F2=Fsin.在水平方向上由平衡条件可得：F1=f=Fcos 在竖直方向上有：F2NGFsin N又fN将G183 N及0.10、30代入以上三式，解得：F20 N.【答案】20 N第

9、13页，本讲稿共32页第14页，本讲稿共32页 如右图所示，质量为m的人，用绳子通过滑轮拉质量为M的物体不计绳的质量和滑轮摩擦力，当人拉绳子向右走一步，系统仍保持平衡，下面说法正确的是()A人对地面的压力减少 B地面给人的摩擦力增加C人对地面的正压力增加 D绳子的拉力变大【答案】BC 第15页，本讲稿共32页 力的分解的力的分解的实际应实际应用用 刀、斧、凿、刨等切削工具的光滑刃部叫做劈，劈的纵截面是一个三角形，如右图所示使用劈ABC时，在劈背上中点D处施加力F，这个力产生两个效果，这就是使劈的两个侧面推压物体，把物体劈开设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d，劈的长度是l，劈本身的重力

10、远小于力F，求：(1)N1、N2多大；(2)说明为什么越锋利的切削工具越容易劈开物体第16页，本讲稿共32页第17页，本讲稿共32页【方法【方法总结总结】利用力的分解解决实际问题的基本方法(1)根据力产生的作用效果画出各分力的方向(2)根据平行四边形定则作出力的平行四边形(3)利用数学知识求解分力的大小解答问题的思路可表示为：物理抽象作 平行四边形 实际 问题数学计算求分力根据力的作用效果把力的计算转化为 边角的计算第18页，本讲稿共32页 一名杂技演员在两幢高10 m的楼之间的钢丝上表演“高空走钢丝”当他经过钢丝的中点时，钢丝与水平方向的夹角为10.如果他的质量为50 kg，钢丝上的张力为多

11、少？(钢丝的质量不计，sin 100.173 6)【答案】1 439.7 N第19页，本讲稿共32页【指点迷津指点迷津】我们在将某力分解时，首先要搞清该力在何方向上产生了效果，如果判断不出，但不管怎样，力的分解遵循平行四边形定则你所分解的力一定在一条对角线上，本题分解重力，可见重力肯定在对角线上，再者从效果看，由于重力的作用，从而产生了对水平绳向左拉，对斜拉绳斜向下拉的两个效果，因而此分解是错误的【答案】不正确 右图中，将灯的重力分解，有人将两个分力F1、F2画成如此情况，请问是否正确？第20页，本讲稿共32页正交分解法在求合力问题中的应用力的正交分解法就是利用数学上的直角坐标系描述力的分解效

12、果，将一个力在直角坐标系中沿相互垂直的两坐标轴分解，如右图所示Fx=Fcos，Fy=Fsin，.(1)当Fx=0时，合力大小F=Fy；(2)当Fy=0时，合力大小F=Fx；(3)当Fx=Fy=0时，合力F=0.第21页，本讲稿共32页求解若干个共点力的合力时分三步解决，建立直角坐标系使多数力处于坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解，然后求出互相垂直的每个方向上的合力(共线的力的合成简化为代数运算)，最后应用公式 求总合力的大小，应用 确定总合力的方向用先分解后合成的方法求合力是常用的方法，尤其是斜面上的物体在垂直于斜面的方向上合力Fy0时，则平行于斜面方向上的合力Fx等于总的合力，解题方便、可

13、行第22页，本讲稿共32页 如右图中a、b是两个位于固定斜面上的正方体物块，它们的质量相等F是沿水平方向作用于a上的外力已知a、b的接触面及a、b与斜面的接触面都是光滑的正确的说法是()Aa、b一定沿斜面向上运动Ba对b的作用力沿水平方向Ca、b对斜面的正压力相等Da受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力第23页，本讲稿共32页【解析】a、b的总重力沿斜面向下的分力与力F沿斜面向上的分力关系有三种：2mgsin Fcos；2mgsin Fcos；2mgsin Fcos.a、b可能均处于平衡状态(含匀速沿斜面向上、向下以及静止)，也可能一起沿斜面做变速直线运动(含沿斜面向上、

14、向下)，可见A项错误，a对b的作用力只能是弹力，弹力是垂直接触面的，不可能沿水平方向，只能是沿斜面方向，B项是错误的关于C项，见右图，b对斜面的压力为mgcos，a对斜面的压力为mgcos+F=mgcos+Fsin 因为a、b具有相同的加速度(含a=0)且质量相等，则a、b所受的合力一定是相同的，a、b的合力在水平方向(其实是任一方向)的分量一定是相同的，所以D正确【答案】D第24页，本讲稿共32页1.如右图所示，光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是()AF1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力B物体受到mg、N、F1、F2四个力作用C物体只受重

15、力mg和弹力N的作用D力N、F1、F2三个力的作用效果和mg、N两个力作用效果相同【解析】根据合力与分力的等效性，D正确；斜面光滑，C正确；F1、F2是mg的两个分力，施力物体是地球，不是斜面和物体，故A、B错误明确合力与分力的等效性，明确重力、弹力、摩擦力的产生条件是关键【答案】CD第25页，本讲稿共32页2将一个力分解为两个不为零的分力，下列分解情况能够实现的是()A其中一个分力与合力等大同向B其中一个分力垂直于合力C两个分力都与合力垂直D两个分力大小都与合力大小相等【解析】A选项中，另一个分力只能等于零，不合题意，故A选项错误；当两个分力都与合力垂直时，不可能作出相应的平行四边形，故C选

16、项错误；若只有一个分力与合力垂直，则还可以作出相应的平行四边形，故这种分解方式可以实现，B选项正确；可以作出这样的平行四边形对角线与它的两条邻边等长，故D选项正确(这时两个分力等大，且夹角为120)【答案】BD第26页，本讲稿共32页第27页，本讲稿共32页【解析】如右图所示，将重力按力的作用效果分解为沿绳方向和垂直于墙方向的分力F和N，则绳的拉力F=F，球对墙的压力N=N，由已知条件，绳与墙之间的夹角 ，=30，F=F=G/cos=，N=N=Gtan=G tan30=，故选D.由于球对墙的压力N和绳子拉力F都是由于球的重力引起的，所以按照实际效果进行力的分解是解题的关键【答案】D第28页，本

17、讲稿共32页42008北京奥运会，中国健儿取得了举世瞩目的好成绩我国体育事业的发展是从娃娃抓起的如右图所示，两个体重相同的小孩甲、乙静止坐在秋千上，关于下面的叙述正确的是()A甲绳子的拉力大 B乙绳子的拉力大C甲、乙绳子的拉力一样大 D不确定【答案】B第29页，本讲稿共32页5如右图所示，重力为G的物体静止在倾角为的斜面上，将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，那么()AF1就是物体对斜面的压力B物体对斜面的压力方向与F1方向相同，大小为Gcos CF2就是物体受到的静摩擦力D物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用第30页，本讲稿共32页【解析

18、】合力与分力是一种等效替代关系，以本题为例，所谓“等效”是指两分力F1和F2共同作用产生的效果与真实力G(合力)产生的效果相同；所谓“替代”是指在分析和处理问题时，如果用了两分力F1和F2，就不能再用真实力G，否则力就多了要对物体进行受力分析时，只分析物体实际受到的力，故D选项错误某几个真实力的合力或某一真实力的分力，是为了研究问题方便而假想的力，实际上是不存在的，以本题为例，真实力G的两分力F1和F2是实际上并不存在的力，应与其他实际力区别开来，题中A、C两项将两个并不存在的力“F1和F2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈，显然是错误的由物体的平衡以及牛顿第三定律的知识，可以判断B选项正确【答案】B第31页，本讲稿共32页第32页，本讲稿共32页