3.5 力的分解 课件-2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

第五节 力的分解 第三章 相互作用 F F1 F2 θ 如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作哪几个力的合力。如果几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作哪个力的分力。 遵循平行四边形定则： 在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作“平行四边形定则”。 合力与分力： 力的合成遵循的规律： 力的合成：求几个力的合力的过程，称为力的合成。 知识回顾 1、合力与分力作用效果相同。 2、合力与分力遵循平行四边形定则。 合力与分力有什么关系？ ———请组织好语言，精确的把合力与分力的关系表述出来。 1、定义： 求一个力的分力的过程，称为力的分解。 （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 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!!! 2、分解法则：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。 F F1 F2 o 方法： 把一个已知力F作为平行四边形的对角线，沿两分力方向为邻边作平行四边形，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。两边长的长短表示两分力的大小，边长的方向表示两分力的方向。 一、力的分解 不加限制条件，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形，所以一个力可分解为无数组不同的分力。 一、力的分解 F 若没有条件限制，同一个力可分解为无数对大小和方向都不同的分力。 提出问题： 哪么！在实际应用中，如何分解一个力呢？ 7 将一带有毛刷的木块置于台秤上，记录台秤的示数。然后将一个斜向上的拉力作用于木块上，可以看到什么现象？这些现象说明这个斜向上的拉力产生了怎样的效果？ 观察不同情况下台秤的示数 台秤的示数变小了，说明这个斜向上的拉力产生了一个竖直上提木块的效果，刷毛向左弯曲，显现出木块有向右运动的趋势，说明这个斜向上的拉力还产生了一个水平向右的效果。这是斜向上的拉力产生的两个实际效果。 观察不同情况下台秤的示数 因为拉力的作用产生两种效果，所以把拉力沿水平向右和竖直向上分解。 F F1 F2 二、力的分解原则及计算 1、分解原则：按力所产生的实际作用效果进行分解。 2、分解步骤 （1）分析力的作用效果。 （2）根据力的作用效果确定分力的方向。 （3）应用平行四边形定则进行分解。 F 二、力的分解原则及计算 F F1 F2 F 3、分力计算 （1）作图法 （2）计算法 F2 F2=F sinθ F1=Fcosθ F1 F θ 二、力的分解原则及计算 在进行力的分解、计算时，一般先根据力产生的效果确定分力的方向，再依据平行四边形定则计算分力的大小。 x y 1、定义：将一个力分解成两个互相垂直的分力的方法。 三、正交分解法 正交分解的步骤： Fy=Fsinθ Fx=Fcosθ θ Fx Fy O F ①沿分解方向建立xoy直角坐标系 ②沿xoy轴将各力分解 ③求xy轴上的分力Fx ,Fy ④合力F与分力Fx和Fy的关系 tanθ= Fy/Fx 三、正交分解法 2、应用：求解物体受多个力时的合力，将所有力都分解到相互垂直的两个方向，求出两个方向的合力，然后再把两方向的合力再进行合成即可获得物体的合力。 例: 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？ 正交分解 x y G F1 F2 F2y F2y=F2sin 60o F2x=F2COS 60o F2x =G =F1 F1y F1x （1）对物体进行受力分析； （2）选择并建立坐标系； （3）将各力投影到坐标系的X、Y轴上； （4）求x、y轴上的合力Fx，Fy： Fx=F1x+F2x+F3x+… Fy=F1y+F2y+F3y+… （5）最后求Fx和Fy的合力F 大小： 方向： （与X轴的夹角） x y F1 F2 F3 O F3y F3x F2y F2X 三、正交分解法 3、正交分解法解题步骤 力的分解有唯一解的条件 1、已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小。 o F F1 F2 2、已知合力和一个分力F1的大小和方向，求另一个分力F2的大小和方向。 O F F1 F2 3、思考：已知合力、一个分力F1的大小和另一个分力F2的方向，求另一个分力F2的大小和另一个分力F1方向。 确定力作用效果 确定两个分力的方向 作平行四边形确定分力 根据三角形知识确定分力的大小 θ F F2 F1 解：使行李箱前行的力是旅客拉力的水平分力 F1=FcosӨ =20×0.6N =12N 即使行李箱水平前进的力为12N 课本P83例题1 塑料直尺 橡皮筋 按力的作用效果分解力 观察与思考 斜面上的力学问题 确定力作用效果 确定两个分力的方向 作平行四边形确定分力 根据三角形知识确定分力的大小 体会重力的作用效果 使物体沿斜面下滑 使物体紧压斜面 G G1 G2 θ 解：把重力G分解为沿斜面的分力G1和垂直斜面 的分力G2，如图所示，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 例3：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。 四、力的分解的应用 合力一定时，分力的大小和方向会随着分力的夹角而改变，两个分力的夹角越大，分力就越大 1、力的分解遵循平行四边形定则。 2、按力的作用效果分解的一般步骤： 确定力作用效果 确定两个分力的方向 作平行四边形确定分力 根据三角形知识确定分力的大小 3、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 课堂小结 G2 G1 G θ 例4、一质量为20kg的铁球，置于倾角为370的斜面上，求物体所受到重力沿斜面和垂直于挡板方向的分力。(取g=10m/s2 sin370=0.6 ;cos370=0.8) 例5（课本P85，图3-5-9） 练习 1、关于力的合成与分解，下列说法错误的是（      ） A. 分力一定要比合力小 B. 大小均等于F的两个力，其合力的大小也可能等于F​ C. 一个10N的力可以分解为两个大小都为500N的分力 D. 两个力的合力的大小介于这两力大小之和与两力大小之差的绝对值之间 A 2、如图，已知小球的重力为10N，绳子与竖直墙面的夹角为300，求绳子的拉力和小球对墙的压力大小。 G G’ G” $$