2018-2019高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 4.2 怎樣分解力課件 滬科版必修1.ppt

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4.2怎樣分解力,第4章怎樣求合力與分力,[目標(biāo)定位],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(huì)正確分解一個(gè)力，并會(huì)用作圖法和計(jì)算法求分力.3.會(huì)用正交分解法求合力.,內(nèi)容索引,,知識(shí)探究新知探究點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)鞏固反饋,知識(shí)探究,答案王昊對(duì)箱子斜向上的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)效果：水平方向使箱子前進(jìn)，豎直方向?qū)⑾渥酉蛏咸崞?,1.王昊同學(xué)假期里去旅游，他正拖著行李箱去檢票，如圖1所示.王昊對(duì)箱子有一個(gè)斜向上的拉力，這個(gè)力對(duì)箱子產(chǎn)生了什么效果？,一、力的分解,答案,[問(wèn)題設(shè)計(jì)],圖1,答案是唯一的，用平行四邊形定則來(lái)求解.,2.如果王昊斜向上拉箱子的力已知，這個(gè)力的兩個(gè)分力大小是唯一的嗎？如何求這兩個(gè)分力的大小？,答案,答案無(wú)數(shù)對(duì).,3.如果沒(méi)有限制，一個(gè)力可以分解為多少對(duì)不同的力？,1.力的分解的運(yùn)算法則：.2.力的分解的討論(1)如果沒(méi)有限制，一個(gè)力可分解為對(duì)大小、方向不同的分力.(2)有限制條件的力的分解①已知合力和兩個(gè)分力的方向時(shí)，有唯一解.(如圖2所示),[要點(diǎn)提煉],圖2,平行四邊形定則,無(wú)數(shù),②已知合力和一個(gè)分力的大小和方向時(shí)，有唯一解.(如圖3所示),圖3,(3)已知合力F以及一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小時(shí)，若F與F1的夾角為α，有下面幾種可能：,①當(dāng)FsinαF時(shí)，有唯一解，如圖丁所示.,圖4,二、力的分解方法,答案細(xì)線的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果：豎直向上的力和水平向手的力.,1.用鉛筆、細(xì)線把一個(gè)鉤碼按圖5所示的方式懸掛起來(lái).,答案,[問(wèn)題設(shè)計(jì)],圖5,(1)細(xì)線的拉力產(chǎn)生了哪些作用效果？,答案力的分解如圖所示：,(2)根據(jù)細(xì)線拉力的作用效果作出拉力的兩個(gè)分力，并求出兩分力的大小.,答案,F1＝Fsinθ，F(xiàn)2＝Fcosθ.,2.如圖6甲所示，在一個(gè)直角木支架上，用塑料墊板做斜面.將一用橡皮筋拉著的小車放在斜面上(如圖乙)，觀察塑料墊板和橡皮筋的形變.,圖6,(1)小車重力對(duì)斜面和橡皮筋產(chǎn)生了哪些作用效果？如果沒(méi)有小車重力的作用，還會(huì)有這些作用效果嗎？,答案斜面上小車重力產(chǎn)生了兩個(gè)效果：一是使小車壓緊斜面，二是使小車沿斜面下滑，拉伸橡皮筋；不會(huì).,答案,答案重力的分解如圖所示,(2)請(qǐng)沿斜面方向和垂直于斜面方向?qū)⒅亓Ψ纸?,答案,1.力的效果分解法(1)根據(jù)力的確定兩個(gè)分力的方向.(2)根據(jù)作出力的平行四邊形.(3)利用解三角形，分析、計(jì)算分力的大小.2.正交分解法(1)正交分解的目的：當(dāng)物體受到多個(gè)力作用，并且這幾個(gè)力只共面不共線時(shí)，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.,[要點(diǎn)提煉],實(shí)際作用效果,兩個(gè)分力的方向,數(shù)學(xué)知識(shí),(2)正交分解法求合力①建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使的力在坐標(biāo)軸上.②正交分解各力，即將每一個(gè)不在上的力分解到x軸和y軸上，并求出各分力的大小，如圖7所示.,圖7,盡量多,坐標(biāo)軸,③分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和，即：Fx＝_____________Fy＝_____________④求共點(diǎn)力的合力：合力大小F＝，合力的方向與x軸的夾角為α，則tanα＝,F1x＋F2x＋F3x,F1y＋F2y＋F3y,一、按力的作用效果分解例1如圖8所示，輕桿與柱子之間用鉸鏈連接，桿的末端吊著一個(gè)重為30N的物體，輕繩與水平輕桿之間的夾角為θ＝30，求輕繩和桿各受多大的力？,答案,解析,圖8,答案60N52N,解析重物對(duì)O點(diǎn)的拉力F＝G，產(chǎn)生兩個(gè)作用效果：一個(gè)是沿繩方向拉輕繩，一個(gè)是沿桿方向壓桿(因輕桿處于靜止時(shí)桿所受的彈力一定沿著桿，否則會(huì)引起桿的轉(zhuǎn)動(dòng)).作平行四邊形如圖所示，由幾何關(guān)系解得,二、有限制條件的力的分解例2按下列兩種情況把一個(gè)豎直向下的180N的力分解為兩個(gè)分力.,圖9,(1)一個(gè)分力在水平方向上，并等于240N，求另一個(gè)分力的大小和方向.,答案,解析,答案300N與豎直方向夾角為53,解析力的分解如圖所示.,設(shè)F2與F的夾角為θ，則,解得θ＝53,(2)一個(gè)分力在水平方向上，另一個(gè)分力與豎直方向的夾角為30斜向下(如圖9所示)，求兩個(gè)分力的大小.,答案,解析,解析力的分解如圖所示.,三、正交分解法例3在同一平面內(nèi)共點(diǎn)的四個(gè)力F1、F2、F3、F4的大小依次為19N、40N、30N和15N，方向如圖10所示，求它們的合力.(sin37＝0.6，cos37＝0.8),圖10,答案,解析,答案38.2N，方向與F1夾角為45斜向右上,如圖甲，建立直角坐標(biāo)系，把各個(gè)力分解到這兩個(gè)坐標(biāo)軸上，并求出x軸和y軸上的合力Fx和Fy，有Fx＝F1＋F2cos37－F3cos37＝27N，F(xiàn)y＝F2sin37＋F3sin37－F4＝27N.因此，如圖乙所示，合力：,解析本題若直接運(yùn)用平行四邊形定則求解，需解多個(gè)斜三角形，需多次確定各個(gè)力的合力的大小和方向，計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜.為此，可采用力的正交分解法求解此題.,即合力的大小約為38.2N，方向與F1夾角為45斜向右上.,,課堂要點(diǎn)小結(jié),1.力的分解：已知一個(gè)力求它的分力的過(guò)程.力的分解遵循平行四邊形定則.2.力的分解有唯一解的條件(1)已知兩個(gè)分力的方向.(2)已知一個(gè)分力的大小和方向.,3.力的分解方法(1)按力的實(shí)際作用效果分解.(2)正交分解法求合力以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系(讓盡量多的力在坐標(biāo)軸上)，把不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸、y軸上，然后分別求出x軸和y軸上的合力Fx,4.矢量相加的法則平行四邊形定則、三角形定則.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(力的效果分解法)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，下列圖中錯(cuò)誤的是,答案,√,1,2,3,解析,解析A項(xiàng)中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2；B項(xiàng)中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)繩張緊的分力G1和G2，A、B項(xiàng)正確；C項(xiàng)中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面使物體壓緊兩接觸面的分力G1和G2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)中物體的重力分解為水平向左使物體壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2，故D項(xiàng)正確.,1,2,3,2.(力的分解的應(yīng)用)為了行車的方便與安全，高大的橋要造很長(zhǎng)的引橋.其主要目的是A.減小過(guò)橋車輛受到的摩擦力B.減小過(guò)橋車輛的重力C.減小過(guò)橋車輛對(duì)引橋面的壓力D.減小過(guò)橋車輛的重力平行于引橋面向下的分力,√,答案,1,2,3,解析,解析如圖所示，重力G產(chǎn)生的效果是使物體下滑的分力F1和使物體壓斜面的分力F2，則F1＝Gsinθ，F(xiàn)2＝Gcosθ，傾角θ減小，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2增大，高大的橋造很長(zhǎng)的引橋主要目的是減小橋面的坡度，即減小過(guò)橋車輛的重力平行于引橋面向下的分力，使行車安全，D正確.,1,2,3,3.(力的最小值問(wèn)題)如圖11所示，力F作用于物體的O點(diǎn).現(xiàn)要使作用在物體上的合力沿OO′方向，需再作用一個(gè)力F1，則F1的最小值為A.F1＝FsinαB.F1＝FtanαC.F1＝FD.F1＜Fsinα,答案,√,1,2,3,解析,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′線上移動(dòng)，由圖可知，當(dāng)F1與OO′即F合垂直時(shí)，F(xiàn)1有最小值，其值為F1＝Fsinα.,1,2,3,