鲁科版高中物理必修第一册第4章力与平衡4.2力的分解教学课件（共23张PPT）

(共23张PPT)
§4.2 力的分解
导入
力的分解
定义：求一个力的分力叫做力的分解
★用几个分力来等效替代一个力
合力F
分力F1和F2
合成
分解
等效替代
★力的分解是共点力合成的逆运算
运算法则：平行四边形定则（或三角形法则）
以被分解的力为对角线作平行四边形
力的分解
无条件限制：力的分解具有任意性——多解
以被分解的力为对角线作平行四边形
F
O
·
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——按力的作用效果分解
例：在滑滑梯的过程中人的重力可以怎么分解呢？
构建物理模型
θ
G1
G2
G
O
·
θ
G1= G sinθ
G2= G cosθ
1.使物体沿斜面下滑的效果
2.挤压斜面的效果
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——按力的作用效果分解
模型应用：解释为什么修建盘山路
构建物理模型
θ
F1
F2
G
O
·
θ
F1= G sinθ
F2= G cosθ
通过盘山路减小倾斜程度（减小倾角），使得沿斜面方向的分力减小，上山容易、下山安全！
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——按力的作用效果分解
模型应用：高大的桥要建很长的引桥，减小倾角
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——按力的作用效果分解
分解步骤：
1. 构建物理模型；
2. 找到已知力的作用效果 → 确定分力的方向；
3. 以被分解的力为对角线、以分力为邻边作平行四边形；
4. 由几何关系确定分力（将力的大小计算化为边长的计算）.
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——按力的作用效果分解
练习1：如图所示，一名旅客拉着一个行李箱前行。设旅客的拉力为20N，拉杆与水平地面夹角θ=60°。使行李箱水平前进的力有多大？
构建物理模型
解：使行李箱前进的力是旅客拉力的水平分力
即使行李箱水平前进的力为12N
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——按力的作用效果分解
练习2：把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力。从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？
G
F2
F1
G
F1
F2
名校学案P91/11
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——正交分解
例：如图，三个共点力，F1=5N，F2=10N，F3=15N，θ=60°，它们合力的大小是多少？合力方向跟 x 轴的正方向夹角为多少？
F1
F3
F2
60°
F1
F3
F2
60°
F23
F1
F23
F合
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——正交分解
把力沿两个互相垂直的方向进行分解
y
x
F1x
F1y
F1
F2
F3
F2y
F2x
Fx =F1x+F2x+F3x+…
Fy =F1y+F2y+F3y+…
力的分解是为了更好地合成、
将互成角度的力的合成化成代数运算
力的分解——有条件限制
已知合力、两个分力的方向——正交分解
例：如图，三个共点力，F1=5N，F2=10N，F3=15N，θ=60°，它们合力的大小是多少？合力方向跟 x 轴的正方向夹角为多少？
x
y
F1
F3
F2
60°
1.建立坐标系：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；
2.将各力沿坐标轴分解；
3.分别求出沿各坐标轴方向的合力Fx 、 Fy
4.最后求得合力F
力的分解——定解问题
已知合力、两个分力的方向，可确定两个分力的大小——唯一解
α
β
F
F2
F1
已知合力、一个分力的大小与方向——可确定另一个分力的大小与方向——唯一解
α
F1
F
F2
力的分解——定解问题
已知合力、两个分力的大小（F1+F2> F且F1≠F2）——双解
F
F2
F1
F2
F1
F2
F1
力的分解——定解问题
已知合力、一个分力的方向、另一个分力的大小
1.当F1=Fsinα时——唯一解
α
F
F2
F1
2.当F1α
F
3.当FsinαF1
F2
F1
F2
4.当F1>F时——唯一解
α
F
F1
F2
力的分解——应用
“四两拨千斤”模型
O
A
B
拉力F产生拉紧绳OA和绳OB的效果
θ
小合力得大分力
F
合力不变，等值分力随分力的夹角增大而增大
力的分解——应用
“四两拨千斤”模型
小合力得大分力
1. “劈尖”模型——刀刃的夹角越小越锋利
例：生活中经常用刀来劈开物体。如图所示是刀刃的横截面，F是竖直向下作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，刀的重力为G。则刀劈物体时对物体侧向推力FN的大小为？
G+F产生挤压刀面接触面的效果，θ越小，挤压的力越大
名校学案P91/9
力的分解——应用
“四两拨千斤”模型
小合力得大分力
2. 吊桥钢索的塔柱要建的很高且对称分布
塔柱越高，θ越大，绳索的拉力越小；对称分布可以避免塔倾斜
θ
h
L
G
T
T
力的分解——应用
“四两拨千斤”模型
小合力得大分力
思考：
如果让你来处理索道的技术问题，请问索道应设计的绷直还是松一些
力的分解——应用
“塔吊”模型——“拉上面，压下面”
F2
G
F1
重物的重力产生沿绳方向拉绳的效果
+
沿杆向里挤压的效果
θ
名校学案P90/5、95/9
力的分解——应用
“塔吊”模型——“拉上面，压下面”
F2
G
F1
重物的重力产生沿绳方向拉绳的效果
+
沿杆向里挤压的效果
θ
名校学案P90/5、95/9
课堂小结
1、力的分解：求一个已知力的分力的过程
2、力的分解法则：平行四边形法则
3、力的分解
无条件限制——多解
有条件限制——限定分力的方向
4、力分解的定解问题
（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与方向（唯一解）
（3）已知合力与两个分力的大小（双解）
（4）已知合力与一个分力的方向和另一个分力的大小
力的实际作用效果
计算方便---正交分解