物理必修一力的分解课件.ppt

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1、新新课课力的分解力的分解 拖拉机拉着耙，对耙斜向上的拉力拖拉机拉着耙，对耙斜向上的拉力F产生两个效果，产生两个效果，一个水平的力一个水平的力F1使耙前进，一个竖直向上的力使耙前进，一个竖直向上的力F2把耙向上把耙向上提。可见力提。可见力F可以用两个力可以用两个力F1和和F2来代替。力来代替。力F1和和F2是力是力F的分力。求一个的分力。求一个已知力已知力的的分力分力叫做叫做力的分解力的分解。 因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。新新课课力的分解

2、力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解。求一个已知力的分力叫力的分解。 力的分解与法则力的分解与法则力的分解遵守平行四边形定则力的分解遵守平行四边形定则：把已知力作为平行四边形的对：把已知力作为平行四边形的对角线，平行四边形的两个邻边就是这个已知力的两个分力。角线，平行四边形的两个邻边就是这个已知力的两个分力。 同一个力可同一个力可以分解为无数对以分解为无数对大小、方向不同大小、方向不同的力。的力。在实际问题中按力的作用效果来分解。新新课课 力的分解举例力的分解举例 把一个物体放在倾角为的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与

3、斜面的倾角有什么关系？GG1G2把重力分解为使物体平行与斜面下把重力分解为使物体平行与斜面下滑的力滑的力G1,和使物体垂直于斜面压和使物体垂直于斜面压紧斜面的力紧斜面的力G2。G1=Gsin G2=Gcos思考题：当斜面倾斜角增大时，分析:G1和G2如何变化？2、当倾斜角减小时，分析G1和G2如何变化？新新课课 力的分解举例力的分解举例GFNG1 例例2、重为、重为G的球放在光滑的竖直挡板和倾角为的球放在光滑的竖直挡板和倾角为 的斜面之间的斜面之间,求求挡板和斜面对球的作用力各多大挡板和斜面对球的作用力各多大?解：球受到重力解：球受到重力G、斜面支持力、斜面支持力N，共三个力作用共三个力作用.

4、把重力分解为水平方向的分力把重力分解为水平方向的分力G1，和垂直于斜面方向的分力和垂直于斜面方向的分力G2。F=G1 =G tg N=G2 =G/cos G2例例3、放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力F的作用，该力与水平方向夹角为的作用，该力与水平方向夹角为，怎样把力怎样把力F按其按其作用效果分解作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？它的两个分力的大小、方向如何？F1=Fcos F2=Fsin FF1F2F新新课课 力的分解举例力的分解举例新新课课例例3：把的物体挂在成角度的两根细绳：把的物体挂在成角度的两根细绳MO，NO上，已知物体对悬上，已知

5、物体对悬点点O的拉力的拉力T等于物体所受的重力等于物体所受的重力G。如图所示，怎样把力。如图所示，怎样把力T按其作按其作用效果分解用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？（它的两个分力的大小、方向如何？（sin370=0.6, cos370=0.8)0237cosTT MGT1T2ON3705300137sinTT T370 力的分解举例力的分解举例TT1T2tan1TT cos/2TT 例例2：在竖直墙上固定一个轻支架，横杆：在竖直墙上固定一个轻支架，横杆OM垂直于墙壁，斜杆垂直于墙壁，斜杆ON跟墙的夹角为跟墙的夹角为，在支架的，在支架的O点挂有一个重为点挂有一个重为G的物体，如图所示。的

6、物体，如图所示。怎样确定杆怎样确定杆OM、ON的受力方向？的受力方向？OMN新新课课 力的分解举例力的分解举例新新课课 力的分解举例力的分解举例分力的计算分力的计算 在进行力的分解时，一般先在进行力的分解时，一般先来确定分来确定分力的力的，再根据平行四边形法则来计算分力的大小。，再根据平行四边形法则来计算分力的大小。 力的作用效果如何体现呢？力的作用效果如何体现呢？新新课课 力的分解举例力的分解举例试根据效果将以下各力进行分解试根据效果将以下各力进行分解F新新课课力的正交分解 在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方

7、向上去，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化，尤其是在求多个力的合力时，用正交分解的方法，先将力分解再合成非常简单 （1 1）定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向）定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向 进行分解进行分解（2 2）正交分解步骤：）正交分解步骤：建立建立xoyxoy直角坐标系直角坐标系沿沿x x、y y轴将各力分解轴将各力分解求求xyxy轴上的合力轴上的合力Fx,FyFx,Fy最后求最后求FxFx和和FyFy的合力的合力F Fxy大小：大小：22yxFFF方向：方向：xyFFtanF1F2F3OF2yF1yF3yF3xF1xF2X怎样去选取坐标呢？原则上是任意的

8、，实际问题中，让尽可能多的力落在这个方向上，这样就可以尽可能少分解力新新课课物体受到三个共点力物体受到三个共点力F1=20N，F2=10N、F3=30N（方向（方向如图）作用，求物体分别沿水平方向和竖直方向受到的如图）作用，求物体分别沿水平方向和竖直方向受到的合力。合力。xy37o53ooF1F2F3F1解：将解：将F1和和F2和和F3沿水平方向沿水平方向和竖直方向分解：和竖直方向分解：FX= F1 cos37O-F2cos53O =200.8N-10 0.6N =10NFY= F1 sin37O+F2SIN53O-F3 =20 0.6N+10 0.8N-30N =-10N力的正交分解 5、重

9、量为40N的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数= 0.4，若用斜向上的推力F = 50N托住物体，物体处于静止状态，如图所示，这时物体受到的摩擦力是 N，要使物体匀速下滑，推力F大小应为 N平衡问题平衡问题尽可能让更多的尽可能让更多的力在力在X轴、轴、Y轴上轴上列方程：列方程： FX=0、FY=0把不在轴上的力把不在轴上的力进行分解进行分解力的正交分解 GfNF解：对物体受力分析如图所示,建立如 图坐标轴，将F力进行如图分解，则有：xyFxFyFx合Fy合=0=0FxFy=N+f=G370=N+f=GFcos370Fsin370即即f=G- Fsin370=40N-500.6N=10N物体处于静止状

10、态时，F=50N，物体处于匀速推动时， f=FN=N=Fcos370联立得： Fsin370Fcos370Fsin370cos370G 0.6 0.40.840N43.5N力的正交分解 三角形定则一个人从一个人从A走到走到B，发生的位移是，发生的位移是AB，又从，又从B走到走到C，发生的位移是，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个。在整个运动过程中，这个人的位移是人的位移是AC，AC是合位移。是合位移。ABCABC把两个矢量首尾相接从面求出合矢量的方法叫把两个矢量首尾相接从面求出合矢量的方法叫做做三角形定则三角形定则，既有大小又有方向，并且在相加时遵从平行四边形定则既有大小又有方向，并且在

11、相加时遵从平行四边形定则(或三或三角形定则角形定则)的物理量叫做矢量的物理量叫做矢量 只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加减的只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加减的物理量叫做标量物理量叫做标量 平行四边形定则和三角形定则实质上是一样的，只不过是一种规平行四边形定则和三角形定则实质上是一样的，只不过是一种规律的不同表现形式律的不同表现形式 F1F2F3F1F2F3F1F2F3求各组共点力的合力求各组共点力的合力2F12F20从正六边形从正六边形ABCDEF的一个顶点向其他的一个顶点向其他5个顶点作用着个顶点作用着5个力个力F1、F2、F3、F4、F5,如图所示如图所示.已知已知F1

12、=10 N,具体各力的大具体各力的大小跟对应的边长成正比小跟对应的边长成正比,这这5个力的合力大小为个力的合力大小为 N. 60 新新课课 一个力分解的几种常见情况：即合力已知，合力的大小和方向都已知。1、已知两个分力的方向，求两个分力的大小，有唯一解。2、已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向，有唯一解。 力的分解举例力的分解举例FF1F2F1F1FF2新新课课3、已知一个分力的方向，则另一个分力有无数个解，且有最小值，（两分力方向垂直时）。 力的分解举例力的分解举例F新新课课4、已知一个分力F1的方向（与F夹角 ，且）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2F或F2Fsin

13、时，）有两组解（F2F，F2Fsin 时 ),或无解（F2Fsin 时）。90FF1F2 力的分解举例力的分解举例F14、已知一个分力F1的方向（与F夹角 ，且）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2F或F2Fsin时，）有两组解（F2F，F2Fsin 时 ),或无解（F2Fsin 时）。904、已知一个分力F1的方向（与F夹角 ，且）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2F或F2Fsin时，）有两组解（F2F，F2Fsin 时 ),或无解（F2Fsin 时）。90一个已知力分解为两个分力时一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到下面哪种情况只能得到一组唯一的解一组唯一的解

14、()A.已知两个分力的大小已知两个分力的大小B.已知两个分力的方向已知两个分力的方向C.已知一个分力的大小和另一分力的方向已知一个分力的大小和另一分力的方向D.已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向BD大小为大小为4N、7 N、9 N的三个共点力作用在一个物体上，的三个共点力作用在一个物体上，关于三个力的合力大小，下列判断中正确的是关于三个力的合力大小，下列判断中正确的是 ( ) A可能为可能为20 N B可能为可能为5 N C不可能小于不可能小于4 N D不可能小于不可能小于2 NAB有三个共点力，大小分别是有三个共点力，大小分别是F15N，F26N，F38N，则这三个共点力的合力

15、的取值范围是，则这三个共点力的合力的取值范围是_F_；另有三个共点力，大小分别为；另有三个共点力，大小分别为F1=1N,F2=3N,F3=6N，则这三个共点力的合力的取值，则这三个共点力的合力的取值范围是范围是_F_ 019N2N10N求三个力F1、F2、F3的合力F：设F1F2F3，合力的取值范围：如果F1F2+F3， F1 +F2+F3 F F1 -（F2+F3）如果F1F2+F3， F1 +F2+F3 F 0如图所示如图所示,作用在物体上的同一平面内的四个共点力合作用在物体上的同一平面内的四个共点力合力为零力为零,若其中若其中F2、F3、F4大小和方向保持不变大小和方向保持不变,F1逆逆

16、时针方向转过时针方向转过90,而大小保持不变而大小保持不变,则此物体所受的则此物体所受的合力大小为合力大小为( )A. F1 B.2F2 C.F1 D. F1222A如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图所示，如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图所示，那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢? F1x=F2x F1xF1sina，F2xF2sinF1sinaF2sin F1/ F2sina/sin 如图所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N，两力之间的夹角为60，求这两个拉力的合力。 合力与F1、F2的夹角均为30N

17、NFF346320030cos21如图所示，质量为如图所示，质量为m m的木块在力的木块在力F F作用下在作用下在水平面上做匀速运动。木块与地面间的动水平面上做匀速运动。木块与地面间的动摩擦因数为摩擦因数为 ，则物体受到的摩擦力为，则物体受到的摩擦力为（ ） F FA. mgB. (mg+Fsin )C. (mg-Fsin )D.Fcos B B、D D如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳所受力的大小如何变化？如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳如

18、图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳oA使连使连接点接点A向上移动而保持向上移动而保持0点的位置不变，则在点的位置不变，则在A点向上移点向上移动的过程中动的过程中( )A.绳绳OB的拉力逐渐增大的拉力逐渐增大B.绳绳OB的拉力逐渐减小的拉力逐渐减小C.绳绳0A的拉力先增大后减小的拉力先增大后减小D.绳绳0A的拉力先减小后增大的拉力先减小后增大BD如图所示，重为如图所示，重为C的物体系在的物体系在OA，OB两根轻绳上，两根轻绳上，A、B两端挂在水平天花板上，两端挂在水平天花板上，OA、OB与天花板的夹角分与天花板的夹角分别为别为、，且，且，A0B900(1)试比较两轻绳对物体拉力的大小试比较

19、两轻绳对物体拉力的大小(2)若将轻绳若将轻绳OB缩短，使缩短，使B端沿天花板向左移动但始终保端沿天花板向左移动但始终保持物体的位置不变，试问：在使持物体的位置不变，试问：在使OB绳向竖直方向移动过绳向竖直方向移动过程中，两绳的拉力将怎样变化程中，两绳的拉力将怎样变化?(1)OA对物体的拉力较大对物体的拉力较大 (2) OA对物体的拉力逐渐减小，对物体的拉力逐渐减小，OB对物体的拉力先对物体的拉力先减小，后增大减小，后增大 如图所示，物重30 N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受最大拉力为20 N，再用一绳系OC绳的A点，BA绳能承受的最大拉力为30 N，现用水平力拉BA，可以把OA绳拉到与竖直

20、方向成多大角度?当OA绳与竖直方向的夹角逐渐增大时，OA和BA绳中的拉力都逐渐增大.其中某一根的拉力达到它本身能承受的最大拉力时，就不能再增大角度了.显然，OA绳中的拉力先达到这一要求.所以有cos= 所以=302332030OATG3如图所示，重225N的物体G由OA和0B两根绳子拉着，绳0B始终保持沿水平方向已知两根绳子能承受的最大拉力均为150 N，为了保持绳子不被拉断，绳子OA与竖直方向的夹角的最大值应为多少?3300 一个氢气球重为一个氢气球重为10 N，所受的空气浮力大小为，所受的空气浮力大小为16 N，用一根轻绳拴住由于受水平风力的作用，气球稳定用一根轻绳拴住由于受水平风力的作用，气球稳定时，轻绳与地面成时，轻绳与地面成60，如图所示，求：，如图所示，求：(1) 绳的拉力为多大？绳的拉力为多大？(2) 气球所受水平风力为多大？气球所受水平风力为多大？ N34) 1 (N32)2(