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. 逆運算 平行四邊形 3. 實際作用效果 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) 算術法則 一. 力的分解答案【問題設計】王昊同學假期里去旅游,他正拖著行李箱去檢票,如圖所示王昊對箱子有一個斜向上的拉力,這個力對箱子產生了什么效果？對箱子斜向上的拉力產生了兩個效果：水平方向使箱子前進, 豎直方向將箱子向上提起【要點提煉】1力的分解的運算法則：_2力的效果分解法(1)根據力的_確定兩個分力的方向(2)根據_作出力的平行四邊形(3)利用_解三角形,分析、計算分力的大小平行四邊形定則實際作用效果兩個分力的方向數學知識3力的

2、分解的討論(1)如果沒有限制,一個力可分解為_對大小、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分力的方向時,有唯一解(如圖所示)已知合力和一個分力的大小和方向時,有唯一解(如圖所示)無數(3)已知合力F以及一個分力F1的方向和另一個分力F2的大小時,若F與F1的夾角為,有下面幾種可能當Fsin F2F 時,有兩解,如圖甲所示當F2Fsin 時,有唯一解,如圖乙所示當F2F時,有一解,如圖丁所示二 . 力的正交分解答案【問題設計】如圖甲所示,在一個直角木支架上,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)小車重力對斜面和橡皮筋產生了哪

3、些作用效果？如果沒有小車重力的作用,還會有這些作用效果嗎？使小車壓緊斜面 使小車沿斜面下滑,拉伸橡皮筋 不會二 . 力的正交分解答案【問題設計】如圖甲所示,在一個直角木支架上,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)請沿斜面方向和垂直于斜面方向將重力分解【要點提煉】正交分解法1正交分解的目的：當物體受到多個力作用,并且這幾個力只共面不共線時,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)建立坐標系：以共點力的作用點為坐標原點建立直角坐標系,直角坐標系x 軸和y 軸的選擇應使_的力在坐標軸上(

4、2)正交分解各力,即將每一個不在_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盡量多坐標軸上F1yF2yF3y三 .矢量相加的法則1.三角形定則(1)內容：如圖所示,把兩個矢量首尾相接,從第一個矢量的_指向第二個矢量的_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矢量和標量(1)矢量相加時遵從_(2)標量相加時按照_始端末端平行四邊形定則(或三角形定則)算術法則解析一、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O點的拉力FG,產生兩個作用效果：一個是沿繩方向拉輕繩,一個是沿桿方向壓桿F=GF1F2由圖中幾何關系：二、有限制條件的力的分解例2：按下列兩種情況把一個豎直向下的180 N的力分解為兩個分力(1)一個分力在水平方向上,并等于240 N,求另一個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豎直向下的180 N的力分解為兩個分力(2)一個分力在水平方向上,另一個分力與豎直方向的夾角為30斜向

6、下(如圖所示),求兩個分力的大小 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成的擦地工具(如圖:所示)設拖把頭的質量為m,拖桿質量可忽略；拖把頭與地板之間的動摩擦因數為,重力加速度為g.某同學用該拖把在水平地板上拖地時,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,求推拖把的力的大小 解析對拖把進行受力分析,如圖GFFfFN勻速移動合外力為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)已知兩個分力的方向(2)

7、已知一個分力的大小和方向3力的分解方法(1)按力的實際作用效果分解(2)正交分解法以共點力的作用點為原點建立直角坐標系(讓盡量多的力在坐標軸上),把不在坐標軸上的力分解到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乙有無數解只有一解當乙拉船的力的方向垂直于OO時,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