高一物理必修一_力的分解_ppt

3.5力的分解1、力的合成2、力的合成遵循平行四边形定则复习引入：力可以合成，是否也可以分解呢？几个力，它们产生的效果跟原来一个力产生效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。求一个已知力的分力叫做力的分解。由上图可知，F1、F2为力F的两个分力。下一实验分别用4个钩码和三个钩码也能吊起重物GF2F1F5个钩码吊起重物G返回求一个已知力的分力叫做力的分解一、力的分解法则1、力的分解是力的合成的逆运算2、力的分解同样遵守平行四边行定则FF1F2分力F1、F2合力F力的合成力的分解把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么与力F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力.注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替，并非同时并存!!!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．二、确定分力原则例如：重力效果一：使物体沿斜面下滑效果二：使物体紧压斜面体会重力的作用效果1、效果分解法—力的分解要根据力的作用效果进行分解Gsin1GGcos2GGθ例1：倾角为θ的斜面上放有一个物体，如图所示。该物体受到的重力G能对物体产生哪些效果？应当怎样分解重力？分力的大小各是多大？θG2G1两个分力的大小为：分析：斜面倾角越大联系实际：高大的桥为什么要造很长的引桥？G1增大，G2减小现在你能解释为什么高大的桥要造很长的引桥吗?GF例2、已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成θ角的拉力F的作用对物体的斜向上的拉力F会产生怎样的作用效果？如何分解？F2=FsinθθFF1F2F1=Fcosθ)αFFFNfGF)αFNfG物体受到与水平夹角为α的拉力F物体受到各方向的力F在水平和竖直方向的分力F1、F2F1F2F1=FcosαF2=Fsinα下一例)α)αF如果将作用于物体上的力改为斜向下与水平方向成α角（如下图）你认为该力产生什么效果？分解F并作出示意图F1F2F1=FCOSαF2=Fsinα下一例例3作用在三角支架上的力,产生怎样的作用效果？如何分解？⊙305FN1sin3010FFN==o301F2F2cot30538.66FFNN===oG半)θF1F2fFNGF1=GCOSθF2=GsinθF1GF2)αGF2)αF1F1=G/COSα注：F1GF2=Gtanα力分解的步骤：4、据三角形知识求分力的大小和方向.3、用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线，画平行四边形得分力)1、分析力的作用效果;2、据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)例4、已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为θθ放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？F2=GcosθGF1F2θθF1F2GθF1=GsinθF1=GtanθF2=G/cosθ思考：在什么条件下，力的分解是唯一的总结、力的分解有唯一解的条件2、已知合力和一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向。1、已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小。oFF1F2OFF1F2FFF1F21=cosFFθ2=sinFFθ1、某人用力F斜向上拉物体，请分析力F产生的效果。两个分力的大小为：巩固练习：2、小球静止在斜面和挡板之间，请分解小球所受的重力。F1/G=tanαF1=GtanαG/F2=cosαF2=G/cosααGαF1F2所以，我们可以由力的作用效果来确定分力的方向.ABC把两个矢量首尾相接从而求出合矢量，这个方法叫做三角形定则。四、三角形定则矢量和标量：1．矢量：在物理学中，有大小，有方向，又遵守平行四边形定则的物理量叫做矢量．如：力、速度等2．标量：在物理学中，只有大小、没有方向的物理量叫做标量．如：时间、质量、长度等五、力的正交分解正交分解步骤：定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解①建立xoy直角坐标系②沿xoy轴将各力分解③求xy轴上的合力Fx,Fy④最后求Fx和Fy的合力F如图所示，将力F沿力x、y方向分解，可得：sincosFFFFyx22yxFFF用一根细线穿过重锤的钩子，先将细线的两端点合拢，然后慢慢将两细线分开，直到线断。设问：为什么细线的夹角增大到某个值时会断裂？ＧＧ１Ｇ２Ｇ１'Ｇ２'巩固练习：1、什么叫力的分解?2、力的分解遵守什么定则？3、通常如何进行力的分解？4、力的分解的一般步骤：小结确定力的作用效果确定两分力的方向作平行四边形确定分力的大小和方向练习1：1、把一个力F分解为两个分力F1、F2时，下列说法不正确的是（）A、可能一个分力或两个分力都大于FB、可能一个分力或两个分力都小于FC、可能一个分力垂直于F或两个分力都平行于FD、可能一个分力的方向平行于F，另一个分力方向不平行于FD练习2:2、如图所示，重物的质量为m，轻绳AO和BO的A、B端是固定的，平衡时AO水平，BO与水平夹角为θ，则AO的拉力F1=______和BO的拉力F2=________A、F1=mgcosθB、F1=mgcotθC、F2=mgsinθD、F2=mg/sinθ)θABOmF2F1BD思考?如果让你来处理索道的技术问题，请问索道设计的绷直还是松一些?●注意观察身边的事物，请用相关的物理知识来解释：2sin221FFF力的分解STS科学、技术、社会教你一招：怎样把陷在泥坑里的汽车拉出来？F用一根结实的绳子，把它的两端分别拴住汽车和大树，然后在绳子的中央用力拉绳子，一面不断收紧绕在树上的绳子，并在车轮下面填进石块或木板，这样就可以用较小的力逐步把汽车拉出泥坑。你能解释其中的道理吗？课堂小结：1、什么是力的分解？2、如何进行力的分解？3、什么是正交分解？怎样进行正交分解？4、矢量在运算中用什么法则？（按力所产生的实际作用效果进行分解）（把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解）（三角形定则or平行四边形定则）讨论：将一个已知力分解的四种情况⑴已知两个分力的方向——唯一解⑵已知一个分力的大小和方向——唯一解FF1F2FF1F2FF1F2只能唯一的作出力的平行四边形只能唯一的作出力的平行四边形（3）若已知一个分力F1的大小和另一分力F2的方向(即已知F2和F的夹角θ），将一已知力F分解，其结果有下面五种可能。①F1Fsinθ②F1=FsinθF1F1相离相切FF2θF1FF2θF1无解一解③FsinθF1FF1相交FF2θF1θF2F1F两解F1F2④F1=FFθF2F1一解θF1F2F⑤F1FF2θFF1一解F2F11.力的分解是力的合成的逆运算。力的合成和分解都满足平行四边形定则。前者是已知两个邻边求对角线，后者是已知对角线求两个邻边。力的合成一个力(合力)效果相同几个力(分力)力的分解小结力的分解不具有唯一性2.力的分解的原则如果没有其它限制，一个力可以分解成无数对大小、方向不同的分力。⑴理论角度①无条件限制基本原则（I）——无条件限制的分解具有任意性。②有条件限制条件1：已知两个分力的方向——唯一解条件2：已知一个分力的大小和方向——唯一解条件3：若已知一个分力F1的大小和另一分力F2的方向(即已知F2和F的夹角θ），将一已知力F分解，其结果有下面五种可能。由力产生的效果确定分力的方向，由平行四边形定则（或三角形定则）确定分力的大小。⑵实际角度（将一个实际的力分解）①按力的实际作用效果分解条件4：已知两个分力F1、F2的大小，将一个已知力F分解，其结果有下面三种可能。基本原则（II）——有条件限制的分解根据具体条件物理实际问题确定两个分力的方向力的作用效果平行四边形定则作平行四边形平面几何三角函数解三角形回归物理物理问题数学问题分析讨论平行四边形定则解决力的分解问题的实际问题的思路和方法比如为了求合力进行正交分解，分解是方法，合成是目的。②按问题的需要进行分解基本原则（Ⅲ）——在具体的物理问题中，两个分力的方向要根据力产生的效果或者把力沿两个选定的互相垂直的方向进行分解。所谓“正交分解”，是把力沿两个选定的互相垂直的方向进行分解的方法，其目的是便于运用代数运算公式来解决矢量的运算，是处理复杂的力的合成与分解问题的一种简单的方法。特别是应用在受力分析中，显得简便易行。