高中物理 第三章 相互作用 第5节 力的分解课件 新人教版必修1.ppt

第三章 第5节 新知预习 巧设计 名师课堂 一点通 创新演练 大冲关 读教材 填要点 要点一 要点二 随堂检测归纳小结 课下作业综合提升 试身手 夯基础 关键语句归纳 要点三 1 理解力的分解和分力的概念 知道力的分解是力的合成的逆运算 2 能根据力的作用效果确定分力的方向 3 会用平行四边形定则或三角形定则 直角三角形 的知识计算分力 读教材 填要点 1 力的分解 1 定义 已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解 2 力的分解方法 力的分解是力的合成的 同样遵守 把一个已知力f作为平行四边形的 那么 与力f共点的平行四边形的 就表示力f的两个分力 平行四边形定则 逆运算 对角线 两个邻边 3 力的分解依据 一个力可以分解为两个力 如果没有限制 同一个力可以分解为对大小 方向不同的分力 在实际问题中 要依据力的分解 无数 作用效果 2 矢量相加的法则 1 矢量 既有大小 又有方向 相加时遵从或 的物理量 2 标量 只有大小 没有方向 求和时按照相加的物理量 3 三角形定则 把两个矢量 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 三角形定则与平行四边形定则的实质是的 平行 四边形定则 三角形定则 算术 法则 首尾相接 一样 关键一点 比较两个矢量大小时 只比较其大小 不看其正负号 其正负号只表示该矢量与所选取的正方向是同向还是反向 试身手 夯基础 1 关于合力与其两个分力的关系 下列说法中正确的是 a 合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同b 两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同c 两个分力的大小之和就是合力的大小d 一个力可以分解为任意大小的两个分力 解析 两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的 合力可以等效替代两个分力 所以a正确 b错误 分力与合力的关系遵从平行四边形定则 不符合平行四边形定则的分解都是不正确的 所以c d均不正确 答案 a 2 将一个力f分解为两个分力f1和f2 则下列说法中正确的是 a f是物体实际受到的力b f1和f2两个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 解析 物体实际受到的力是f 按照合力与分力的等效替代关系 两个分力f1和f2在效果上与f相同 但不是物体实际受到的力 答案 abd 3 将竖直向下的大小为f 18n的力分解为两个力 其中一个沿水平方向 另一个沿与竖直方向成30 角 那么水平方向的分力大小是 n 另一个分力的大小是 n 1 根据一条对角线可以作出无数个平行四边形 所以知道一个力可以分解为无数对大小 方向各不相同的分力 但在实际分解时 一般要按力的实际作用效果分解 其方法是 先根据力的实际效果确定两个分力的方向 再根据两个分力的方向作出力的平行四边形 解三角形或解平行四边形 计算出分力的大小和方向 2 按实际效果分解的几个实例 图3 5 1 1 如图3 5 1所示 重力为g的光滑球在倾角为30 的斜面上 分别被与斜面夹角为60 90 150 的挡板挡住于1 2 3位置时 斜面与挡板所受的压力分别为多大 审题指导 解答本题时需要把握以下两点 1 确定光滑球重力的实际作用效果 进而确定分力的方向 2 运用三角函数知识解决物理问题 如图 c 所示 此时斜面不受压力 挡板所受压力fn2 大小 方向与g相同 即fn2 g 答案 见解析 将一个已知力分解 在理论上是任意的 只要符合平行四边形定则就行 但在实际问题中 应首先弄清所分解的力有哪些效果 再确定各分力的方向 最后应用平行四边形定则求解 1 正交分解法把力沿两个相互垂直的坐标轴 x轴和y轴 进行分解 再在这两个坐标轴上分别求出合力 2 目的将矢量运算转换成简便的普通代数运算 3 适用情况适用于计算三个或三个以上力的合成 4 步骤 1 建立坐标系 以共点力的作用点为坐标原点 直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力落在坐标轴上 图3 5 2 2 正交分解各力 将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上 并在图上注明 用符号fx和fy表示 如图3 5 2所示 3 在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角 然后列出fx fy的数学表达式 与两轴重合的力不需要分解 4 分别求出x轴 y轴上各力的分力的合力 即 fx f1x f2x fy f1y f2y 名师点睛 选取坐标轴时可以不考虑力的实际作用效果 应以少分解力 将容易分解的力分解为原则 并且尽量不分解未知力 图3 5 3 2 在同一平面内共点的四个力f1 f2 f3 f4的大小依次为19n 40n 30n和15n 方向如图3 5 3所示 求它们的合力 解析 本题若连续运用平行四边形定则求解 需解多个斜三角形 一次又一次确定部分合力的大小和方向 计算过程十分复杂 为此 可采用力的正交分解法求解此题 答案 合力的大小约为38 2n 方向与f1夹角为45 用正交分解法求多个力的合力的基本思路是 先将所有的力沿两个互相垂直的方向分解 求出这两个方向上的合力 再合成所得的合力就是所有力的合力 因此说正交分解法的基本思想是先分后合 力分解时有解或无解 关键看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 若能 即有解 若不能则无解 具体情况有以下几种 3 将一个有确定方向的力f 10n分解成两个分力 已知一个分力f1有确定的方向 与f成30 夹角 另一个分力f2的大小为6n 则在分解时 a 有无数组解b 有两组解c 有唯一解d 无解 解析 由已知条件可得fsin30 5n又5n f2 10n 即fsin30 f2 f所以f1 f2和f可构成如图所示的两个三角形 故此时有两组解 选项b正确 答案 b 解决此类问题一般利用作图法辅助分析 力分解时 合力与分力必须构成三角形 若不能构成三角形 说明无解 若能构成三角形 则有解 能构成几个三角形则有几组解 1 力的分解是力的合成