2012高中物理 3.5力的分解課件 新人教版必修1

1、5．力的分解,一、力的分解1．定義：求一個(gè)已知力的_____．2．力的分解原則：力的分解是力的合成的________，同樣遵守________________．3．力的分解依據(jù)：(1)一個(gè)力可以分解為兩個(gè)力，如果沒(méi)有限制，同一個(gè)力可以分解為_(kāi)____對(duì)大小、方向不同的分力． (2)在實(shí)際問(wèn)題中，要依據(jù)力的______________分解．,二、矢量相加的法則1．矢量：既有大小又有方向，相加時(shí)遵從____________

2、______的物理量叫做矢量．2．標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向，求和時(shí)按照_____相加的物理量叫做標(biāo)量．3．三角形定則：把兩個(gè)______________從而求出合矢量的方法叫做三角形定則．,4．矢量加減遵循的法則：(1)平行四邊形定則；(2)三角形定則：三角形定則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的．,一、按力的實(shí)際效果分解力1．力的分解的解題思路力的分解問(wèn)題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用效果，畫(huà)出力的平行四邊形，從而轉(zhuǎn)化為一個(gè)根據(jù)已

3、知邊角關(guān)系求解的幾何問(wèn)題，因此其解題基本思路可表示為,2．按實(shí)際效果分解的幾個(gè)實(shí)例,答案：　1 000 N　800 N,二、對(duì)力的分解時(shí)有解無(wú)解的討論力分解時(shí)可能有解，也可能無(wú)解，關(guān)鍵看代表合力的對(duì)角線與給定的代表分力的有向線段是否能構(gòu)成平行四邊形(或三角形)，若能，即有解；若不能則無(wú)解．具體情況有以下幾種：,把一個(gè)力分解為兩個(gè)力F1和F2，已知合力F＝40 N，分力F1與合力F的夾角為30°，若F2取某一數(shù)值，可使F1有兩

4、個(gè)大小不同的數(shù)值，則F2的取值范圍是________．,答案：　20 N<F2<40 N,三、力的正交分解1．目的：將力的合成化簡(jiǎn)為同向、反向或垂直方向的分力，便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式解決矢量的運(yùn)算，“分”的目的是為了更好的“合”．2．適用情況：適用于計(jì)算三個(gè)或三個(gè)以上力的合成．3．步驟(1)建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上．,【特別提醒】　建立坐標(biāo)系的原則：

5、使盡量多的力落在坐標(biāo)軸上，盡量減少分解力的個(gè)數(shù)．,答案：　AD,答案：　D,【反思總結(jié)】　根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行力的分解的具體步驟如下：,A．此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為1.0×105 NB．此時(shí)千斤頂對(duì)汽車的支持力為1.0×105 NC．若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂受到的壓力將增大D．若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂受到的壓力將減小,解析：　把壓力分解，根據(jù)力的平行四邊形定則可知千斤頂所受的壓力與兩臂的分力相等，均為1.0×1

6、05 N，若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂間的夾角減小，則兩臂所受的分力在合力不變的情況下將減?。蔬x項(xiàng)A、B、D正確．答案：　ABD,解析：　本題若連續(xù)運(yùn)用平行四邊形定則求解，需解多個(gè)斜三角形，一次又一次確定部分合力的大小和方向，計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜．為此，可采用力的正交分解法求解此題．如下圖a建立直角坐標(biāo)系，把各個(gè)力分解到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，并求出x軸y軸上的合力Fx和Fy，有Fx＝F1＋F2cos 37°－F3cos 37°＝

7、27 NFy＝F2sin 37°＋F3sin 37°－F4＝27 N,【反思總結(jié)】　用正交分解法求多個(gè)力的合力的基本思路是：先將所有的力沿兩個(gè)互相垂直的方向分解，求出這兩個(gè)方向上的合力，再合成所得的合力就是所有力的合力．不難看出，正交分解法求合力的依據(jù)是合力與分力的等效替代關(guān)系，即將一個(gè)力分解后利用它的兩個(gè)分力求得的合力與直接利用這個(gè)力求合力其結(jié)果是相同的．,答案：　D,解析：　雖然題目問(wèn)的是擋板AO所受力的情況，

8、但若直接以擋板為研究對(duì)象，因擋板所受力均為未知力，故將無(wú)法得出結(jié)論．,若以球?yàn)檠芯繉?duì)象，球所受重力mg產(chǎn)生的效果有兩個(gè)；對(duì)斜面產(chǎn)生的壓力FN1和對(duì)擋板產(chǎn)生的壓力FN2. 根據(jù)重力產(chǎn)生的效果將重力分解，如右圖所示．當(dāng)擋板與斜面的夾角β由圖示位置變化時(shí)，F(xiàn)N1大小變化，但方向不變，且始終與斜面垂直；FN2的大小與方向均變化．由圖可以看出：當(dāng)FN1與FN2垂直，即β＝90°時(shí)，擋板AO所受壓力最小，最小壓力為FN2min＝mgsi

9、n α.,【反思總結(jié)】　(1)力的分解不是隨意的，要根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定力的分解方向．(2)利用圖解法應(yīng)注意兩點(diǎn)：①正確判斷某一個(gè)分力大小和方向的變化；②注意某一分力變化的空間范圍.,1．下列說(shuō)法正確的是(　　)A．2 N的力可以分解為6 N和3 N的兩個(gè)分力B．10 N的力可以分解為5 N和4 N的兩個(gè)分力C．2 N的力可以分解為6 N和5 N的兩個(gè)分力D．10 N的力可以分解為10 N和10 N的兩個(gè)分力,解析：　力的

10、分解是力的合成的逆運(yùn)算，6 N與3 N的合力范圍是3 N～9 N．2 N不在這一范圍，即2 N不能分解成6 N和3 N的兩個(gè)分力．依此類推，可以判斷其他選項(xiàng)是否正確．答案：　CD,2．(2011·福州高級(jí)中學(xué)期中)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，下圖中錯(cuò)誤的是(　　),解析：　A項(xiàng)中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2；B項(xiàng)中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)繩張緊的分力G1和G2

11、，A、B項(xiàng)圖畫(huà)得正確．C項(xiàng)中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面使物體緊壓兩接觸面的分力G1和G2，故C項(xiàng)圖畫(huà)錯(cuò)．D項(xiàng)中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2，故D項(xiàng)圖畫(huà)得正確．答案：　C,3．大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成封閉的直角三角形，下列四個(gè)圖中，這三個(gè)力的合力最大的是(　　),解析：　A選項(xiàng)中把F2平移到F1和F3的箭尾處，以F2和F3為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線正好和F1重合，即合力

12、的大小為F1，方向與F1相同，則F1、F2、F3三個(gè)力的合力為2F1.同理，B選項(xiàng)中把F1平移，可以求得三個(gè)力的合力為零；C選項(xiàng)中把F3平移，可以求得三個(gè)力的合力為2F2；D選項(xiàng)中把F1平移，可以求得三個(gè)力的合力為2F3.又因?yàn)閳D中的線段長(zhǎng)短表示力的大小，所以位于斜邊上的F2最大．故選項(xiàng)C正確．答案：　C,解析：　在圓錐體兩側(cè)正對(duì)的兩個(gè)力的夾角為120°，則合力大小為F，方向沿軸線向下，同理，其余正對(duì)的兩個(gè)力的合力亦均為F，