湖南省邵阳市隆回县第二中学高中物理 力的分解课件 新人教版必修1.ppt

力的分解 第一课时 教学目的 一 知识与技能1 理解力的分解和分力的概念2 理解力的分解是力的合成的逆运算 会用作图法求分力 会用直角三角形的知识计算分力 二 过程与方法1 从物体的受力情况分析其力的作用效果 培养学生分析问题 解决问题的能力 2 了解用作图手段研究物理问题的方法 三 情感 态度价值观力的合成和分解符合对立统一规律 1 拖拉机斜向上拉耙的力f产生了什么效果 思考 使耙克服泥土阻力前进 将耙向上提 作用效果 如果f1 f2是f的两个分力 则f1 f2可以替代f 因为合力与分力 可以等效替代 2 f的效果能不能由另两个力f1和f2来实现呢 一 力的分解 1 求一个已知力的分力 叫力的分解 2 力的分解是力的合成的逆运算同样遵守平行四边形定则 作法 把已知力f作为平行四边形的对角线 那么 与力f共点的平行四边形的两个邻边就表示力f的两个分力f1 f2 f f1 f2 无条件限制时 一个力可分解为无数组不同的分力 f 1 思考 如果没有条件限制 同一条对角线可以作出几个不同的平行四边形 这样的分解 是没有意义的 2 探究 在实际问题中如何分解一个力呢 合力 分力 等效替代 二 分解力的原则 1 由于分力和合力相互替代的前提是 它们有相同的作用效果 所以 在分解力时 各个分力必须有各自的实际效果 2 力的分解原则 将力按所产生的实际作用效果进行分解 已知放在水平面上的物体 受到与水平方向成 角的拉力f的作用 对物体的斜向上的拉力f会产生怎样的作用效果 如何分解 f2 fsin f1 fcos 探究一 t t1 t2 竖直墙 固定一个轻支架 横杆om垂直墙壁 斜杆on跟墙的夹角 在支架的o点挂一重物g 怎样确定杆om on的受力方向 o m n 动手感受一下 探究二 力分解的步骤 4 据三角形知识求分力的大小和方向 3 用平行四边形定则定分力的大小 把力f作为对角线 画平行四边形得分力 1 分析力的作用效果 2 据力的作用效果定分力的方向 画两个分力的方向 已知放在斜面上的物体所受重力为g 斜面倾角为 例1 放在斜面上的物体所受重力g产生怎样的作用效果 如何分解 f1 gsin 下滑力 重力的一个分力 f2 gcos 当 增大时 f1 f2如何变化 黄石长江大桥 高大的桥要造很长的引桥 来减小桥面的倾角 实例 引桥 用两根轻绳将物体悬挂起来 已知物体重力为g 轻绳ao与水平方向夹角为 aob为直角 f1 gcos f2 gsin 悬挂着的物体所受重力g产生怎样的作用效果 如何分解 例2 练一练1 如图所示 质量为m的木块在力f作用下在水平面上做匀速运动 木块与地面间的动摩擦因数为 则物体受到的摩擦力为 mg mg fsin mg fsin fcos bd 练一练2 一个水平向右的80n的力分解为两个分力 一个分力竖直向下大小为60n 求另一个分力的大小和方向 拖拉机陷于淤泥中 怎么办 讨论 1 你能用一只钩码 使细绳产生比钩码的重力大很多的拉力吗 2 下面劈柴的实例对父有何启发 课堂小结 2 力的分解遵守平行四边形定则 3 效果分解法 1 据力的作用效果定分力的方向 2 用平行四边形定则定分力的大小 3 据三角形知识求分力的大小和方向 1 求一个已知力的分力 叫力的分解 作业 第二课时 正交分解法定解与非定解的分析 力的分解 待编辑 f f1 fcos f2 fsin 倾角为 的斜面上放有一个物体 如图所示 该物体受到的重力g能对物体产生那些效果 应当怎样分解重力 分力的大小各是多大 g 高大的桥要造很长的引桥 来减小桥面的倾角 已知放在斜面上的物体所受重力为g 斜面倾角为 放在斜面上的物体所受重力g产生怎样的作用效果 如何分解 f2 gcos f1 gsin f1 gtan f2 g cos 二 矢量相加的法则 1 平行四边形定则 探求 人从a到b 再到c的过程中 总位移与两段位移的关系 a b c x1 x2 x 二 力的分解的解法 2 已知合力和一个分力的大小和方向 求另一个分力的大小和方向 1 已知合力和两个分力的方向 求两个分力的大小 f1 f2 f2 以上的解法唯一确定 3 已知合力及一个分力的大小和另一个分力的方向 f1 f 当f2 fsin 时 当f2 fsin 时 当fsin f2 f时 当f2 f时 讨论 无解 一组解 两组解 一组解 巩固练习 1 一个力 如果它的两个分力的作用线已经给定 分解结果可能有种 注意 两分力作用线与该力作用线不重合 1 2 一个水平向右的80n的力分解为两个分力 一个分力竖直向下大小为60n 求另一个分力的大小和方向 3 有一个力大小为100n 将它分解为两个力 已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为30 那么 它的另一个分力的最小值是n 与该力的夹角为 50 60 四 力的正交分解 在很多问题中 常把一个力分解为互相垂直的两个分力 特别是物体受多个力作用时 把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去 然后求两个方向上的力的合力 这样可把复杂问题简化 尤其是在求多个力的合力时 用正交分解的方法 先将力分解再合成非常简单 怎样去选取坐标呢 原则上是任意的 实际问题中 让尽可能多的力落在这个方向上 这样就可以尽可能少分解力 如图所示 将力f沿力x y方向分解 可得 放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力f的作用 该力与水平方向夹角为 这个力产生两个效果 水平向前拉物体 同时竖直向上提物体 因此力f可以分解为沿水平方向的分力f1和沿着竖直方向的分力f2 力f1和力f2的大小为 例题1 f1 fcos f2 fsin x y 6 力分解的定解条件 1 已知两分力的方向 2 已知一个分力的大小和方向 将力沿两互相垂直的方向分解 为便于计算 7 正交分解法 fx fy fy f sin x方向的分力 fx f cos y方向的分力 二 矢量相加的法则 1 平行四边形定则 探求 人从a到b 再到c的过程中 总位移与两段位移的关系 a b c x1 x2 x 三角形定则与平行四边形定则实质一样 2 三角形定则 把两个矢量首尾连接求出合矢量的方法 两个矢量首尾相接 从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向 f f2 f1 f2 2 三角形定则 把两个矢量首尾连接求出合矢量的方法 一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化 变成了v2 你能根据三角形定则找出变化量 v吗 3 矢量和标量 矢量 有大小 又有方向 相加时遵守平行四边形定则 或三角形定则 标量 有大小 没有方向 求和时按算术法则相加 v1 v2 v 说一说 课堂小结 一 力的分解遵守平行四边形定则 1 定解条件 1 已知两分力的方向 2 已知一个分力的大小和方向 2 效果分解法 1 据力的作用效果定分力的方向 2 用平行四边形定则定分力的大小 3 据三角形知识求分力的大小和方向 3 正交分解法 沿两互相垂直的方向分解 课堂小结 二 矢量 加 减 运算法则 2 矢量 有大小 又有方向 相加时遵守平行四边形定则 或三角形定则 1 法则 平行四边形定则 或三角形定则 练习题 1 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 则两绳对重物的拉力的合力变化情况是 每根绳子拉力大小的变化情况是 a 减小b 不变c 增大d 无法确定 2 现有一个沿正北方向的力10牛 将它沿正东和西北方向分解 那么沿正东方向的分力是牛 沿西北方向的分力是牛 b c 10 14 3 如图所示 质量为m的木块在力f作用下在水平面上做匀速运动 木块与地面间的动摩擦因数为 则物体受到的摩擦力为 mg mg fsin mg fsin fcos bd 三 力分解的解的个数 f大小 方向 f1大小 方向 f2大小 方向 1 已知合力和两个分力的方向 唯一解 2 已知合力和一个分力的大小和方向 唯一解 3 已知合力和两个分力的大小 两组解 f1 f2 f且f1 f2 f1 f2不在同一直线上 4 已知合力f及一个分力f1的大小和另一个分力f2的方向 f2与f的夹角为 当f1 fsin 时 无