2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力第4節(jié)力的合成和分解(15)課件

1、力的合成和分解 一、力的分解1. 它的分力 2. 逆運(yùn)算 平行四邊形 3. 實(shí)際作用效果 二、矢量相加的法則1. 首尾相接 2 平行四邊形定則(或三角形定則) 算術(shù)法則 一. 力的分解答案【問題設(shè)計(jì)】王昊同學(xué)假期里去旅游,他正拖著行李箱去檢票,如圖所示王昊對(duì)箱子有一個(gè)斜向上的拉力,這個(gè)力對(duì)箱子產(chǎn)生了什么效果？對(duì)箱子斜向上的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)效果：水平方向使箱子前進(jìn), 豎直方向?qū)⑾渥酉蛏咸崞稹疽c(diǎn)提煉】1力的分解的運(yùn)算法則：_2力的效果分解法(1)根據(jù)力的_確定兩個(gè)分力的方向(2)根據(jù)_作出力的平行四邊形(3)利用_解三角形,分析、計(jì)算分力的大小平行四邊形定則實(shí)際作用效果兩個(gè)分力的方向數(shù)學(xué)知識(shí)3力的

2、分解的討論(1)如果沒有限制,一個(gè)力可分解為_對(duì)大小、方向不同的分力(2)有限制條件的力的分解已知合力和兩個(gè)分力的方向時(shí),有唯一解(如圖所示)已知合力和一個(gè)分力的大小和方向時(shí),有唯一解(如圖所示)無(wú)數(shù)(3)已知合力F以及一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小時(shí),若F與F1的夾角為,有下面幾種可能當(dāng)Fsin F2F 時(shí),有兩解,如圖甲所示當(dāng)F2Fsin 時(shí),有唯一解,如圖乙所示當(dāng)F2F時(shí),有一解,如圖丁所示二 . 力的正交分解答案【問題設(shè)計(jì)】如圖甲所示,在一個(gè)直角木支架上,用塑料墊板做斜面將一用橡皮筋拉著的小車放在斜面上(如圖乙),觀察塑料墊板和橡皮筋的形變(1)小車重力對(duì)斜面和橡皮筋產(chǎn)生了哪

3、些作用效果？如果沒有小車重力的作用,還會(huì)有這些作用效果嗎？使小車壓緊斜面 使小車沿斜面下滑,拉伸橡皮筋 不會(huì)二 . 力的正交分解答案【問題設(shè)計(jì)】如圖甲所示,在一個(gè)直角木支架上,用塑料墊板做斜面將一用橡皮筋拉著的小車放在斜面上(如圖乙),觀察塑料墊板和橡皮筋的形變(2)請(qǐng)沿斜面方向和垂直于斜面方向?qū)⒅亓Ψ纸狻疽c(diǎn)提煉】正交分解法1正交分解的目的：當(dāng)物體受到多個(gè)力作用,并且這幾個(gè)力只共面不共線時(shí),其合力用平行四邊形定則求解很不方便,為此先將各力正交分解,然后再合成2正交分解法求合力的步驟(1)建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,直角坐標(biāo)系x 軸和y 軸的選擇應(yīng)使_的力在坐標(biāo)軸上(

4、2)正交分解各力,即將每一個(gè)不在_的力分解到x 軸和y軸上,并求出各分力的大小,如圖所示(3)分別求出x 軸、y 軸上各分力的矢量和,即：Fx_Fy_(4)求共點(diǎn)力的合力：合力大小F ,合力的方向與x 軸的夾角為,則tan Fy/Fx.F1xF2xF3x盡量多坐標(biāo)軸上F1yF2yF3y三 .矢量相加的法則1.三角形定則(1)內(nèi)容：如圖所示,把兩個(gè)矢量首尾相接,從第一個(gè)矢量的_指向第二個(gè)矢量的_的有向線段就表示合矢量的大小和方向,這就是矢量相加的三角形定則 2矢量和標(biāo)量(1)矢量相加時(shí)遵從_(2)標(biāo)量相加時(shí)按照_始端末端平行四邊形定則(或三角形定則)算術(shù)法則解析一、按力的作用效果分解例1：如圖所

5、示,輕桿與柱子之間用鉸鏈連接,桿的末端吊著一個(gè)重為30 N的物體,輕繩與水平輕桿之間的夾角為30,求輕繩和桿各受多大的力？ 重物對(duì)O點(diǎn)的拉力FG,產(chǎn)生兩個(gè)作用效果：一個(gè)是沿繩方向拉輕繩,一個(gè)是沿桿方向壓桿F=GF1F2由圖中幾何關(guān)系：二、有限制條件的力的分解例2：按下列兩種情況把一個(gè)豎直向下的180 N的力分解為兩個(gè)分力(1)一個(gè)分力在水平方向上,并等于240 N,求另一個(gè)分力的大小和方向解析F=180NF1F2力的分解,如圖所示：FF2F1（二、有限制條件的力的分解例2：按下列兩種情況把一個(gè)豎直向下的180 N的力分解為兩個(gè)分力(2)一個(gè)分力在水平方向上,另一個(gè)分力與豎直方向的夾角為30斜向

6、下(如圖所示),求兩個(gè)分力的大小 F=180N解析F1F2力的分解,如圖所示：三、力的正交分解法例3：拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖:所示)設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m,拖桿質(zhì)量可忽略；拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g.某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí),沿拖桿方向推拖把,拖桿與豎直方向的夾角為.若拖把頭在地板上勻速移動(dòng),求推拖把的力的大小 解析對(duì)拖把進(jìn)行受力分析,如圖GFFfFN勻速移動(dòng)合外力為0三、力的正交分解法例3：,求推拖把的力的大小 解析GFFfFNxyF1力的分解：已知一個(gè)力求它的分力的過程力的分解遵循平行四邊形定則2力的分解有唯一解的條件(1)已知兩個(gè)分力的方向(2)

7、已知一個(gè)分力的大小和方向3力的分解方法(1)按力的實(shí)際作用效果分解(2)正交分解法以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系(讓盡量多的力在坐標(biāo)軸上),把不在坐標(biāo)軸上的力分解到x 軸、y 軸上,然后分別求出x 軸和y 軸上的合力Fx和Fy,則共點(diǎn)力的合力大小F = ,合力方向與x 軸夾角為,tan 4矢量相加的法則平行四邊形定則、三角形定則解析1.(按力的作用效果分解)在圖中,AB、AC 兩光滑斜面互相垂直,AC與水平面成30.如把球O的重力G 按照其作用效果分解,則兩個(gè)分力的大小分別為() AGF2F12(有限制條件的力的分解)甲、乙兩人用繩子拉船,使船沿OO方向航行,甲用1000 N的力拉繩子,方向如圖所示,要使船沿OO方向航行,乙的拉力最小值為()A500 N B500 NC1 000 N D400 N解析B乙有無(wú)數(shù)解只有一解當(dāng)乙拉船的力的方向垂直于OO時(shí),乙的拉力F乙最小 F乙minF甲sin 30 500 N 3(正交分解法)如圖所示,放在水平面上的物體A用輕繩通過光滑定滑輪連接另一物體B,并