2018-2019版高中物理第三章相互作用3.5力的分解課件新人教版必修1

第一頁(yè)，共30頁(yè)。1.知道什么(shénme)是力的分解,了解力的分解的一般方法。2.知道平行四邊形定那么和三角形定那么都是矢量運(yùn)算法那么。3.能用平行四邊形定那么和三角形定那么進(jìn)行矢量運(yùn)算。第二頁(yè)，共30頁(yè)。一二一、力的分解(fēnjiě)第三頁(yè)，共30頁(yè)。一二小孩從滑梯上滑下過(guò)程中小孩的重力產(chǎn)生怎樣的實(shí)際效果(xiàoguǒ)?效果(xiàoguǒ)有一個(gè)還是兩個(gè)?提示:小孩從滑梯上滑下,小孩受到豎直向下的重力,但他并不能豎直下落,而要沿著滑梯面下滑。小孩的重力產(chǎn)生了兩個(gè)效果(xiàoguǒ):使小孩沿滑梯面下滑以及使小孩壓緊滑梯面。第四頁(yè)，共30頁(yè)。一二二、矢量相加的法那么1.矢量:既有大小又有方向,相加時(shí)遵從平行四邊形定那么(或三角形定那么)的物理量叫作矢量。2.標(biāo)量:只有大小,沒(méi)有方向,求和時(shí)按照算術(shù)法那么相加的物理量叫作標(biāo)量。3.三角形定那么:把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的方法叫作三角形定那么。4.矢量加減遵循的法那么:(1)平行四邊形定那么;(2)三角形定那么。三角形定那么與平行四邊形定那么的實(shí)質(zhì)是一樣的,都可以(kěyǐ)作為一切矢量加減的通用法那么。第五頁(yè)，共30頁(yè)。一二力的合成與分解的矢量三角形如下(rúxià)圖,三個(gè)力中哪個(gè)是合力,哪些是分力?提示:F2、F1首尾連接,是兩個(gè)分力,F3由F2的始端指向F1的末端,是合力。第六頁(yè)，共30頁(yè)。一二三一、常見(jiàn)按效果分解力的情形(qíngxing)力分解問(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,接著就轉(zhuǎn)化為一個(gè)根據(jù)邊角關(guān)系求解的幾何問(wèn)題,因此其解題根本思路可表示為第七頁(yè)，共30頁(yè)。一二三第八頁(yè)，共30頁(yè)。一二三第九頁(yè)，共30頁(yè)。一二三溫馨提示分解力時(shí),要按照力產(chǎn)生的效果來(lái)分解。合力與分力是等效代替的關(guān)系,不能同時(shí)存在,也就是說(shuō),受力分析時(shí)考慮了分力之后(zhīhòu)就不能再重復(fù)考慮合力。分解力時(shí),應(yīng)注意分力與合力的受力物體是相同的。第十頁(yè)，共30頁(yè)。一二三二、如何(rúhé)理解力的三角形定那么根據(jù)平行四邊形對(duì)邊平行且相等的性質(zhì),力的平行四邊形定那么可用更簡(jiǎn)單的力的三角形定那么來(lái)代替。如圖甲所示,平行四邊形的對(duì)角線將平行四邊形分成了兩個(gè)相同的三角形,因此在利用平行四邊形定那么求合力的時(shí)候,只要畫(huà)出其中的一個(gè)三角形就行了。第十一頁(yè)，共30頁(yè)。一二三具體畫(huà)法:將表示兩個(gè)力的矢量依次首尾相接,那么(nàme)從第一個(gè)力矢量的始端到第二個(gè)力矢量的末端的矢量就表示這兩個(gè)共點(diǎn)力的合力,如圖乙和丙所示。這就是矢量相加的三角形定那么(nàme)。三角形定那么(nàme)與平行四邊形定那么(nàme)在本質(zhì)上是一致的,只是矢量運(yùn)算的兩種不同表達(dá)形式而已。在有些時(shí)候應(yīng)用它要比應(yīng)用平行四邊形定那么(nàme)更方便。注意把兩個(gè)矢量首尾相接,從始端到末端的有向線段即為合矢量。第十二頁(yè)，共30頁(yè)。一二三溫馨提示對(duì)于兩個(gè)以上力的合力的求解,我們可以將需要合成的各個(gè)力的有向線段首尾依次連接(與順序無(wú)關(guān)),最后從第一個(gè)力的起點(diǎn)連向最后一個(gè)力的終點(diǎn),封閉多邊形的有向線段就表示所要合成的各個(gè)力的合力,這種作圖方法叫作力的多邊形定那么。如圖甲所示,點(diǎn)P受到F1、F2、F3、F4四個(gè)共點(diǎn)力作用,欲求其合力那么可以采用的方法是將力一個(gè)接著一個(gè)平移并頭尾相接,畫(huà)出矢量多邊形,最后將F1的尾與F4的頭相連接,即可得到合力的大小與方向。如圖乙所示。無(wú)論是矢量三角形定那么還是多邊形定那么,在應(yīng)用過(guò)程(guòchéng)中,假設(shè)各個(gè)力矢量首尾連接后自行封閉,那么表示這些力的合力等于零。第十三頁(yè)，共30頁(yè)。一二三三、力的正交分解法把力沿著兩個(gè)經(jīng)選定的互相垂直的方向(fāngxiàng)分解叫力的正交分解法,在多個(gè)共點(diǎn)力作用下,運(yùn)用正交分解法的目的是用代數(shù)運(yùn)算公式來(lái)解決矢量的運(yùn)算。在力的正交分解過(guò)程中,分解的目的是求合力,尤其適用于物體受多個(gè)力的情況。力的正交分解的方法和步驟如下:第十四頁(yè)，共30頁(yè)。一二三建立直角坐標(biāo)系——以力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)作直角坐標(biāo)系,標(biāo)出x軸和y軸,如果這時(shí)物體處于平衡狀態(tài),那么兩軸的方向可根據(jù)自己的需要選擇將各個(gè)力分解——將與坐標(biāo)軸成角度的力分解成沿x軸和y軸方向的兩個(gè)(liǎnɡɡè)分力,并在圖上標(biāo)明,x軸方向各力的分力分別為F1x、F2x、F3x、…、Fnx,y軸方向各力的分力分別為F1y、F2y、F3y、…、Fny求出x軸和y軸方向上的合力——x軸方向的合力Fx=F1x+F2x+F3x+…+Fnx,y軸方向的合力Fy=F1y+F2y+F3y+…+Fny第十五頁(yè)，共30頁(yè)。一二三溫馨提示正交分解法不一定是按力的實(shí)際效果來(lái)分解,而是根據(jù)需要為簡(jiǎn)化問(wèn)題(wèntí)需要來(lái)分解。正交分解法是把力沿著兩個(gè)經(jīng)原點(diǎn)的互相垂直的方向分解,其目的是便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式來(lái)解決矢量的運(yùn)算,“分〞的目的是更方便地“合〞,它是處理力的合成和分解的復(fù)雜問(wèn)題(wèntí)的一種簡(jiǎn)便方法。第十六頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四【例題1】(多項(xiàng)選擇)如下圖,將光滑斜面上物體的重力G分解為F1、F2兩個(gè)力,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力,F2是物體對(duì)斜面的壓力B.物體受到G、FN、F1、F2四個(gè)力的作用C.物體只受重力G和彈力FN的作用D.力FN、F1、F2三個(gè)力的作用效果和G、FN兩個(gè)力的作用效果相同解析:根據(jù)合力與分力的等效性,D正確;斜面光滑,C正確;F1、F2是G的兩個(gè)分力,施力物體是地球,不是斜面和物體,故A、B錯(cuò)誤。答案:CD第十七頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四題后反思力的分解只是研究問(wèn)題的一種方法,分力的作用點(diǎn)必須和力的作用點(diǎn)相同。而合力和分力之間為等效代換關(guān)系,假設(shè)考慮了分力的作用效果,就不能考慮合力的作用效果;或者考慮了合力的作用效果后,就不能考慮分力的作用效果,否那么就是重復(fù)考慮了力的作用效果。第十八頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四【例題2】如圖是剪式千斤頂,當(dāng)搖動(dòng)手把時(shí),螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n,從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時(shí)汽車對(duì)千斤頂?shù)膲毫?.0×105N,此時(shí)千斤頂兩臂間的夾角為120°,那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()A.此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為5.0×104NB.此時(shí)千斤頂對(duì)汽車的支持力為2.0×105NC.假設(shè)繼續(xù)搖動(dòng)手把,將汽車頂起,兩臂受到的壓力將增大D.假設(shè)繼續(xù)搖動(dòng)手把,將汽車頂起,兩臂受到的壓力將減小第十九頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四點(diǎn)撥:解答此題可以采用以下流程:第二十頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四第二十一頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四【例題3】如下圖,共面的三個(gè)力F1=20N、F2=30N、F3=40N作用于物體的同一點(diǎn)上,三個(gè)力之間的夾角都是120°,求合力的大小。點(diǎn)撥:此題可用平行四邊形定那么求合力,也可以采用正交分解的方法求出合力,將每個(gè)力沿兩個(gè)相互垂直的方向分解,然后求出這兩個(gè)方向上的合力,最后求出總的合力。第二十二頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四第二十三頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四題后反思此題如果直接對(duì)三個(gè)力兩兩合成求合力,過(guò)程十分繁瑣。因此可以選擇兩個(gè)互相垂直的方向先進(jìn)行力的正交分解,然后再進(jìn)行力的合成。用正交分解法求共點(diǎn)力的合力時(shí),應(yīng)注意讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上。第二十四頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四【例題4】把一個(gè)力分解為兩個(gè)力F1和F2,合力為F=40N,F1與合力的夾角為30°,如下圖。假設(shè)F2取某一數(shù)值,可使F1有兩個(gè)大小不同的數(shù)值,那么F2大小的取值范圍是什么?點(diǎn)撥:求解此題時(shí)可以試著把另一個(gè)分力F2的大小從小逐漸增大去畫(huà)力的三角形,能作出三角形表示有解,能作幾個(gè)三角形那么表示有幾個(gè)解。第二十五頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèixíng)三類型四解析:以合力末端箭頭為圓心,以F2的大小為半徑去畫(huà)圓弧與F1相交,分別可得到如下圖的幾種情況:第二十六頁(yè)，共30頁(yè)。類型(lèixíng)一類型(lèixíng)二類型(lèi