内容正文:
高中物理必修一
演 讲 者:曹雄
3.5 力的分解
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复习引入
几个力可以合成一个力,这是力的合成。
F1
F2
F
平行四边形定则
相应的,一个力(F)也可以分成两个力(F1,F2),但要遵循平行四边形定则。
已知一个力求它的分力的过程,叫做
力的分解
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一、力的分解
请画出所给出的合力F的分力
F
若没有限制,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。
那么实际处理力的分解时又该如何进行呢?
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一、力的分解
力的分解方法——按作用效果
(1)物体受到斜向上拉力
θ
F
F1
F2
分解的作用效果:
①水平向右拉物体;
②竖直向上提物体。
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(2)斜面上物体重力的分解
一、力的分解
力的分解方法——按作用效果
G
θ
F1
F2
θ
重力的作用效果:
①使物体沿斜面向下滑;
②使物体垂直向下压紧斜面
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二、力的分解的应用
应用1:为什么高大的桥总要建很长的引桥?
减小斜面的倾角,从而减小重力沿斜面向下的分力。
这样,上桥时省力,下桥时安全
真实与建模
2
1
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应用2:为什么用尖锐的楔形斧子很容易把树桩劈开?
二、力的分解的应用
O
2
1
在合力不变的情况下,若两分力大小相等,分力夹角越大,分力越大。
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应用3:石拱桥不坍塌的原因?
1
2
二、力的分解的应用
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三、力的正交分解
1.适用情况:适用于计算三个或三个以上力的合成。
2.分解步骤:
(1)建立坐标系
以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y的选择应使尽量多的力在坐标轴上。
(2)正交分解各力
将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并在图上注明,用符号Fx和Fy表示,如图所示。
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特别提醒
(1)建立坐标系之前,要对物体进行受力分析,画出各力的示意图,一般各力的作用点都移到物体的重心上。
(2)建立坐标系的原则:使尽量多的力落在坐标轴上,尽量减少分解力的个数。
三、力的正交分解
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三、力的正交分解
坐标轴方向的选取技巧
(1)研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴。
(2)研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴。
(3)研究物体在杆或绳的作用下转动时,通常沿杆或绳方向和垂直杆或绳的方向建立坐标轴.
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在同一平面内共点的四个力、、、的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N,方向如图所示,求它们的合力。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
四、课堂练习
典例讲解
[思路点拨]
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解析:如图甲所示建立直角坐标系,把各个力分解到两个坐标轴上,并求出轴和轴上的合力Fx和Fy,有:
Fx=F1+F2cos 37°-F3cos 37°=27 N
Fy=F2sin 37°+F3sin 37°-F4=27 N
四、课堂练习
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1、关于力的分解,下列叙述中正确的是( )
A. 8 N的力可以分解为两个8 N的分力
B. 8 N的力可以分解为两个3N的分力
C. 8 N的力可以分解为13 N和4 N的两个分力
D. 8 N的力可以分解为16 N和7 N的两个分力
A
四、课堂练习
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四、课堂练习
2、下列说法中正确的是( )
A.两个力的合力一定大于这两个力中的任意一个力
B.两个力都增大,则其合力也增大
C.物体受到三个大小均为10N的力,不可能处于匀速直线运动状态
D.分解一个力可以有无数个分解方法,但每一个分解方法都遵守平行四边形定则,因此分解力要按力的作用效果来进行分解
D
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四、课堂练习
3、(2018秋•沂水县期末)将一个10N的力分解为两个分力,两个分力的大小可能为( )
A.30N和5N
B.10N和26N
C.5N和10N
D.100N和115N
C
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五、拓展补充:用图解法分析力的分解
对一个已知力进行分解,有几种常见的情况:
(1)已知两个不平行分力的方向,分解是唯一的.
(2)已知一个分力的大小和方向,分解是唯一的.
两分力夹角已知
=
一个分力长度与夹角
=
(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,如图所示,分解有四种可能:
(a)若F2=Fsinα时,有唯一解.
(b)若F2>F时,有唯一解.
(c)若F2<Fsinα时,无解.
(d)若Fsinα<F2<F时,有两个解.
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