物理必修ⅰ人教新课标第节力的分解课件.ppt

应用创新演练,第,三章,相互作用,理解教材新知,把握热点考向,考向一,考向二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,第,5,节,力的分解,知识点一,知识点二,知识点三,1,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，同样遵守平行四边形定则。,2,矢量运算遵循平行四边形定则；标量,运算遵循算术运算。,3,把两个矢量首尾相接，求合矢量的方,法叫做三角形定则。,1,定义,已知一个力求它的分力的过程。,2,与力的合成的关系,力的分解是力的合成的,，同样遵守平行四边形定则。,3,分解法则,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,F,1,和,F,2,。如图,3,5,1,所示。,自学教材,图,3,5,1,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，同一个力可以分解为,对大小、方向不同的分力。实际问题中，应把力向实际作用效果方向来分解。,无数,重点诠释,1,力的分解的几种情况,将一个力按一定条件分解时合力可能能按要求进行分解，即有解，也可能不能按要求进行分解，即无解。分析是否有解的方法是看代表合力的有向线段与代表分力的有向线段能否按要求构成平行四边形，如果能构成平行四边形，说明有解；如果它们不能构成平行四边形，说明无解。典型的情况有以下几种：,(1),已知合力和两个分力的方向时，有唯一解，如图,3,5,2,所示。,图,3,5,2,(2),已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解，如图,3,5,3,所示。,图,3,5,3,(3),已知合力以及一个分力的大小和另一个分力的方向时，有下面几种可能：如图,3,5,4,所示，,图,3,5,4,当,F,sin,F,2,F,时，有两解。,当,F,2,F,sin,时，有唯一解。,当,F,2,F,sin,时，无解。,当,F,2,F,时，有唯一解。,(2),下面表格是根据重力作用效果进行的分解。,实例,分析,质量为,m,的物体静止在斜面上，其重力产生两个效果；一是使物体沿斜面下滑，相当于分力,F,1,的作用；二是使物体垂直压紧斜面，相当于分力,F,2,的作用。,F,1,mg,sin,，,F,2,mg,cos,。,1,画出图,3,5,5,甲图中重力的效果方向，乙、丙两图中绳,子,OC,拉力的效果方向。,图,3,5,5,解析：,甲中两效果为垂直两斜面向下形变，乙图中,OA,中沿,AO,拉长方向，,OB,中沿,BO,拉长方向，丙图中,OA,中沿,AO,拉长方向，,BO,中沿,OB,压缩方向，如图。,答案：,见解析图,1,矢量,既有大小，又有方向，相加时遵从,或,的物理量。,2,标量,只有大小，没有方向，求和时按照,相加的物理量。,自学教材,平行四边形定则,三角形定则,算术法则,3,三角形定则,把两个矢量,，从第一个矢量的,指向第二个矢量的,的有向线段就表示合矢量的大小和方向，这种求合矢量的方法叫做三角形定则。三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的，如图,3,5,6,所示。,图,3,5,6,首尾相接,始端,末端,重点诠释,1,矢量与标量,像位移、速度、力等这种既有大小，又有方向的物理量叫矢量；,像时间、质量、温度等只有大小，没有方向的物理量叫标量；,矢量与标量的根本区别在于它们的运算法则不同：标量的运算法则为代数法,(,或数学法,),，矢量的运算法则为平行四边形定则或三角形定则。,2,矢量运算法则,(1),平行四边形定则：如图,3,5,7,所示，,平行四边形的两邻边表示两个分矢量,x,1,和,x,2,，它们所夹的对角线表示合矢量,x,。,线段的长度表示矢量的大小，方向由箭,头指向表示。,图,3,5,7,(2),三角形定则：如图,3,5,8,表示，三个矢量,F,1,、,F,2,和,F,构成一个三角形，其中首尾连接,的矢量,F,1,、,F,2,为两个分矢量，从一个,矢量的箭尾指向另一个矢量的箭头的,矢量,F,为合矢量，矢量三角形三条边,的长度和方向分别表示三个矢量的大,小和方向。,图,3,5,8,2,如图,3,5,9,所示，物体静止在光,滑水平面上，力,F,作用于物体上的,O,点，,现要使物体受到由,O,指向,O,方向的合力,(,F,与,OO,都在同一平面内，与,OO,间夹角,为,),。那么，必须同时再加一个力，这,个力的最小值是,(,),A,F,cos,B,F,sin,C,F,tan,D,F,cot,图,3,5,9,解析：,已知合力,F,合,的方向由,O,指向,O,，但大小不确定，又已知一个分力,F,的大小和方向，确定另一个分力,(,设为,F,x,),的最小值。根据三角形定则可画出一个任意情况，如图甲所示。从图中可看出，,F,x,的大小就是过,F,的箭头向直线,OO,上所引直线的长度，在不考虑合力大小的情况下，欲使,F,x,最小，应使,F,x,与直线,OO,垂直，如图乙所示，此时,F,x,F,sin,。,答案：,B,1.,概念,将力沿着两个选定的相互垂直的坐标轴进行分解，再在这两个坐标轴上求合力的方法，叫力的正交分解法。,2,优点,正交分解法是在平行四边形定则的基础上发展起来的，其目的是将矢量运算转化为代数运算。其优点有以下两点：,(1),可借助数学中的直角坐标系对力进行描述。,(2),分解时只需熟知三角函数关系，几何关系简单，容易求解。,自学教材,3,适用情况,常用于三个或三个以上的力的合成。,4,坐标轴的选取,建立坐标轴时，一般选共点力作用线的交点作为坐标轴的原点，并尽可能使较多的力落在坐标轴上，这样可以减少需要分解的力的数目，简化运算过程。,(1)根据重力的作用效果确定出两分力的方向。,2矢量运算法则,光滑圆球，如图3511所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。,建立坐标轴时，一般选共点力作用线的交点作为坐标轴的原点，并尽可能使较多的力落在坐标轴上，这样可以减少需要分解的力的数目，简化运算过程。,一是使物体沿斜面下滑，相当于分力F1的作用；,只有大小，没有方向，求和时按照 相加的物理量。,答案：(1)16 N12 N(2)020 N,1.,(1)借助数学中的直角坐标系对力进行描述。,的矢量F1、F2为两个分矢量，从一个,像时间、质量、温度等只有大小，没有方向的物理量叫标量；,解析：甲中两效果为垂直两斜面向下形变，乙图中OA中沿AO拉长方向，OB中沿BO拉长方向，丙图中OA中沿AO拉长方向，BO中沿OB压缩方向，如图。,现要使物体受到由O指向O方向的合力,(F与OO都在同一平面内，与OO间夹角,例2在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图3512所示，求它们的合力。,1矢量,答案：(1)16 N12 N(2)020 N,一块竖直放置的挡板，在挡板和,特别提醒,正交分解法不一定按力的实际效果来分解，而是根据需要为了简化问题在两个相互垂直的方向上分解，它是处理力的合成和分解的复杂问题的一种简便方法。,3,如图,3,5,10,所示，把光滑斜面上物体,的重力,mg,分解为,F,1,、,F,2,两个力，,下列说法不正确的是,(,),A,F,1,是斜面作用在物体上使物体下滑的力，,F,2,是物体对,斜面的压力,B,物体只受到,mg,、,F,N,两个力作用,C,物体受到的合力为,mg,sin,，方向沿斜面向下,D,力,F,N,、,F,1,、,F,2,三个力的作用效果和,mg,与,F,N,两个力的,作用效果相同,图,3,5,10,解析：,F,1,、,F,2,两个力是,mg,的两个分力，其作用效果与重力,mg,等效，,F,1,的作用是使物体沿斜面下滑，,F,2,的作用是使物体压紧斜面。物体只受重力,mg,和斜面对物体的支持力,F,N,的作用。综上所述，选项,B,、,C,、,D,正确。,答案：,A,例,1,在倾角,37,的斜面上有,一块竖直放置的挡板，在挡板和,斜面之间放有一个重为,G,20 N,的,光滑圆球，如图,3,5,11,所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。,(sin 37,，,cos 37,0.8),审题指导,求解本题应把握以下两点：,(1),根据重力的作用效果确定出两分力的方向。,(2),根据三角函数关系和几何关系求分力的大小。,图,3,5,11,答案,25 N,，方向垂直斜面向下,15 N,，方向垂直挡板向左,确定力的实际作用效果的技巧,若物体受三个力并处于平衡状态，确定其中一个力的实际作用效果时，可先作出物体所受的三个力的示意图，其中一个力的两个实际作用效果的方向一定在其余两个力的反向延长线上。,借题发挥,(1),若将上题中挡板垂直斜面，则球对斜面和挡板的压力是,多少？,(2),挡板若水平呢？,解析,：,(1),根据重力的作用效果，把重,力分解如图所示。,则,F,1,G,cos,16 N,F,2,G,sin,12 N,(2),若挡板水平时，球对挡板压力为,F,G,20 N,，对斜面无,压力。,答案：,(1)16 N,12 N,(2)0,20 N,例,2,在同一平面内共点的四个力,F,1,、,F,2,、,F,3,、,F,4,的大小依次为,19 N,、,40 N,、,30 N,和,15 N,，方向如图,3,5,12,所示，求它们的合力。,图,3,5,12,解析,如图甲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,轴和,y,轴上的合力,F,x,和,F,y,，有,F,x,F,1,F,2,cos 37,F,3,cos 37,27 N,F,y,F,2,sin 37,F,3,sin 37,F,4,27 N,答案,大小约为,38.2 N,，方向与,F,1,夹角为,45,斜向上。,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,”,。,借题发挥,如图,3,5,13,所示，重力为,500 N,的人,通过跨过定滑轮的轻绳牵引重,200 N,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,3,5,13,答案：,326.8 N,100 N,2矢量运算法则,特别提醒正交分解法不一定按力的实际效果来分解，而是根据需要为了简化问题在两个相互垂直的方向上分解，它是处理力的合成和分解的复杂问题的一种简便方法。,线段的长度表示矢量的大小，方向由箭,质量为m的物体静止在斜面上，其重力产生两个效果；,2矢量运算遵循平行四边形定则；,(3)已知合力以及一个分力的大小和另一个分力的方向时，有下面几种可能：如图354所示，,例2在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图3512所示，求它们的合力。,分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。,CFtan DFcot,光滑圆球，如图3511所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。,只有大小，没有方向，求和时按照 相加的物理量。,下列说法不正确的是 (),AF1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对,二是使物体垂直压紧斜面，相当于分力F2的作用。,力的分解是力的合成的 ，同样遵守平行四边形定则。,点击下图片进入“随堂基础巩固”,点击下图片进入“课时跟踪训练”,