高中一年级物理必修1第三章相互作用5力的分解第一课时课件(教育精品).ppt

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1、力的分解力的分解什么是力的分解什么是力的分解什么是力的分解什么是力的分解力应该怎样分解力应该怎样分解力应该怎样分解力应该怎样分解能解决什么问题能解决什么问题能解决什么问题能解决什么问题力力力力为什么要分解为什么要分解为什么要分解为什么要分解一一.什么是力的分解什么是力的分解1.求一个力的分力求一个力的分力叫做叫做力的分解力的分解用几个分力来用几个分力来等等效替代效替代一个力一个力合力合力F F分力分力F F1 1和和F F2 2合成合成分解分解等效替代等效替代2.2.力的分解是力的力的分解是力的合成的合成的逆运算逆运算3.力的分解力的分解遵守遵守平平行四边形定则行四边形定则拖拉机拉着耙来耙地拖

2、拉机拉着耙来耙地二二.力为什么要分解力为什么要分解F FF F2 2F F1 1通过力的分解，可以便于找到力的作用效果通过力的分解，可以便于找到力的作用效果通过力的分解，可以便于找到力的作用效果通过力的分解，可以便于找到力的作用效果通过力的分解，可以使力的关系由复杂变得通过力的分解，可以使力的关系由复杂变得通过力的分解，可以使力的关系由复杂变得通过力的分解，可以使力的关系由复杂变得简单直接简单直接简单直接简单直接是由研究的问题所决定的是由研究的问题所决定的,选择的分解方法要有利选择的分解方法要有利解解决决问题问题,才有意义才有意义.三三.F FOO力应该怎样分解力应该怎样分解E EA AB B

3、F FOO2.分解原则分解原则:要按力的要按力的实际作实际作用效果用效果进行分解进行分解1.同一个力可以分解成同一个力可以分解成无无数对数对大小、方向不同的大小、方向不同的分力分力,不能解决实际问题，不能解决实际问题，这是这是无意义无意义的分解的分解3.注意注意:分力是对原来那个力在作用效果上的等效分力是对原来那个力在作用效果上的等效替代替代.分力在性质上与原来那个力的性质相同分力在性质上与原来那个力的性质相同四四.能解决什么问题能解决什么问题活动活动例例1:如图所示如图所示,小车受到绳子的拉力小车受到绳子的拉力F,这个拉力这个拉力F有怎样的作用效果呢有怎样的作用效果呢?1.有把小车有把小车水

4、平向前拉水平向前拉的效果的效果;所以所以F可以用两个力可以用两个力F1与与F2来等效替代来等效替代.F2.有把小车有把小车竖直向上提竖直向上提的效果的效果.F1F2请写出请写出F1与与F2两个两个分力的大小分力的大小:F1=;F2=.F cosF sin GGOOF1=G sinF2=G cos 例例2 2：如图所示：如图所示,把一个木块放置在倾把一个木块放置在倾角为角为的光滑斜面上的光滑斜面上,物体受到竖直向物体受到竖直向下的重力下的重力,但它并不能竖直下落但它并不能竖直下落,重力重力G G对木块能产生怎能样的作用效果呢对木块能产生怎能样的作用效果呢?让让我们通过下面的现象找出结论我们通过下

5、面的现象找出结论 四四.能解决什么问题能解决什么问题(1)把木块放置在斜面上端把木块放置在斜面上端,观察其运动观察其运动;(2)沿斜面给木块一个向上的拉力沿斜面给木块一个向上的拉力,阻止阻止木块下滑木块下滑,并在木块与斜面间铺上软泡并在木块与斜面间铺上软泡沫沫,可以看到可以看到软泡沫软泡沫发生凹陷形变发生凹陷形变.使使木块沿斜面下滑木块沿斜面下滑的效果的效果使使木块垂直压紧斜面木块垂直压紧斜面的效果的效果F F1 1F F2 2若已知斜面的若已知斜面的倾角倾角,则则F F1 1、F F2 2的大小分别的大小分别为为:F F1 1F F2 2GGOO 能解决什么问题能解决什么问题练一练练一练:从

6、力的作用效果看从力的作用效果看,应该怎样将重力分解应该怎样将重力分解?两两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?(忽略摩擦忽略摩擦)四四.能解决什么问题能解决什么问题1.使小球使小球垂直压紧挡板垂直压紧挡板的效果的效果2.使使小球小球垂直压紧斜面垂直压紧斜面的效果的效果再次强调再次强调：F1F2是是G的两个效果分力，在性质上与的两个效果分力，在性质上与G的性质相同的性质相同;F2并不是小球对斜面的压力，仅仅是在并不是小球对斜面的压力，仅仅是在大小上相等大小上相等(F1同理同理)GG0A GGF F1 1F F2 2 1.使小球使小球垂直压紧挡板垂直压紧挡板的效果

7、的效果2.使使小球小球垂直压紧斜面垂直压紧斜面的效果的效果F1=G sin F2=G cos1.使小球使小球沿沿A0方向拉紧细绳方向拉紧细绳的效果的效果2.使使小球小球垂直压紧竖直墙面垂直压紧竖直墙面的效果的效果F1 F2ACBGGGG0AB使小球使小球沿沿A0方向拉紧细绳方向拉紧细绳A0的效果的效果使小球使小球沿沿B0方向拉紧细绳方向拉紧细绳B0的效果的效果F1 F2F=GF1F2轻绳轻绳ABAB和横杆和横杆BCBC构成三角支架，构成三角支架，挂在挂在B B点点的重物对的重物对支架支架产生怎样的产生怎样的作用效果？作用效果？AB0GF=GF1F2F F2 2F F1 1?(例题：在一根细线上

8、用轻质挂钩例题：在一根细线上用轻质挂钩悬挂一重为悬挂一重为G G的物体，挂钩与细的物体，挂钩与细线之间的摩擦忽略不计。已知细线之间的摩擦忽略不计。已知细线所成的张角为线所成的张角为，求细线的张，求细线的张力为多大？力为多大？OOG/2G/2F F1 1/2/2(解解解解:/2/2F=GF=GT T1 1T T2 2为什么为什么四两可以拨千斤四两可以拨千斤？在日常生活中有时会碰到这种情在日常生活中有时会碰到这种情况：当载重卡车陷于泥坑中时，况：当载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按图所示的方法，用汽车驾驶员按图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树栓紧，在钢索把载重卡车和大树栓紧，在钢索的中央用较小的

9、垂直于钢索钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可以将载重卡车拉出的侧向力就可以将载重卡车拉出泥坑，你能否用学过的知识对这泥坑，你能否用学过的知识对这一方法作出解释。一方法作出解释。F F F FF F1 1F F2 2F FOO为什么刀刃的夹角越小越锋利为什么刀刃的夹角越小越锋利？根据力的作用效果确定根据力的作用效果确定两个分力两个分力的方向的方向.根据已知合力和两个分力方向根据已知合力和两个分力方向作作平行四边形平行四边形.根据平行四边形或三角形知识根据平行四边形或三角形知识确确定分力的大小和方向定分力的大小和方向.总结总结:力的分解的解法力的分解的解法力的分解的几种情况力的分解的几种情况

10、 已已知知合合力力(大大小小方方向向确确定定)和和两两分分力力的的方方向向，求求两分力的大小两分力的大小.结论结论:已知合力和已知合力和两分力的方向两分力的方向,则则分解有一组唯一解分解有一组唯一解.F如图，已知如图，已知F F和和、，显然该力的平行四边形是，显然该力的平行四边形是唯一确定的，即唯一确定的，即F F1 1和和F F2 2的大小也被唯一确定了的大小也被唯一确定了 五五.F1F2 已已知知合合力力(大大小小方方向向确确定定)和和一一分分力力的的大大小小和和方方向，求另一分力的大小和方向。向，求另一分力的大小和方向。结论：已知合力结论：已知合力和一分力的大小和一分力的大小和方向，则分

11、解和方向，则分解有一组唯一解。有一组唯一解。如图，已知如图，已知F、F1和和，显然此平行四边形也被唯，显然此平行四边形也被唯一地确定了，即一地确定了，即F2的大小和方向（角的大小和方向（角也已确定）也已确定）也被唯一确定了。也被唯一确定了。FF1F2FF1F2第第一一种种情情况况：F F2 2FF时时,只只有一解。有一解。第三种情况第三种情况:F F2 2=Fsin=Fsin时时,则有惟一解则有惟一解.第四种情况：第四种情况：F F2 2FsinFFF2 2FsinFsin时时,则有两解则有两解.F1F2FFF2F1FF1F2FF1F2 已知合力和两分力的大小，求两分力的方向。已知合力和两分力

12、的大小，求两分力的方向。结论：已知合力及结论：已知合力及两分力的大小则分两分力的大小则分解不唯一。解不唯一。如图所示如图所示,绕着绕着F的作用线的作用线(以以F为轴为轴)将图转过一定角将图转过一定角度时度时,仍保持仍保持F1、F2的大小为原值的大小为原值,但方向不同但方向不同,所以所以其解是不唯一的。其解是不唯一的。FF1F2力的正交分解力的正交分解六六.一条直线上的两个或两个以上的力一条直线上的两个或两个以上的力,其合力可由代数其合力可由代数运算求得运算求得.当物体受到多个力作用当物体受到多个力作用,其合力用平行四其合力用平行四边形定则求解很不方便边形定则求解很不方便.我们就想把矢量运算简化

13、成我们就想把矢量运算简化成代数运算代数运算.为此为此,我们采用我们采用力的正交分解力的正交分解.力的正交分解力的正交分解:yx0yx0FFXFy 把力沿着两个选定的相互垂直的把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解方向分解F F2 2F F1 1F F3 3F F4 45353037370O Ox xy yF4yF3yF4xF3x例：例：已知共点力已知共点力F F1 1、F F2 2 、F F3 3、F F4 4大小分别为大小分别为8N 8N、8N 8N、10N 10N、10N10N，方向如图所示，求这，方向如图所示，求这4 4个共点力的个共点力的合力。合力。力的正交分解的步骤力的正交分解的步骤：

14、(1).(1).正确地画出物体受力示意图。（正确地画出物体受力示意图。（这是关键喔这是关键喔）(3).(3).分别将各个力投影到坐标轴上分别将各个力投影到坐标轴上。分别求。分别求X X轴和轴和Y Y轴上各个力的投影合力轴上各个力的投影合力F Fx x 和和 F Fy y，其中：其中：F Fx x =F =Fx1x1+F+Fx2x2+F+Fx3x3 +F Fy y =F =Fy1y1+F+Fy2y2+F+Fy3y3+(4).(4).求合力求合力:(2).(2).正确选定直角坐标系正确选定直角坐标系。(通常选共点力的作用点通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴的方向的选择应根据实际情况为坐标原点，

15、坐标轴的方向的选择应根据实际情况来确定，原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，使来确定，原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，使要分解的力尽可能少。要分解的力尽可能少。)大小大小:方向方向:(F(F与与X X轴夹角为轴夹角为)用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是（拉力的合力变化情况是（）每根绳子拉）每根绳子拉力大小的变化情况是（力大小的变化情况是（）A.A.减小减小 B.B.不变不变 C.C.增大增大 D.D.无法确定无法确定B BC C现有一个沿正北方向的力现有一个沿正

16、北方向的力1010牛牛,将它沿正将它沿正东和西北方向分解。那么沿正东方向的分东和西北方向分解。那么沿正东方向的分力是力是 牛牛,沿西北方向的分力是沿西北方向的分力是 牛牛.10101414如图所示如图所示,质量为质量为m m的木块在力的木块在力F F作用下在水平作用下在水平面上做匀速运动面上做匀速运动.木块与地面间的动摩擦因数木块与地面间的动摩擦因数为为,则物体受到的摩擦力为（则物体受到的摩擦力为（）F FA.mgB.(mg+Fsin)C.(mg-Fsin)D.Fcos BDBD如图如图,用两根轻质的绳子用两根轻质的绳子ABAB和和BCBC吊一个吊一个0.5kg0.5kg的灯如果的灯如果BCB

17、C绳处于水平绳处于水平,AB,AB绳与水平夹角为绳与水平夹角为6060,求绳求绳ABAB和和BCBC所受的拉力。（所受的拉力。（g g10N/kg,10N/kg,用用平行四边形定则平行四边形定则，三角形定则三角形定则,正交分解正交分解三三种方法求解种方法求解)一个力，如果它的两个分力的作用线已经给定，一个力，如果它的两个分力的作用线已经给定，分解结果可能有分解结果可能有 种（注意：两分力作用线种（注意：两分力作用线与该力作用线不重合）与该力作用线不重合）1一个水平向右的一个水平向右的80N的力分的力分解为两个分力，一个分力解为两个分力，一个分力竖直向下大小为竖直向下大小为60N，求另，求另一个

18、分力的大小和方向。一个分力的大小和方向。F0F1F2有一个力大小为有一个力大小为100N,将它分解为两个力将它分解为两个力,已知已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为它的一个分力方向与该力方向的夹角为30.那那么么,它的另一个分力的最小值是它的另一个分力的最小值是 N，与该，与该力的夹角为力的夹角为 。5060 30 一重量为G的物体放在水平桌面上，受到一和水平面成a角斜向上的恒力F作用处于静止，求(1)地面对物体的摩擦力及支持力(2)如物体在F作用下匀速运动，求：水平桌面和物体间的动摩擦因数 竖直墙上有一重为竖直墙上有一重为G G的物的物块，在与竖直方向成块，在与竖直方向成a a角的角的斜向

19、上的推力斜向上的推力F F作用下匀速作用下匀速向上运动，求：墙与物块间向上运动，求：墙与物块间的动摩擦因数的动摩擦因数.一重为一重为G G的物块放在倾角为的物块放在倾角为a a的斜面上正的斜面上正好能向下匀速运动。求：物块与斜面间好能向下匀速运动。求：物块与斜面间的动摩擦因数的动摩擦因数1、如图所示如图所示,重力重力G为为50N的小的小球在倾角为球在倾角为=300的光滑斜面和的光滑斜面和与斜面垂直的光滑挡板与斜面垂直的光滑挡板P之间处之间处于静止状态于静止状态,试分解小球的重力试分解小球的重力G求得挡板和斜面对小球的支持力求得挡板和斜面对小球的支持力各是多少各是多少?GGP2 2、一重为一重为

20、G G的物块放在倾角为的物块放在倾角为a a的斜面上在水的斜面上在水平恒力平恒力F F作用下，处于作用下，处于静止状态静止状态 向上匀向上匀速运动状态速运动状态.求：以上两种情况下的摩擦力求：以上两种情况下的摩擦力作业作业:1、平衡状态、平衡状态：是指的：是指的静止状态静止状态和和匀速匀速直线运动状态直线运动状态 运动学特征：运动学特征：a=0 力学特征：力学特征：F合合=02、若、若n个共点力的合力为零，则有：个共点力的合力为零，则有：若这若这n个共点力个共点力在同一条直线上，在同一条直线上，则至少有一个力在方向上与其余各力则至少有一个力在方向上与其余各力方向相反。方向相反。若它们互成夹角，则其中个若它们互成夹角，则其中个水滑梯