高中物理 第六课时 力的分解课件 新人教版必修1.ppt

第六课时力的分解 相互作用 杨柳吐绿 繁花似锦的季节 微风拂面 春意盎然的日子 牵一线风筝 放飞春天的喜悦 有诗曰 草长莺飞二月天 拂堤杨柳醉春烟 儿童散学归来早 忙趁东风放纸鸢 通过风筝线的调节可以保持风筝面的角度 当风吹在风筝面上时 它们之间产生水平方向的相互作用力 那么 水平的风力是如何产生向上的分力呢 1 理解力的分解是力的合成的逆运算 同样遵守平行四边形定则 2 知道力的分解常从力作用的实际效果出发 知识清单 叫做力的分解 力的分解是 的逆运算 同样遵守力的 如果把已知力f作为 那么 与力f共点的 就表示力f的两个分力f1和f2 力的分解的特点是 同一个力 若没有 可以分解为 大小 方向不同的力 因为对于同一条对角线 可以作出无数个不同的平行四边形 力的分解 求一个力的分力力的合成平行四边形定则平行四边形的对角线平行四边形的两个邻边其他限制无数对 综合拓展 1 力的作用效果的确定同一个力在不同情况下可能产生不同的效果 下面以重力为例说明不同情况下产生的效果 2 力的分解的原则和方法具体问题中将一个力分解为两个分力一般根据这个力在该问题中的实际效果 这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的效果 也就搞清了分力的方向 而搞清了分力的方向后 分解将是唯一的 力的分解问题的关键是根据力的作用效果 画出力的平行四边形 接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题 其基本程序可表示为 特别提示 按效果分解表现在一个力不可能分解出其他性质的力 如重力不能分解出压力 下滑力 而是分解成使物体压斜面的力和使物体沿斜面下滑的力 尝试应用 1 某同学说 在右图中 重力沿垂直斜面方向的分力f2就是物体对斜面的压力 你对此有何看法 与同学们合作探究一下 解析 垂直于斜面的分力f2仅是在数值上等于物体对斜面的压力fn 不能说它就是物体对斜面的压力 2 将一个力f分解为两个分力f1和f2 则下列说法中错误的是 a f是物体实际受到的力b f1和f2两个分力在效果上可以取代力fc 物体受到f1 f2和f三个力的作用d f是f1和f2的合力 c 知识清单 矢量相加的法则 1 矢量相加可用 和 这两种定则实质上是一样的 2 矢量和标量既有 又有 相加时遵从 或 的物理量叫做矢量 只有大小 没有 求和时按照 相加的物理量叫做标量 1 平行四边形定则三角形定则2 大小方向三角形定则平行四边形定则方向算术法则 1 用三角形定则求矢量的变化量矢量变化不仅大小变化 通常还有方向变化 求矢量的变化量实际上是求两矢量的差 求两矢量的和与差在表达形式上与代数和是相同的 只是在具体求的时候 将表达式中的和与差转换成用平行四边形定则 综合拓展 或三角形定则求 如一个物体做曲线运动 它的初速度为v1 经过一段时间速度变为v2 如右图所示 求速度的变化量 v 速度的变化量是末速度v2与初速度v1的差 其数学表式为 v v2 v1 但课本上讲的是矢量相加法则 如何将矢量相减变成矢量相加 我们不难发现 只要将上式变成v2 v1 v就可以了 因此 只要将v1平移 使v1与v2的首端相接 从v1的末端向v2的末端做一条有向线段便是所求的速度变化量 v 如上图所示 2 力分解时有 无解的讨论力分解时有解或无解 简单地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形 或三角形 如果能构成平行四边形 或三角形 说明该合力可以分解成给定的分力 即有解 如果不能构成平行四边形 或三角形 说明该合力不能按给定的分力分解 即无解 具体情况有以下几种 特别提示 1 三角形定则和平行四边形定则的实质是一样的 2 所求问题的解的个数等于所作的平行四边形的个数 若能作两个平行四边形 说明有两个可能的解 若只能作一个平行四边形 说明有惟一解 若无法完成一个平行四边形 说明无解 尝试应用 1 如右图所示 力f作用于物体的o点 要使物体所受合力的方向沿oo 那么必须同时再加一个力f 这个力的最小值是 a fcos b fsin c ftan d fcot b b 按力的作用效果分解 质量为m1的物体放在倾斜角为 的斜面上处于静止 如下图甲 质量为m2的物体放在光滑的斜面上 因竖直挡板的作用而处于静止 如下图乙 如果要将其分解 应怎样分解 为什么 解析 力的分解遵循平行四边形定则 但按平行四边形定则分解一个力时 可以得到无数组解 没有实际意义 所以在实际问题中 应按力的实际效果进行分解 如下图 m1g所产生的效果之一是使物体沿斜面下滑 之二是与斜面产生挤压 故应将m1g垂直于斜面方向和沿斜面方向进行分解 如下图甲所示 m2g则不同 因斜面光滑 它产生的效果之一是与竖直档板产生挤压 之二是与斜面产生挤压 所以其分解的情况应如下图乙所示 答案 见解析名师点睛 解决本题的关健是要注意根据力的作用效果来进行分解 如同本题 同样的一个物体 重力的分解却不一样 即分力的大小与方向是不一样的 变式应用 1 如图所示 质量为m的物体悬挂在轻质的支架上 斜梁ob与竖直方向的夹角为 设水平横梁oa和斜梁ob作用于o点的弹力分别为f1和f2 以下结果正确的是 a f1 mgsin b f1 mg sin c f2 mgcos d f2 mg cos d 用 图解法 解变力问题 如右下图所示 一定质量的物块用两根轻绳悬在空中 其中绳oa固定不动 绳ob在竖直平面内由水平方向向上转动 则在绳ob由水平转至竖直的过程中 绳ob的张力的大小将 a 一直变大b 一直变小c 先变大后变小d 先变小后变大 解析 在绳ob转动的过程中物块始终处于静止状态 所受合力始终为零 右图为绳ob转动过程中结点的受力示意图 从图中可知 绳ob的张力先变小后变大 答案 d名师点睛 用 图解法 具有直观 便于比较的特点 应用时注意 1 明确哪个是合力 哪两个是分力 2 明确哪个力是大小 方向不变的 哪个力的方向是不变的 3 明确哪个力大小 方向变化 变化的范围如何 变式应用 2 用与竖直方向成 角 45 的倾斜经绳a和水平轻绳b共同固定一小球 这时绳b的拉力为f1 现保持小球在原位置不动 使绳b在原竖直平面内逆时针转过 角固定 绳b的拉力变为f2 再转过 角时固定 绳b的拉力变为f3 如图所示 则下列可能正确的是 a f1 f3 f2b f1 f2 f3c f1 f3 f2d f1 f2 f3 a 水平测试 1 下列有关说法正确的是 a 一个2n的力可分解为7n和4n的两个分力b 一个2n的力可分解为9n和9n的两个