广西宾阳中学高三物理阶段复习课件 3.5 力的分解 新人教版.ppt

5力的分解 1 知道什么是力的分解 知道力的分解和力的合成互为逆运算 都是力的等效替代 遵循平行四边形定则 2 掌握按照力的实际作用效果确定分力方向的方法 3 能用平行四边形定则和三角形定则进行力的分解的有关运算 重点 1 力的平行四边形定则及力的三角形定则的应用 2 按力的实际作用效果进行力的分解 难点 1 力的实际作用效果的确定 2 求解具体的力的分解问题 一 力的分解1 定义已知一个力求它的 的过程 2 分解法则遵循 定则 3 力的分解与力的合成的关系力的分解是力的合成的 分力与合力是 关系 分力 平行四边形 逆运算 等效替代 二 矢量相加的法则1 矢量既有 又有 相加时遵从 定则或 定则的物理量 2 标量只有 没有 求和时按照算术运算法则相加的物理量 3 三角形定则把两个矢量 从而求出合矢量的方法 三角形定则与 定则的实质是一样的 大小 方向 平行四边形 三角形 大小 方向 首尾相接 平行四边形 判一判 1 一个力只能分解为两个分力 2 力的分解遵循平行四边形定则 3 做引体向上运动时 双臂平行比双臂张开较大角度时省力 4 三角形定则只适用于力的合成与分解 提示 1 若无限制 一个力可以分解为无数对分力 故 1 错 2 力的分解是力的合成的逆运算 同样遵循平行四边形定则 故 2 对 3 根据平行四边形定则 人体重一定时 双臂分力的大小随双臂间夹角的增大而增大 当双臂平行时 夹角最小 双臂用力最小 故 3 对 4 三角形定则适用于一切矢量的合成与分解 故 4 错 力的分解1 试分析如图两幅图中 拖地时拖把杆的推力和拖拉机对耙的拉力的作用效果 点拨 分析时强调力的两个不同作用效果 提示 拖把杆的推力斜向下 产生的作用效果有两个 一个是竖直向下使拖把压紧地面 另一个是水平向前使拖把水平前进 拖拉机对耙的拉力是斜向上的 这个力产生了两个效果 一方面使耙克服泥土的阻力前进 另一方面同时把耙往上提 使它不会插得太深 也就是一个力产生了两个效果 画出耙的受力示意图如图所示 2 我们知道不论有多少个共点力 都可以用一个合力来等效替代 即 力的合成是惟一的 那么力的分解是否也是惟一的呢 如图 小球被一个挡板挡住静止在斜面上 小球的重力如何分解 提示 如果不加限制 一个力可以分解为无数对分力 但在实际情况中力产生的实际作用效果是惟一的 所以按照力的实际作用效果力的分解是惟一的 小球受到的重力总是竖直向下 虽然是同样的一个球 但由于挡板的放法不同 球的重力g产生了不同的作用效果 因而在这两种情况下 g的分解也不同 g的两个分力如图所示 知识点拨 对力的分解的理解 1 分力与合力是等效替代关系 可以相互替换 在受力分析或力的计算中不能重复考虑 2 力的分解的关键就是找出力的实际作用效果 从而确定分力的方向 据此画出力的平行四边形 最后转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题 规律方法 力的分解的惟一性与多解性 1 已知两个分力的方向 f1 f2不在同一直线上 只有一个解 2 已知一个分力的大小与方向 只有一个解 3 已知一个分力f1的大小和另一个分力f2的方向 f2与f的夹角为 当f1f时 一组解 探究归纳 力的分解1 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 在实际情况中 按照力的作用效果分解 力的分解是惟一的 典例1 2012 中卫高一检测 如图所示 放在水平面上的物体受一个斜向上 与水平面成 角的拉力f 这个力的作用效果是什么 根据作用效果将力f分解 并求出分力的大小 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 1 由作用效果确定分力的方向 2 由平行四边形定则求出分力的大小 解析 当 0时 f水平 只有向前拉的效果 当 90 时 f竖直向上 只有向上提的效果 当 在0与90 之间时 力f有两个作用效果 一方面向右拉物体 另一方面竖直向上提物体 因此 根据力f的这一作用效果 将f分解为f1 f2 如图所示 根据几何关系 f1 fcos f2 fsin 答案 见解析 f2 f1 f 规律方法 力的分解记忆口诀力分解 逆合成 遵守平行四边形 理论可能无数种 依据效果来确定 首先体会两效果 再作平行四边形 变式训练 如图所示 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 的挡板挡于1 2 3位置时 斜面与挡板所受的压力分别为多大 解析 如图甲所示 根据球的重力的作用效果是同时使球挤压斜面和挡板 可把重力分解为垂直斜面和垂直挡板的两个分力 由几何知识可知 根据力的相互性知 斜面与挡板所受的压力的大小分别为 如图乙所示 同理得 如图丙所示 此时斜面不受压力 挡板所受压力f n2的大小 方向与g相同 即f n2 g f n1 0答案 矢量相加的法则1 小明同学沿操场跑道运动一圈 他的位移和路程分别是多少 据此讨论什么是标量 什么是矢量 举例说明已经学过的物理量中哪些是矢量 哪些是标量 它们的运算法则有什么不同 提示 沿操场跑道运动一圈 位移是零 路程是跑道的周长 既有大小又有方向的物理量是矢量 只有大小没有方向的物理量是标量 已经学过的物理量如力 位移 速度 加速度等是矢量 时间 路程 质量等是标量 矢量和标量的本质区别在于它们的运算法则不同 矢量按照平行四边形定则 或三角形定则 运算 标量按照算术法则运算 2 三角形定则和平行四边形定则是否相同 两者之间是如何演变的 提示 平行四边形定则可变形为三角形定则 如图所示 将矢量 的大小和方向都不变地平移到另一对边 则矢量 矢量 和矢量ac构成了一个闭合的矢量三角形 由图知a 和ad的矢量线段首尾相接 则从第一个矢量 的矢尾指向第二个矢量的矢端的有向线段 ac表示ab ad合矢量的大小和方向 这就是三角形定则 所以 三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的 知识点拨 矢量相加的法则矢量相加遵从平行四边形定则和三角形定则 三角形定则是平行四边形定则的简化 两者在本质上是相同的 在平行四边形 三角形 中 有向线段的长度表示矢量的大小 有向线段的指向表示矢量的方向 探究归纳 矢量相加的法则1 矢量和标量 1 矢量 既有大小又有方向 相加时遵从平行四边形定则的物理量 2 标量 只有大小没有方向 求和时遵从算术法则的物理量 2 矢量相加的法则三角形定则 三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的 典例2 某同学骑自行车去上学 骑车速度为12km h 他从家出发先向东骑了10min 又向东偏北60 角骑了20min到达学校 求该同学家离学校的距离多大 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 1 位移是矢量 合成时遵循平行四边形定则或三角形定则 2 直线位移的大小等于速度大小与时间的乘积 解析 如图所示 该同学第一段位移x1 v t1 12 km 2km第二段位移x2 v t2 12 km 4km该同学家到学校的距离等于位移大小 家 x1 x 学校 x2 60 变式训练 将18n竖直向下的力分解为两个力 其中一个力沿水平方向 另一个力和竖直方向成30 角 那么水平方向的分力大小为 n 另一个分力的大小为 n 解析 根据题意画力的分解示意图如图所示 则水平分力答案 温馨提示 力的分解知识在实际生活中应用非常广泛 解答时要认真分析力的实际作用效果 找到分力的方向 典例 刀刃在物理学中称为 劈 它的纵截面可看做一个顶角很小的等腰三角形 假设顶角为2 刀劈开物体时竖直向下的作用力为f 求刀刃的两个侧面对物体的作用力 并根据结果分析 刀刃越薄 越容易劈开物体 思路点拨 解答本题需要注意以下三点 1 明确竖直向下的力f的作用效果 2 力分解后所构成的平行四边形为菱形 3 构建直