高中物理 2.6 力的分解课件 教科版必修1

欢迎进入物理课堂 第二章 第6节 理解教材新知 把握热点考向 知识点一 知识点二 考向一 考向二 应用创新演练 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1 求一个力的分力叫做力的分解 力的分解是力的合成的逆运算 2 力的分解与力的合成都遵循平行四边形定则 3 力的分解方法有实际效果分解法和正交分解法 力的分解 自学教材 1 定义求一个已知力的的过程 2 与合成的关系力的分解是力的合成的 3 分解方法把一个已知力F作为平行四边形的 与力F共点的平行四边形的两个 就表示力F的两个分力F1和F2 如图2 6 1所示 图2 6 1 分力 逆运算 对角线 邻边 4 分解依据依据平行四边形定则 如果没有限制 一个力可以分解为组大小 方向不同的分力 实际问题中 应根据力的来分解 无数 实际作用效果 重点诠释 1 把一个力分解为两个力 从理论上讲有无数组解 因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个 如图2 6 2所示 这样分解是没有实际意义的 实际分解时 按力的作用效果可分解为两个确定的分力 图2 6 2 分解思路为 2 按实际效果分解的几个实例 1 下列说法错误的是 A 力的分解是力的合成的逆运算B 把一个力分解为两个分力 这两个分力共同作用的效果应当与该力作用的效果相同C 力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则D 分力一定小于合力 解析 力的合成是求几个力的合力 而力的分解是求一个力的分力 且都满足平行四边形定则 因此 A C均正确 合力与分力有等效替代关系 所以合力的作用效果与分力的共同作用效果一定相同 B正确 分力可以大于合力 如两力大小相等方向相反时 合力为零 答案 D 力的正交分解 自学教材 1 定义把一个力沿着相互垂直的两个方向分解的方法 如图2 6 3所示 2 公式F1 F2 3 适用各种矢量运算 图2 6 3 Fcos Fsin 重点诠释 1 正交分解的目的将力的合成化简为同向 反向或垂直方向的分力 便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算 分解 的目的是为了更好地 合成 2 正交分解的适用情况适用于计算三个或三个以上力的合成 图2 6 4 3 正交分解的步骤 1 建立坐标系 以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系 标出x轴和y轴 选取坐标系时应使尽量多的力落在坐标轴上 2 正交分解各力 将每一个与坐标轴不重合的力分解到x轴和y轴上 并求出各分力的大小 如图2 6 4所示 2 为了行车方便与安全 许多高大的桥要造很长的引桥 这样做的主要目的是 A 减小过桥车辆的重力B 减小过桥车辆受到的摩擦力C 减小过桥车辆对桥面的压力D 减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力 解析 如图所示 重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2 则F1 Gsin F2 Gcos 倾角 减小 F1减小 F2增大 高大的桥造很长的引桥主要目的是减小桥面的坡度 即减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力 从而使行车安全 选项D正确 答案 D 按力的作用效果分解 例1 如图2 6 5所示 一个质量为m 2kg的均匀球体 放在倾角 37 的光滑斜面上 并被斜面上一个竖直的光滑挡板挡住 处于平衡状态 求出球体对挡板和斜面的压力 g 10N kg 图2 6 5 思路点拨 解答该题时应注意以下两点 1 球的重力产生两个作用效果 压斜面和压挡板 2 按力的作用效果确定分力的方向 解析 球受到竖直向下的重力作用 该重力总是使球向下运动 但由于斜面和挡板的限制 球才保持静止状态 因此 球的重力产生了两个效果 使球垂直压紧斜面和使球垂直压紧挡板 答案 15N 垂直挡板向左25N 垂直斜面向下 借题发挥 按照力的作用效果分解力时 首先要弄清所分解的力产生了哪些效果 根据这些作用效果确定各分力的方向 最后应用平行四边形定则进行分解 1 上例题中挡板垂直斜面时 求球体对斜面和对挡板的压力 2 挡板水平时 求球对斜面和对挡板的压力 解析 1 如图所示 将球的重力分解为沿垂直斜面方向的分力F1和沿垂直挡板方向的分力F2 由三角形知识知F1 Gcos F2 Gsin 球对斜面的压力N1 F1 Gcos 20 cos37 N 16N 方向垂直斜面向下 球对挡板的压力N2 F2 Gsin 20 sin37 12N 方向垂直挡板向下 2 挡板水平时 小球只受两个力 重力和水平挡板的支持力 故此时球对斜面的压力为0 对挡板的压力N G 20N 答案 1 16N 方向垂直斜面向下12N 方向垂直挡板向下 2 020N 竖直向下 力的正交分解法的应用 图2 6 6 例2 在同一平面内共点的四个力F1 F2 F3 F4的大小依次为19N 40N 30N和15N 方向如图2 6 6所示 求它们的合力 思路点拨 解答本题应把握以下三点 1 建立恰当的直角坐标系 2 沿坐标轴分解各力并求Fx Fy 3 由Fx和Fy求出合力的大小和方向 解析 如图 a 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x轴 y轴上的合力Fx和Fy 有Fx F1 F2cos37 F3cos37 27NFy F2sin37 F3sin37 F4 27N 答案 合力的大小约为38 2N 方向与F1夹角为45 斜向上 借题发挥 正交分解法的优点 1 借助数学中的直角坐标系对力进行描述 2 几何图形关系简单 是直角三角形 计算简便 3 求合力的思维方法 先分 再合 如图2 6 7所示 重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N的物体 当绳与水平面成60 角时 物体静止 不计滑轮与绳的摩擦 求地面对人的支持力和摩擦力的大小 图2 6 7 解析 人和物体静止 所受合力皆为零 对物体分析得到 绳的拉力F等于物重200N 人受四个力作用 将绳的拉力分解 即可求解 如图所示 将绳的拉力分解得 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全