人教版高一物理必修一第三章第五節(jié)力的分解

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2、些情況下，一個(gè)力能分解為兩個(gè)確定的分力,？,3,、為什么要對一個(gè)力分解,？,4,、應(yīng)用力的分解來分析用斧頭輕松劈開圓木的原因,？,一、定義,：,二、滿足法則：,求一個(gè)已知力的分力,平行四邊形法則,一條對角線可作出無數(shù)個(gè)平行四邊形,一個(gè)力有無數(shù)種分解方法,1,力為什么要分解,通過力的分解，可以求出一個(gè)力的兩個(gè)貢獻(xiàn),通過力的分解,，可以使關(guān)系由復(fù)雜變得簡單,2,F,O,力應(yīng)該怎樣分解,E,A,B,F,O,是由研究的問題所決定的，選擇的分解方法要有利于問題的解決。一般情況下，要選擇按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解,能解決什么問題,3,F,1,F,2,G,O,F,1,= G sin,F,2,= G cos,

3、例題：把一個(gè)物體放在傾角為,的斜面上，物體受到豎直向下的重力，但它并不能豎直下落。從力的作用效果看，應(yīng)該怎樣將重力分解？兩個(gè)分力的大小與斜面的傾角有什么關(guān)系？,F,N,F,f,一個(gè)人從,A,走到,B,，發(fā)生的位移是,AB,，又從,B,走到,C,，發(fā)生的位移是,BC,。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，這個(gè)人的位移是,AC,，,AC,是合位移。,A,B,C,A,B,C,把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的方法叫做,三角形定則,，,三角形定則,三角形定則,平行四邊形定則,三角形定則,提示：一般情況下，,矢量,可以,平移,矢量,：既有大小，又有方向，相加時(shí),遵從平行四邊形定則,。,如：力、位移、速度、加速度等,標(biāo)量,

4、：只有大小，沒有方向，求和時(shí),按照代數(shù)相加。,如：質(zhì)量、時(shí)間、路程、速率等,矢量和標(biāo)量的再認(rèn)識,三、力的分解,（,1,）已知合力和兩個(gè)分力的方向，,什么情況下力的分解有唯一解？,（,2,）已知合力和一個(gè)分力的大小和方向時(shí)，,只有一種分解方法。,只有一種分解方法。,3,、力的分解的一些情況匯總,（,3,）已知合力和一個(gè)分力的大小和另外一個(gè)分力的方向時(shí)，有三種情況,:,當(dāng) 大小介于：,F,1,有二解。,三、力的分解的一些情況匯總,（,3,）已知合力和一個(gè)分力的大小和另外一個(gè)分力的方向時(shí)，有三種情況,:,當(dāng) 大?。?F,1,有一解。,3,、力的分解的一些情況匯總,（,3,）已知合力和一個(gè)分力的大小和

5、另外一個(gè)分力的方向時(shí)，有三種情況,:,當(dāng) 大?。?F,1,有一解。,三、力的分解的一些情況匯總,（,3,）已知合力和一個(gè)分力的大小和另外一個(gè)分力的方向時(shí)，有三種情況,:,當(dāng) 大?。?F,1,無解。,斧,為什么刀刃的夾角越小越鋒利？,力的分解的應(yīng)用,四、力的分解的應(yīng)用,-,為什么要對一個(gè)力分解,生活體驗(yàn)：,用很大的力很難把一段圓木掰開、而借助斧頭可以用較小的力輕松地把圓木劈開，其中包含怎樣的物理原理。,劈,F,掰,F2,F1,刀刃在物理學(xué)中稱為,“,劈,”,，它的截面是一個(gè)夾角,很小的銳角三角形。,劈,F,1,F,2,F,F,1,F,F,2,討論：如圖，小球所受重力,G,的效果如何？,G,G”,

6、G,G”,G,如何分解？,比較兩圖，有何啟示？,G,分析力的作用效果時(shí),要從實(shí)際出發(fā)，具體問題具體分析。,根據(jù)已知力產(chǎn)生的,實(shí)際作用效果,確定兩個(gè)分力方向，然后應(yīng)用,平行四邊形定則,分解，這是一種很重要的方法。,一個(gè)已知力究竟應(yīng)該怎樣分解？,按,實(shí)際效果,分解,F,F,F,1,F,2,G,G,2,G,1,重力產(chǎn)生的效果,使物體沿斜面下滑,使物體緊壓斜面,G,G,2,G,1,重力產(chǎn)生的效果,使物體緊壓擋板,使物體緊壓斜面,G,G,2,G,1,重力產(chǎn)生的效果,使物體緊壓擋板,使物體緊壓斜面,F,F,a,F,b,a,b,拉力,F,產(chǎn)生的效果,使,a,繩被拉長,使,b,繩被拉長,F,F,1,F,2,F

7、,G,G,G,F,a,b,F,三角形定則,兩個(gè)矢量,首尾,相接，從第一個(gè)矢量的,始端,指向第二個(gè)矢量的,末端,的有向線段就表示合矢量的大小和方向,.,三角形定則與平行四邊形定則實(shí)質(zhì)一樣,C,B,A,課堂小結(jié),3.5,力的分解,一、,原則,：根據(jù)力的實(shí)際作用效果分解,二、,方法,：平行四邊形定則（解三角形）,1,已知兩個(gè)分力的方向（唯一解）,2,已知一個(gè)分力的大小方向（唯一解,）,3,已知一個(gè)分力的方向和另一個(gè),分力的大小,（兩解、一解或無解）,類型,F,q,2.,把豎直向下,180 N,的力分解成兩個(gè)分力，使其中一個(gè)分力的方向水平向右,，,大小等于,240 N,，,求另一個(gè)分力的大小和方向。,

8、解：,如圖所示，將力,F,分解成,F,和,F,。,1,2,F,1,F,2,1.,有人說，一個(gè)力分解成兩個(gè)力，分力的大小一定小于原來的那個(gè)力，對不對？為什么？,鞏固練習(xí),3.,一個(gè)已知力分解為兩個(gè)分力時(shí),下面哪種情況只能得到一組唯一的解,(),A.,已知兩個(gè)分力的大小,B.,已知兩個(gè)分力的方向,C.,已知一個(gè)分力的大小和另一分力的方向,D.,已知一個(gè)分力的大小和方向,BD,F,2,F,1,G,T,1,T,2,?,(,4.,在一根細(xì)線上用輕質(zhì)掛鉤懸掛一重為G的物體，掛鉤與細(xì)線之間的摩擦忽略不計(jì)。已知細(xì)線所成的張角為,，求細(xì)線的張力為多大？,O,G/2,F,1,/2,(,解,:,/2,M,T,1,T

9、,2,O,N,37,0,53,0,T,37,0,5.,把的物體掛在成角度的兩根細(xì)繩,MO,，,NO,上，已知物體對懸點(diǎn),O,的拉力,T,等于物體所受的重力,G,。如圖所示，怎樣把力,T,按其作用效果分解,?,它的兩個(gè)分力的大小、方向如何？（,sin37,0,=0.6, cos37,0,=0.8),T,T,1,T,2,7.,在豎直墻上固定一個(gè)輕支架，橫桿,OM,垂直于墻壁，斜桿,ON,跟墻的夾角為,，在支架的,O,點(diǎn)掛有一個(gè)重為,G,的物體，如圖所示。怎樣確定桿,OM,、,ON,的受力方向？,O,M,N,8,、重量為40N的物體與豎直墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù),= 0.4，若用斜向上的推力,F,= 50

10、N托住物體，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，這時(shí)物體受到的摩擦力是,N，要使物體勻速下滑，推力,F,大小應(yīng)為,N,平衡問題,盡可能讓更多的力在,X,軸、,Y,軸上,列方程：,F,X,=0,、,F,Y,=0,把不在軸上的力進(jìn)行分解,G,f,N,F,解：對,物體,受力分析如圖所示,建立如 圖坐標(biāo)軸，將,F,力進(jìn)行如圖分解，則有：,F,x,F,y,F,x,合,F,y,合,=0,=0,F,x,F,y,=N,+f=G,37,0,=N,+f=G,Fcos,37,0,Fsin,37,0,即,即,f=G-,Fsin,37,0,=40N-500.6N=10N,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，,F=50N,，,物體處于勻速推動(dòng)時(shí)

11、，,f=,F,N,=,N=Fcos37,0,聯(lián)立,得：,Fsin,37,0,Fcos37,0,F,sin,37,0,cos37,0,G,0.6,0.40.8,40,N,43.5N,大小為,4N,、,7 N,、,9 N,的三個(gè)共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上，關(guān)于三個(gè)力的合力大小，下列判斷中正確的是,( ),A,可能為,20 N B,可能為,5 N,C,不可能小于,4 N D,不可能小于,2 N,AB,有三個(gè)共點(diǎn)力，大小分別是,F1,5N,，,F2,6N,，,F3,8N,，則這三個(gè)共點(diǎn)力的合力的取值范圍是,_F_,；另有三個(gè)共點(diǎn)力，大小分別為,F1=1N,F2=3N,F3=6N,，則這三個(gè)共點(diǎn)力的合力的取

12、值范圍是,_F_,0,19N,2N,10N,求三個(gè)力,F1,、,F2,、,F3,的合力,F,：設(shè),F1,F2,F3,，合力的取值范圍：,如果,F1,F2+F3,，,F1 +F2+F3 F F1 -,（,F2+F3,）,如果,F1,F2+F3,，,F1 +F2+F3 F 0,如圖所示,作用在物體上的同一平面內(nèi)的四個(gè)共點(diǎn)力合力為零,若其中,F2,、,F3,、,F4,大小和方向保持不變,F1,逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過,90,而大小保持不變,則此物體所受的合力大小為,( ),A. F1 B.2F2 C.F1 D. F1,A,如圖所示，物體受到大小相等的兩個(gè)拉力的作用，每個(gè)拉力均為,200 N,，兩力之間的夾角為

13、,60,，求這兩個(gè)拉力的合力。,合力與,F,1,、,F,2,的夾角均為,30,如圖所示，質(zhì)量為,m,的木塊在力,F,作用下在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)。木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,，則物體受到的摩擦力為（ ）,F,mg,(mg+Fsin,),(mg-Fsin,),Fcos,B,、,D,如圖所示，電燈懸掛于兩墻壁之間，更換水平繩,oA,使連接點(diǎn),A,向上移動(dòng)而保持,0,點(diǎn)的位置不變，則在,A,點(diǎn)向上移動(dòng)的過程中,( ),A.,繩,OB,的拉力逐漸增大,B.,繩,OB,的拉力逐漸減小,C.,繩,0A,的拉力先增大后減小,D.,繩,0A,的拉力先減小后增大,BD,如圖（甲），半圓形支架,BAO,，兩細(xì)繩,O

14、A,與,OB,結(jié)于圓心,O,，下懸重為,G,的物體，使,OA,繩固定不動(dòng)，在將,OB,繩的,B,端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直的位置,C,的過程中，分析,OA,繩與,OB,繩所受力的大小如何變化？,如圖所示，重為,C,的物體系在,OA,，,OB,兩根輕繩上，,A,、,B,兩端掛在水平天花板上，,OA,、,OB,與天花板的夾角分別為,、,，且,，,A0B90,0,(1),試比較兩輕繩對物體拉力的大小,(2),若將輕繩,OB,縮短，使,B,端沿天花板向左移動(dòng)但始終保持物體的位置不變，試問：在使,OB,繩向豎直方向移動(dòng)過程中，兩繩的拉力將怎樣變化,?,(1)OA,對物體的拉力較大,(2) OA,

15、對物體的拉力逐漸減小，,OB,對物體的拉力先減小，后增大,如圖所示，物重,30 N,，用,O,C,繩懸掛在,O,點(diǎn)，,O,C,繩能承受最大拉力為,20 N,，再用一繩系,O,C,繩的,A,點(diǎn)，,BA,繩能承受的最大拉力為,30 N,，現(xiàn)用水平力拉,BA,，可以把,O,A,繩拉到與豎直方向成多大角度,?,當(dāng),OA,繩與豎直方向的夾角,逐漸增大時(shí)，,OA,和,BA,繩中的拉力都逐漸增大,.,其中某一根的拉力達(dá)到它本身能承受的最大拉力時(shí)，就不能再增大角度了,.,顯然，,OA,繩中的拉力先達(dá)到這一要求,.,所以有,cos,=,所以,=30,如圖所示，重,225N,的物體,G,由,OA,和,0B,兩根繩

16、子拉著，繩,0B,始終保持沿水平方向已知兩根繩子能承受的最大拉力均為,150 N,，為了保持繩子不被拉斷，繩子,OA,與豎直方向的夾角,的最大值應(yīng)為多少,?,30,0,如圖所示，物體靜止于傾斜放置的木板上，當(dāng)傾角,由很小緩慢增大到,90,0,的過程中，木版對物體的支持力,FN,和摩擦力,f,的變化情況是（）,A,FN,、,f,都增大,B,FN,、,f,都減少,C,FN,增大，,f,減小,D,FN,減小，,f,先增大后減小,D,用兩根繩子吊起一重物，使重物保持靜止，逐漸增大兩繩之間夾角，則兩繩對重物的拉力的合力變化情況是（ ）每根繩子拉力大小的變化情況是（ ）,A.,減小,B.,不變,C.,增大,D.,無法確定,B,C,一個(gè)氫氣球重為,10 N,，所受的空氣浮力大小為,16 N,，用一根輕繩拴住由于受水平風(fēng)力的作用，氣球穩(wěn)定時(shí)，輕繩與地面成,60,，如圖所示，求：,(1),繩的拉力為多大？,(2),氣球所受水平風(fēng)力為多大？,如果斜拉橋塔柱兩側(cè)的鋼索不能呈對稱分布，如圖所示，那么怎樣才能保持塔柱所受的合力豎直向下呢,?,F1x=F2x,F1x,F1sina,，,F2x,F2sin,F1sina,F2sin,F1/ F2,sina/sin,