3.5力的分解 —【新教材】粤教版（2019）高中物理必修一课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
3.5力的分解
斧
上海南浦大桥，其桥面高达46米，主桥全长846米，引桥总长7500米，你知道为什么高大的桥要造很长的引桥吗
为了减小桥面的坡度，从而减小G1 对汽车上坡和下坡的影响，使行车方便和安全
G2
G1
1、车在桥面上行驶时它的重力产生了什么效果？你能找到它的两个分力吗？
2、桥高一定，引桥很长目的是什么，这能减少重力的哪个效果，有什么好处？
思考与讨论
一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。
力的合成：已知几个分力求合力的过程。
力的分解：已知一个力求它的分力的过程。
注意：分力与合力是等效的，它们可以互相替代
不能同时存在！！！
1、力的分解是力的合成的逆运算
2、力的分解同样遵循平行四边形定则
一、力的分解方法
F
如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形．
塑料直尺
橡皮筋
按力的作用效果分解力
斜面上的力学问题
G
F1
F2
θ
θ
F1=Gsinθ
F2=Gcosθ
例如：斜面上的物体所受重力产生怎样的作用效果？如何分解？
斜面上的力学问题
力的效果分解
使物体沿斜面下滑
使物体紧压斜面
θ
例题一：如图3-5-3所示，一名旅客拉着一个行李箱前行。设旅客的拉力为20N，拉杆与水平地面夹胶θ=53°。使行李箱水平前进的力有多大？
新课探究
答案及解析：
解：由几何关系可知
α
G
G1
G2
例2：一质量为200kg的物体，置于倾角为30度的斜面上，求物体所受到重力沿斜面和垂直于斜面方向的分力。(取g=10m/s2)
代入数据得
如图，物体受到与水平方向成30°角的力F=100N作用，根据力的作用效果对F进行分解，并求出两分力的大小和方向。
30°
F
F1
F2
F1=F·Cosθ=
F2=F·Sinθ= 50N
方向：水平向右
方向：竖直向上
G
G2
G1
使物体紧压挡板
使物体紧压斜面
G
G2
G1
对重力的效果进行分解
【随堂训练1】
G1=G tanα G2 = G/ cos α
α
α
G2 = G cos α G1=G sinα
30°
G
例3
如图，重为50N的球，被一竖直光滑挡板挡住，静止在倾角为30°的光滑斜面上，试根据力的作用效果对物体所受重力进行分解，并求出两分力的大小和方向。
F1
F2
F1=G/ Cosθ=
F2=G·tan θ=
方向：水平向左
方向：垂直于斜面向下
F1
F3
O
求三个力F1、F2与F3合力？
在很多问题中，当多个力求合力时，常把每个力分解为互相垂直的两个分力，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化，
F2
F1
F2
F3
x
y
O
F1y
F2y
F1x
F3y
F3x
F2X
在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化，
求三个力F1、F2与F3合力？
正交分解
正交分解问题解题步骤
对物体进行受力分析
选择并建立坐标系
将各力投影到坐标系的X、Y轴上
求x、y轴上的合力Fx,Fy
最后求Fx和Fy的合力F
F
大小：
方向：
（与Y轴的夹角）
正交分解
例题: 如图所示,电灯的重力G=10N ,BO与顶板间的夹角θ为60o,AO绳水平,求绳AO、BO受到的拉力F1 、F2 是多少？
x
y
G
F1
F2
F2y
F2y=F2sin60o
F2x=F2COS60o
F2x
=G
=F1
N =mg+Fy
= mg+Fsinθ
f = uN = u(mg+Fsinθ)
F
θ
mg
N
f
x
y
Fx
Fy
如图所示，质量为m物块受F力作用下
使其沿水平面滑动，物体与水平面
动摩擦因数为μ，求物体所受摩擦力
力分解的应用：
橡皮筋
例题三汽车陷入泥潭，司机用如图所示的方法把车子轻易拉了出来，背后用到的物理知识是什么呢？
答案及解析：我们将作用在钢索上的力F沿钢索分解为F1和F2两个分力，显然，分力F1，F2大于合力F。该司机的做法利用了合力与分力的关系：当合力一定时，分力的大小和方向会随着分力间的夹角改变而改变，两个分力的夹角越大，分力就越大。如图3-5-8所示。
斧
刀、斧
课后思考
为什么刀刃越尖越容易把物体劈开？
已知合力和两个分力的方向（F1、F2不在同一直线上）
α
β
F
F2
F1
已知合力和两个分力的大小（F1+F2> F且F1≠F2）
已知合力和一个分力的大小与方向
α
F1
F
力的分解的解的个数
F2
F
F
F1
F2
F1
F2
F1
F2
3.当F sin α2.当F1 < Fsin α 时
力的分解的解的个数
α
F
α
F
4.当F1 > F 时
α
F
已知合力和一个分力的方向和另一个分力的大小
1.当F1 = Fsin α 时
α
F
如何正确、规范做受力分析图？
【一般顺序】
重力
弹力
摩擦力
电磁力
支持力
压力
拉力
【注意事项】
认准对象、看清环境；不多力，不漏力；
符号规范、易懂；大小适当
1.如图所示，一个半径为R，重为G 的圆球，被用长度 L的细绳挂在竖直光滑的墙上。若L增长，则绳对球的拉力F1和对竖直墙壁的压力F2的变化是 （ ）
A、F1增大，F2增大
B、F1增大，F2减小
C、F1减小，F2增大
D、F1减小，F2减小
D
2.如图所示，绳子MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO>NO，则在不断增加重物G的重力过程中（绳OG不会被拉断） （ ）
A、ON先被拉断
B、OM先被拉断
C、OM和ON同时被拉断
D、无法确定哪条绳子先被拉断
G
O
M
N
N
G
G1
G2
A
3. 质量为m的木箱在拉力F的作用下，在水平地面上做匀速运动，如图所示，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，那么物体受到的滑动摩擦力应为 （ ）
A.μmg B. μ (mg+F sinθ)
C. μ (mg-F tanθ) D. Fcosθ
θ
F
D
4. 如图所示，重量为G的物体A，用与竖直线角α的力F 推着靠在竖直的动摩擦因数为μ的墙壁上，若物体恰好能沿墙壁匀速下滑，求推力的大小。
α
G
N
F
f
α
水平方向合力为零
竖直方向合力为零