人教版高一物理必修一第三章第五节力的分解.ppt

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1、第三章第三章 相互作用相互作用 力的分解力的分解自学指导题自学指导题1、什么是力的分解？它与力的合成有什么什么是力的分解？它与力的合成有什么关系？力的分解遵循什么法则关系？力的分解遵循什么法则？2、如何对一个力进行分解并求出分力？在、如何对一个力进行分解并求出分力？在那些情况下，一个力能分解为两个确定的那些情况下，一个力能分解为两个确定的分力分力？3、为什么要对一个力分解、为什么要对一个力分解？4、应用力的分解来分析用斧头轻松劈开圆、应用力的分解来分析用斧头轻松劈开圆木的原因木的原因？一、定义：二、满足法则：求一个已知力的分力平行四边形法则一条对角线可作出一条对角线可作出无数个平行四边形无数个

2、平行四边形一个力有无数种分一个力有无数种分解方法解方法1力为什么要分解力为什么要分解通过力的分解，可以求出一个力的两个贡献通过力的分解，可以求出一个力的两个贡献通过力的分解，可以求出一个力的两个贡献通过力的分解，可以求出一个力的两个贡献通过力的分解通过力的分解通过力的分解通过力的分解，可以使关系由复杂变得简单，可以使关系由复杂变得简单，可以使关系由复杂变得简单，可以使关系由复杂变得简单2F FOO力应该怎样分解力应该怎样分解E EA AB BF FOO是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问

3、是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行分解分解分解分解能解决什么问题能解决什么问题3 F F1 1F F2 2GGOOF F1 1=G sin=G sin F F2 2=G cos=G cos 例题：把一个物体放在倾角为例题：把一个物体放在倾角为例题：把一个物体放在倾角为例题：把一个物体放在倾角为 的斜面上，物体受的斜面上，物体受的斜面上，物体受的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不

4、能竖直下落。从力的到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的到竖直向下的重力，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？两个分力的大作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？小与斜面的倾角有什么关系？小与斜面的倾角有什么关系？小与斜面的倾角有什么关系？F FN NF Ff f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。在整个运动过程

5、中，这个人的位移是程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。是合位移。ABCABC把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做方法叫做三角形定则三角形定则，三角形定则三角形定则三角形定则三角形定则三角形定则三角形定则三角形定则三角形定则平行四边形定则平行四边形定则三角形定则三角形定则提示：一般情况下，提示：一般情况下，矢量矢量可以可以平移平移矢量矢量：既有大小，又有方向，相加时：既有大小，又有方向，相加时遵从遵从平行四边形定则平行四边形定则。如：力、位移、速度、加速度等如：力、位移、速度、加速度等标量标量：只有大小，没有方向，求和时：只有大小，没有方向，求和时按按

6、照代数相加。照代数相加。如：质量、时间、路程、速率等如：质量、时间、路程、速率等矢量和标量的再认识矢量和标量的再认识 三、力的分解三、力的分解三、力的分解三、力的分解（1 1 1 1）已知合力和两个分力的方向，）已知合力和两个分力的方向，）已知合力和两个分力的方向，）已知合力和两个分力的方向，什么情况下力的分解有唯一解？什么情况下力的分解有唯一解？（2 2 2 2）已知合力和一个分力的大小和方向时，）已知合力和一个分力的大小和方向时，）已知合力和一个分力的大小和方向时，）已知合力和一个分力的大小和方向时，只有一种分解方法。只有一种分解方法。只有一种分解方法。只有一种分解方法。只有一种分解方法。

7、只有一种分解方法。只有一种分解方法。只有一种分解方法。3 3、力的分解的一些情况汇总、力的分解的一些情况汇总、力的分解的一些情况汇总、力的分解的一些情况汇总（3 3 3 3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况种情况种情况种情况:当当当当 大小介于：大小介于：大小介于：大小介于：,F F F F1 1 1 1有二解。有二解。有二解。有二解。三、力的分解的一些情况汇总三、力的分解的一些情况汇总三、力的分解的一些情况

8、汇总三、力的分解的一些情况汇总（3 3 3 3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况种情况种情况种情况:当当当当 大小：大小：大小：大小：,F F F F1 1 1 1有一解。有一解。有一解。有一解。3 3、力的分解的一些情况汇总、力的分解的一些情况汇总、力的分解的一些情况汇总、力的分解的一些情况汇总（3 3 3 3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方

9、向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况种情况种情况种情况:当当当当 大小：大小：大小：大小：,F F F F1 1 1 1 有一解。有一解。有一解。有一解。三、力的分解的一些情况汇总三、力的分解的一些情况汇总三、力的分解的一些情况汇总三、力的分解的一些情况汇总（3 3 3 3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况种情况种情况种情

10、况:当当当当 大小：大小：大小：大小：,F F F F1 1 1 1无解。无解。无解。无解。斧斧为什么刀刃的夹角越小越锋利？为什么刀刃的夹角越小越锋利？力的分解的应用力的分解的应用四、力的分解的应用四、力的分解的应用四、力的分解的应用四、力的分解的应用-为什么要对一个力分解为什么要对一个力分解为什么要对一个力分解为什么要对一个力分解生活体验：用很大的力很难把一段圆木掰开、用很大的力很难把一段圆木掰开、而借助斧头可以用较小的力轻松地把而借助斧头可以用较小的力轻松地把圆木劈开，其中包含怎样的物理原理。圆木劈开，其中包含怎样的物理原理。劈劈F掰掰F2F1 刀刃在物理学中称为刀刃在物理学中称为“劈劈”

11、，它的截面是一个夹角，它的截面是一个夹角 很小的锐角三角形。很小的锐角三角形。劈劈 F1F2FF1FF2分析力的作用效果时分析力的作用效果时,要从实际出发，具体问题具体分析。要从实际出发，具体问题具体分析。根据已知力产生的根据已知力产生的实际作用效果实际作用效果确定两个分力方向，然后应用确定两个分力方向，然后应用平行四边形定则平行四边形定则分解，这是一种很重要的方法。分解，这是一种很重要的方法。一个已知力究竟应该怎样分解？一个已知力究竟应该怎样分解？按按实际效果实际效果分解分解FFF1F2GG2G1重力产生的效果重力产生的效果使物体沿斜面下滑使物体沿斜面下滑使物体紧压斜面使物体紧压斜面GG2G

12、1重力产生的效果重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压挡板使物体紧压斜面使物体紧压斜面GG2G1重力产生的效果重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压挡板使物体紧压斜面使物体紧压斜面FFaFbab拉力拉力F产生的效果产生的效果使使a绳被拉长绳被拉长使使b绳被拉长绳被拉长FF1F2FGGGFabF三角形定则三角形定则 两个矢量两个矢量首尾首尾相接，相接，从第一个矢量的从第一个矢量的始端始端指指向第二个矢量的向第二个矢量的末端末端的的有向线段就表示合矢量有向线段就表示合矢量的大小和方向的大小和方向.三角形定则与平行四边形定则实质一样三角形定则与平行四边形定则实质一样三角形定则与平行四边形定则实质一样

13、三角形定则与平行四边形定则实质一样CBA课堂小结课堂小结3.5力的分解 一、原则原则：根据力的实际作用效果分解 二、方法方法：平行四边形定则（解三角形）1已知两个分力的方向（唯一解）2已知一个分力的大小方向（唯一解）3已知一个分力的方向和另一个 分力的大小（两解、一解或无解）类型类型Fq q2.把竖直向下把竖直向下180 N 的力分解成两个分力，使其中的力分解成两个分力，使其中一个分力的方向水平向右一个分力的方向水平向右，大小等于大小等于 240 N，求另求另一个分力的大小和方向。一个分力的大小和方向。解：解：如图所示，将力如图所示，将力F 分解成分解成 F 和和F 。12F1F21.有人说，

14、一个力分解成两个力，分力的大小一有人说，一个力分解成两个力，分力的大小一定小于原来的那个力，对不对？为什么？定小于原来的那个力，对不对？为什么？3.一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,下面哪种情况下面哪种情况只能得到一组唯一的解只能得到一组唯一的解()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BDF F2 2F F1 1GGT T1 1T T2 2?(4.4.在一根细线上用轻质挂钩在一根细线上用轻质挂钩悬挂一重为悬挂

15、一重为G G的物体，挂钩的物体，挂钩与细线之间的摩擦忽略不计。与细线之间的摩擦忽略不计。已知细线所成的张角为已知细线所成的张角为，求细线的张力为多大？求细线的张力为多大？OOG/2G/2F F1 1/2/2(解解解解:/2/2MT1T2ON370530T3705.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，已上，已知物体对悬点知物体对悬点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按其作用效果分解按其作用效果分解?它的两它的两个分力的大小、方向如何？（个分力的大小、方向如何？（sin370=0.6,cos370=0.8

16、)TT1T27.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，斜垂直于墙壁，斜杆杆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的物的物体，如图所示。怎样确定杆体，如图所示。怎样确定杆OM、ON的受力方向？的受力方向？OMN 8、重量为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

17、轴上的力进行分解进行分解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：FxFyFx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

18、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如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳如图所示，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（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬

19、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，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

20、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，物重如图所示，物重30 N，用，用OC绳悬挂在绳悬挂在O点，点，OC绳能承受最大拉绳能承受最大拉力为力为20 N，再用一绳系，再用一绳系OC绳的绳的A点，点，BA绳能承受的最大拉力绳能承受的最大拉力为为30 N，现用水平力拉，现用水平力拉BA，可以把，可以把OA绳拉到与竖直方向成多大绳拉到与竖直方向成多大角度角度?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

21、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=30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?300如图所示，物体静止于倾斜放置的木板上，当倾角如图所示，物体静止于倾斜放置的木板上，当倾角由很由很小缓慢增大到小缓慢增大到900的过程中，木版对物体的支持力的过程中，木版对物体的支持力FN和摩和摩擦力擦力f的变化情况是（）的变化情况是（）AFN、f都增大都增大BFN、f都减少都减

22、少CFN增大，增大，f减小减小DFN减小，减小，f先增大后减小先增大后减小 D用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是（拉力的合力变化情况是（）每根绳子拉）每根绳子拉力大小的变化情况是（力大小的变化情况是（）A.A.减小减小 B.B.不变不变 C.C.增大增大 D.D.无法确定无法确定B BC C 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？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