高中物理人教必修一配套课件第三章7

1、7力的分解,第三章相互作用,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.知道什么是力的分解，知道力的分解同样遵守平行四边形定则. 2.理解力的分解原则，会正确分解一个力，并会用作图法和计算法求分力. 3.知道力的三角形定则，会区别矢量和标量. 4.会用正交分解法求合力.,一、力的分解,答案,王昊同学假期里去旅游，他正拖着行李箱去检票，如图1所示.王昊对箱子有一个斜向上的拉力，这个力对箱子产生了什么效果？,知识探究,导学探究,图1,答案王昊对箱子斜向上的拉力产生了两个效果：水平方向使箱子前进，竖直方向将箱子向上提起.,力的分解及其运算法则 (1)力的分解：已知一个力求它的 的过程. (2)分解法

2、则：力的分解是力的合成的逆运算，遵守力的 定则. (3)力的效果分解法 根据力的效果确定两个分力的方向. 根据 的方向作出力的平行四边形. 利用 知识解三角形，分析、计算分力的大小. (4)如果没有限制，一个力可分解为 对大小、方向不同的分力.,知识梳理,答案,分力,平行四边形,实际作用,两个分力,无数,数学,按下列两种情况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力.,即学即用,(1)一个分力在水平方向上，并等于240 N，求另一个分力的大小和方向.,解析 力的分解如图所示.,答案300 N与竖直方向夹角为53,解析答案,(2)一个分力在水平方向上，另一个分力与竖直方向的夹角为 30斜向下(

3、如图2所示)，求两个分力的大小.,图2,解析力的分解如图所示.,解析答案,二、矢量相加的法则,矢量相加的法则有几种？,导学探究,答案两种，平行四边形定则、三角形定则.,答案,矢量三角形定则的内容及其实质 (1)内容：如图3甲所示，把两个矢量 ，从第一个矢量的 指向第二个矢量的 的有向线段就表示合矢量的大小和方向，这就是矢量相加的三角形定则. (2)实质： 定则的简化.(如图乙所示),知识梳理,首尾相接,甲,始端,末端,平行四边形,乙,答案,如图4所示的六个共点力，则这六个力的合力为_.,即学即用,解析首先将F1与F2进行合成得到F12，如图甲所示； 用F12将F1和F2替代后，原六个力的作用就

4、等效变换成 了五个力的作用，如图乙所示；然后按照同样的方法 将F12与F3进行合成得到F123，将F123与F4合成后得到F1234，而F1234与F5、F6的关系如图丙所示.由力的三角形定则可知，F5与F6的合力与F1234大小相等，方向相反，所以这六个力的合力为0.,图4,0,返回,解析答案,例1如图5所示，轻杆与柱子之间用铰链连接，杆的末端吊着一个重为30 N的物体，轻绳与水平轻杆之间的夹角为30，求轻绳和杆各受多大的力？(结果保留两位有效数字),一、力的分解的原则与方法,典例精析,图5,解析答案,解析重物对O点的拉力FG，产生两个作用效果：一个是沿绳方向拉轻绳，一个是沿杆方向压杆(因轻

5、杆处于静止时杆所受的弹力一定沿着杆，否则会引起杆的转动)作平行四边形如图所示，由几何关系解得,答案60 N52 N,例2如图6所示，将力F(大小已知)分解为两个分力F1和F2，F2和F的夹角小于90，则下列说法正确的是(),图6,A.当F1Fsin 时，肯定有两组解 B.当FF1Fsin 时，肯定有两组解 C.当F1Fsin 时，有惟一一组解 D.当F1Fsin 时，无解,解析已知合力的大小、一个分力的方向，根据平行四边形定则作图，如图所示：,当FF1Fsin ，一定有两组解； 当F1F时，有惟一一组解； 当F1Fsin 时，无解.,BD,总结提升,解析答案,总结提升,(1)按照力产生的实际效

6、果进行分解先根据力的实际作用效果确定分力的方向，再根据平行四边形定则求出分力的大小. (2)已知合力F以及一个分力F2的方向与合力F的夹角，另一个分力F1与F2垂直时，F1有最小值，为Fsin .,例3如图7所示，水平地面上有一重60 N的物体，在与水平方向成30角斜向上、大小为20 N的拉力F作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力的大小.,二、力的正交分解,图7,解析对物体进行受力分析，如图所示，物体受重力G、支持力FN、拉力F、摩擦力Ff.建立直角坐标系， 对力进行正交分解得： y方向： FNFsin 30G0 x方向：FfFcos 300,总结提升,解析答案,总结提升,1.正交分解

7、的目的：当物体受到多个力作用，并且这几个力只共面不共线时，其合力用平行四边形定则求解很不方便，为此先将各力正交分解，然后再合成. 2.正交分解法求合力的步骤 (1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，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.,总结提升,总结提升,(2) 正交分解各力，即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图8所示.,图8,(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即： FxF1xF2xF3x FyF1yF2yF3y,例4如图9所示，质量为M的物体用OA和OB两根等长的绳子悬挂在半弧形的支架上，B点固定不动，A点则由顶

8、点C沿圆弧向D移动.在此过程中，绳子OA的张力将(),三、力的分解的动态分析,技巧点拨,解析答案,图9,A.由大变小B.由小变大 C.先减小后增大D.先增大后减小,返回,技巧点拨,解析O点受到向下的拉力F(等于重力Mg)，根据它的作用效果，可将力F分解成两个力：沿AO方向的力FA和沿BO方向的力FB.,在A点移动过程中，绳OA与竖直方向之间的夹角由0增大到90，合力F的大小、方向不变，分力FB的方向不变，由于分力FA的方向变化导致FA、FB的大小发生变化.可见，FA的大小先减小，当FAFB时(即绳OA与绳OB垂直时)减到最小值，为Mgsin (为绳OB与竖直方向的夹角). 然后又逐渐增大到Mg

9、tan ，如图所示，绳OA中的张力 与FA大小相等.故正确选项为C. 答案C,技巧点拨,(1)首先画出力的分解图.在合力、两分力构成的三角形中，一个是恒力，大小、方向均不变；另两个是变力，其中一个是方向不变的力，另一个是大小、方向均改变的力. (2)分析方向变化的力在哪个空间内变化，借助力的矢量三角形，利用图解法判断两个变力大小、方向的变化. (3)注意：由图解可知，当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小可变的分力垂直时，F1有最小值.,返回,1.(多选) 如图10所示，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是() A.物体受到重力mg、FN、F1、F2四个

10、力的作用 B.物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用 C.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力 D.力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同,达标检测,1,2,3,4,图10,解析答案,解析由重力的作用效果分析，再由力产生的原因进行判断，F1、F2两个力是重力mg的两个分力，其作用效果与重力mg等效，所以F2不是物体对斜面的压力，物体只受重力mg和斜面的支持力FN的作用，故B、D正确. 答案BD,1,2,3,4,2. 如图11所示，力F作用于物体的O点.现要使作用在物体上的合力沿OO方向，需再作用一个力F1，则F1的最小值为() A.F1F

11、sin B.F1Ftan C.F1FD.F1Fsin ,1,2,3,4,图11,解析利用矢量图形法.根据力的三角形定则，作F1、F与合力F合的示意图，如图所示.在F1的箭尾位置不变的情况下，其箭头可在OO线上滑动，由图可知，当F1与OO即F合垂直时，F1有最小值，其值为F1Fsin .,A,解析答案,3. (多选)如图12所示，放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B，并静止，这时A受到水平面的支持力为FN，摩擦力为Ff，若把A水平向右移动一些后，A仍静止，则() A.FN将增大 B.Ff将增大 C.轻绳拉力将减小 D.物体A所受合力将增大,1,2,3,4,图12,解析答案,解析物体A受力如图，系统处于静止状态，绳子的拉力不变，始终等于B的重力，即FmBg，A所受合力为零，故C、D均错； 当A水平向右移动时，角减小，FNmAgFsin ，FfFcos ，由此可得，FN、Ff均增大，所以A、B正确. 答案AB,1,2,3,4,4. 三条轻绳结于O点，通过一轻质弹簧测力计将一重物悬挂起来，如图13所示