高中物理人教版必修1课件 第三章 相互作用3.5 力的分解(共23张PPT)

(共23张PPT)
高中物理·必修1·人教版
第三章 相互作用
3.5 力的分解
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1
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4
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
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
知道力的三角形定则，会区别矢量和标量
会用正交分解法求合力
一、力的分解
1. 它的分力
2. 逆运算 平行四边形
3. 实际作用效果

二、矢量相加的法则
1. 首尾相接
2 平行四边形定则(或三角形定则) 算术法则
一. 力的分解
答案
【问题设计】
王昊同学假期里去旅游，他正拖着行李箱去检票，如图所示．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？
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．
【要点提炼】
1．力的分解的运算法则：________________
2．力的效果分解法
(1)根据力的______________确定两个分力的方向．
(2)根据_______________作出力的平行四边形．
(3)利用__________解三角形，分析、计算分力的大小．
平行四边形定则
实际作用效果
两个分力的方向
数学知识
3．力的分解的讨论
(1)如果没有限制，一个力可分解为_____对大小、方向不同的分力．
(2)有限制条件的力的分解
①已知合力和两个分力的方向时，
有唯一解．(如图所示)
②已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解．(如图所示)
无数
(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时，若F与F1的夹角为α，有下面几种可能
①当Fsin α②当F2＝Fsin α时，有唯一解，如图乙所示
③当F2④当F2>F时，有一解，如图丁所示
二 . 力的正交分解
答案
【问题设计】
如图甲所示，在一个直角木支架上，用塑料垫板做斜面．将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上(如图乙)，观察塑料垫板和橡皮筋的形变．
(1)小车重力对斜面和橡皮筋产生了哪些作用效果？
如果没有小车重力的作用，还会有这些作用效果吗？
使小车压紧斜面
使小车沿斜面下滑，
拉伸橡皮筋
不会
二 . 力的正交分解
答案
【问题设计】
如图甲所示，在一个直角木支架上，用塑料垫板做斜面．将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上(如图乙)，观察塑料垫板和橡皮筋的形变．
(2)请沿斜面方向和垂直于斜面方向将重力分解．
【要点提炼】
正交分解法

1．正交分解的目的：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_________的力在坐标轴上．
(2)正交分解各力，即将每一个不在_________的力分解到x 轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示．
(3)分别求出x 轴、y 轴上各分力的
矢量和，即：
Fx＝______________________
Fy＝______________________
(4)求共点力的合力：合力大小F＝ ，
合力的方向与x 轴的夹角为α，
则tan α＝Fy/Fx.
F1x＋F2x＋F3x＋…
尽量多
坐标轴上
F1y＋F2y＋F3y＋…
三 .矢量相加的法则
1.三角形定则
(1)内容：如图所示，把两个矢量首尾相接，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．矢量和标量
(1)矢量相加时遵从______________________________
(2)标量相加时按照____________________
始端
末端
平行四边形定则(或三角形定则)．
算术法则
解析
一、按力的作用效果分解
例1：如图所示，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θ＝30°，求轻绳和杆各受多大的力？
重物对O点的拉力F＝G，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
F=G
F1
F2
由图中几何关系：
二、有限制条件的力的分解
例2：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．
(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
F=180N
F1
F2
力的分解，如图所示：
F
F2
F1
（
二、有限制条件的力的分解
例2：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．
(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(如图所示)，求两个分力的大小．
F=180N
解析
F1
F2
力的分解，如图所示：
三、力的正交分解法
例3：拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图:所示)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小
解析
对拖把进行受力分析，如图
G
F
Ff
FN
匀速移动
合外力为0
三、力的正交分解法
例3：……，求推拖把的力的大小
解析
G
F
Ff
FN
x
y
F
1．力的分解：已知一个力求它的分力的过程．
力的分解遵循平行四边形定则．

2．力的分解有唯一解的条件
(1)已知两个分力的方向．
(2)已知一个分力的大小和方向．
3．力的分解方法
(1)按力的实际作用效果分解．
(2)正交分解法
以共点力的作用点为原点建立直角坐标系(让尽量多的力在坐标轴上)，把不在坐标轴上的力分解到x 轴、y 轴上，然后分别求出x 轴和y 轴上的合力Fx和Fy，则共点力的合力大小F = ，
合力方向与x 轴夹角为α，tanα＝

4．矢量相加的法则
平行四边形定则、三角形定则．
解析
1.(按力的作用效果分解)
在图中，AB、AC 两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°.如把球O的重力G 按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为
(　　)
A
G
F2
F1
2．(有限制条件的力的分解)
甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1000 N的力拉绳子，方向如图所示，要使船沿OO′方向航行，乙的拉力最小值为(　　)
A．500 N
B．500 N
C．1 000 N
D．400 N
解析
B
乙有
无数解
只有一解
当乙拉船的力的方向垂直于OO′时，乙的拉力F乙最小
F乙min＝F甲sin 30°
＝500 N
3．(正交分解法)
如图所示，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 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
解析
AB
mAg
FN
Ff
F
合力为0
减小
等于B 的重力：不变
分析A 受力：
再见