高中力的合成與分解省名師優(yōu)質課獲獎課件市賽課一等獎課件

力、物體平衡3力合成與分解第二章第1頁一、協(xié)力和分力1.一個力，假如它產生

跟幾個力共同作用

相同，則這個力就叫這幾個力協(xié)力，而這幾個力就叫這個力分力.2.協(xié)力與分力是效果上等效替換關系，而不是本質上替換，不能在分析受力時考慮了幾個分力之外再加上一個協(xié)力；協(xié)力與分力在大小上沒有必定聯(lián)絡.效果效果第2頁二、力合成與分解1.求幾個已知力

叫力合成；求一個已知力分力叫力

.2.力平行四邊形定則求兩個互成角度共點力協(xié)力，能夠用表示這兩個力線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個

之間

就表示協(xié)力

和

，這叫做力合成.依據力平行四邊形定則，協(xié)力和兩個分力必組成一個封閉矢量三角形，叫做力矢量三角形定則.協(xié)力分解鄰邊對角線大小方向第3頁3.力分解力分解是力合成

，也恪守

.在力分解過程中，經常依據

進行分解；多個力作用在一個物體上時也經常使用正交分解法.逆過程力平行四邊形定則力實際產生效果第4頁靈活選取力平行四邊形定則和矢量三角形定則如圖2-3-1所表示，設力F1和F2協(xié)力為F，我們可將圖(甲)中平行四邊形等效轉換為圖(乙)中矢量三角形，利用時靈活地選取力平行四邊形定則和力矢量三角形定則.第5頁圖2-3-1第6頁將一個10N力進行分解，其中一個分力方向與這個力成30°角，試討論：(1)另一個分力大小最小值為多少？*(2)若另一個分力大小為N,則已知方向分力大小是多少？

第7頁(1)設協(xié)力為F，與協(xié)力間夾角為30°分力為F1，另一個分力為F2.則由力矢量三角形定則可知，F2有最小值，表示其最小值有向線段(F2)長度就是從有向線段F末端到直線OA最短距離.如圖(a)所表示.所以F2min=Fsin30°=5N;第8頁*(2)當另一個分力大小為F2=N時，因為N大于5N,依據力矢量三角形定則，可圍成兩個不一樣三角形，如圖(b)所表示.

，得θ=60°.依據正弦定理：，得同理：得F1′=N第9頁利用力矢量三角形定則處理力合成和分解中極值問題或多解問題時，首先要從力矢量三角形定則角度分清表示協(xié)力、分力有向線段，防止張冠李戴；再利用數學方法靈活地解答.第10頁如圖2-3-2所表示，一個質量為m物體受到三個共點力F1、F2、F3作用，則物體所受到這三個力協(xié)力大小為()A.2F1B.F2C.F3D.0圖2-3-2第11頁結合物體運動狀態(tài),靈活利用力分解和合成知識如圖2-3-3所表示，在一根固定在豎直墻上A點硬桿上端安裝輕質定滑輪.一根輕繩跨過定滑輪B，其一端固定在墻上C點，另一端掛一重為G物體.繩BC端水平.桿與豎直方向成30°角，則整個系統(tǒng)靜止時，桿對滑輪作用力為()A.2GB.GC.GD.3G圖2-3-3第12頁解答本題時，學生往往認為桿對滑輪作用力一定沿桿方向，求解桿作用力時將該力分解出水平分力平衡繩水平拉力；豎直分力平衡重力，而得到桿作用在滑輪上力為2G.第13頁這種錯誤依據在于對桿作用力方向判斷錯誤.以滑輪為研究對象，滑輪受三個力作用而平衡，即兩邊繩拉力及桿作用力，因是同一根繩，兩繩拉力大小相等，均等于G，這兩個力協(xié)力與桿對滑輪作用力組成平衡力，由合成法可得桿對滑輪作用力大小為2G，選項B正確.第14頁桿彈力不一定沿桿方向，應依據力平衡條件與力合成法求解，也可依據桿對滑輪作用力效果分解來求解.第15頁一輕桿一端固定一質量為m小球P，另一端固定在水平轉軸O上，桿繞轉軸O在豎直平面內勻速轉動.某時刻桿與水平方向成θ角，則此時桿對小球P作用力F方向在圖2-3-4中哪個區(qū)域范圍內()A.豎直向上B.沿PO方向C.指向圖中區(qū)域(Ⅰ)D.指向圖中區(qū)域(Ⅱ)圖2-3-4第16頁小球做勻速圓周運動時，小球受到重力(mg)和桿作用力(F桿)兩個力作用，所受到協(xié)力(F合)應沿圓周半徑指向圓心．該協(xié)力是小球做勻速圓周運動所需向心力，以下列圖所表示．由力平行四邊形定則知，桿作用力(F桿)方向指向圖中區(qū)域(Ⅰ)．第17頁1.如圖2-3-5所表示是兩個共點力協(xié)力F與它兩個分力之間夾角

關系圖像，則這兩個分力大小分別是()A．1N和4NB．2N和3NC．1N和5ND．2N和4N基礎訓練B圖2-3-5【解析】設兩個分力大小分別為F1、F2，則從圖像可得：F1+F2=5N，|F1-F2|=1N.第18頁2.一物體受三個大小分別為2N、5N、10N三個力共同作用，方向未知，這個物體所受協(xié)力大小范圍是()A．0～17NB．2～17NC．3～17ND．2～15N基礎訓練C第19頁3.一只質量為m螞蟻，在半徑為R半球形碗內爬行，在距碗底高為R/2A點停下來，則螞蟻在A點受到摩擦力大小為()基礎訓練【解析】分析受力，并將重力沿A點切向和法向分解，然后依據平衡條件得出結論．B第20頁4.跳傘運動員打開傘后經過一段時間，將在空中保持勻速降落．已知運動員和他身上裝備總重量為G1，圓頂形降落傘重量為G2.現有8條相同拉線一端與飛行員相連(拉線重量不計)，如圖2-3-6所表示，另一端分布在傘邊緣上(圖中沒有將拉線都畫出來)，每根拉線和豎直方向都成30°角，那么每根拉線上張力大小為()基礎訓練圖2-3-6A第21頁【解析】首先要明確，分析繩子拉力時應取運動員和他身上裝備為對象；再將每根繩子拉力均沿豎直方向分解，求解對象在豎直方向上力平衡方程式可得出結論．基礎訓練第22頁5.如圖2-3-7所表示，一木塊在垂直于傾斜天花板平面方向上推力F作用下處于靜止狀態(tài)，以下判斷正確是()A．天花板與木塊間彈力可能為零B．天花板對木塊摩擦力可能為零C．木塊受到天花板摩擦力隨推力F增大而改變D．逐步增大推力F過程中，木塊將一直保持靜止基礎訓練圖2-3-7D第23頁【解析】以木塊為對象，木塊處于靜止狀態(tài)，則一定會受到斜向上摩擦力作用，有摩擦力則木塊一定受到彈力作用．木塊受到靜摩擦力大小一直等于重力沿接觸面方向分力大小，在推力F增大時，摩擦力大小不變．基礎訓練第24頁6.甲、乙兩人沿平直河岸拉一條小船前進，已知甲拉力為F1=200N，方向如圖2-3-8所表示，要使船沿著與河岸平行直線航道行駛，則乙對船施加最小拉力多大？方向怎樣？基礎訓練圖2-3-8第25頁【解析】要使船能沿直線OO′行駛，只要甲、乙兩個拉力F1、F2協(xié)力F沿此直線就能夠了，至于協(xié)力F大小沒有要求，以下列圖所表示，利用矢量三角形，乙對船施加不一樣拉力F2均可使協(xié)力F沿著要求方向．但當F2與河岸垂直時，乙拉力最小，其值：F2=F1sin30°=100N.基礎訓練第26頁7.物塊位于斜面上，在受到平行于斜面底邊水平力F作用下處于靜止，如圖2-3-9所表示．假如將外力F撤去，則物塊()A．會沿斜面下滑B．摩擦力方向一定改變C．摩擦力變大D．摩擦力不變提升訓練圖2-3-9B第27頁【解析】解答此題關鍵在于畫好物塊截面受力圖(正視圖和側視圖)．提升訓練第28頁8.如圖2-3-10(a)所表示，將一條輕而柔軟