力的分解PPT精品课件

第2节力的分解1．两个大小分别为F1和F2(F2＜F1)的力作用在同一点上，它们合力的大小F满足(　　)C．F1－F2≤F≤F1＋F2D．F12－F22≤F2≤F12＋F22答案：C精彩回眸2．取一根细线，将细线的一端系在右手中指上，另一端系上一个重物．用一枝铅笔的尾部顶在细线上的某一点，使细线的上段保持水平、下段竖直向下．铅笔的尖端置于右手掌心(如图5－2－1所示)．你能感觉到重物竖直向下拉细线的力产生了哪两个作用效果吗？答案：一个作用效果是水平拉指头，另一个作用效果是压铅笔使之扎手心．图5－2－11．力的分解(1)定义求一个力的____叫做力的分解．力的分解是________的逆运算，同样遵守_______________，把一个已知力F作为平行四边形的______，那么，与力F共点的平行四边形的两个____，就表示力F的两个分力．(2)按力的作用效果分解先分析力的实际_________确定两个分力的____再根据平行四边形定则求出分力的____．新知梳理分力力的合成平行四边形定则对角线邻边作用效果大小方向2．力的正交分解在利用平行四边形定则求合力或分力时，若平行四边形为____，可利用解直角三角形的方法简单计算，有时为了计算简便的需要把一个力沿着两个____的方向分解，这种分解方法叫正交分解． 矩形垂直力的分解1．对力的分解的理解(1)遵循法则：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)等效替代：一个力可以用多个分力来等效替代．当分力确定时，合力是唯一的，但合力确定，由于分解方式多种多样，故分力是不唯一的．2．分解原则及解题思路(1)分解原则：根据力的实际作用效果分解．(2)常见实例分析：实例物体静止接触面光滑接触面光滑重力产生的两个效果沿斜面下滑趋势的分力F1＝mgsinα，压紧斜面的分力F2＝mgcosα压紧挡板的分力F1＝mgtanα，压紧斜面的分力F2＝mg/cosα压紧墙壁的分力F1＝mgtanα，拉紧悬线的分力F2＝mg/cosα(3)解题思路①先根据力的实际效果确定两个分力的方向；②再根据两个分力的方向作出力的平行四边形；③解三角形或解平行四边形，计算出分力的大小和方向，三角形的边长表示力的大小，夹角表示力的方向．1．如图5－2－2所示，一位重为600N的演员，悬挂在绳上．若AO绳与水平方向上的夹角为37°，BO绳水平，则AO、BO两绳受到的力各为多大？若B点位置向上移，AO、BO两绳受到的力各为多大？若B点位置向上移，AO、BO的拉力如何变化？(cos37°＝0.6，cos37°＝0.8)图5－2－2解析：把人的拉力F沿AO方向和BO方向分解成两个分力．如下图所示．由画出的平行四边形可知．OA绳上受到的拉力：F1＝G/sinθ＝600/sin37°＝1000N，BO绳上受到的拉力：F2＝G/tanθ＝600cot37°＝800N，若B点上移，人的拉力大小和方向一定不变，利用力的分解方法做出力的平行四边形，可判断出AO绳上的拉力一直在减小、BO绳上的拉力先减小后增大，如上图所示．答案：见解析力的正交分解1．目的：将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力，便于运用代数运算解决矢量的运算，“分解”的目的是为了更好的“合成”．2．适用情况：适用于计算三个或三个以上的力的合成．3．步骤：(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上．(2)正交分解合力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图5－2－3所示．(3)分别求出x轴、y轴上各分力的合力，即：Fx＝F1x＋F2x＋…，Fy＝F1y＋F2y＋…图5－2－3特别提醒：(1)求多个力的合力时，一般采用正交分解法．(2)建立坐标系时，应使尽量多的力落在坐标轴上，以少分解力，求解方便为原则．2．如图5－2－4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．图5－2－4解析：人和重物静止，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．如下图所示，以人为研究对象，将绳的拉力分解得水平拉力对力的分解时有解无解的讨论力分解时可能有解或无解，关键看代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形)，若能，即有解；若不能，则无解．具体情况有以下几种：已知条件示意图解的情况已知合力和两个分力的方向已知合力和一个分力的大小和方向已知合力和两个分力的大小已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向有三种情况：(图略)(1)当F1＝Fsinθ或F1≥F时，有一组解．(2)当F1＜Fsinθ时，无解．(3)当Fsinθ＜F1＜F时，有两组解3．关于力的分解，下列说法正确的是(　　)A．力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的作用效果代替一个力的作用效果B．某个分力的大小可能大于合力大小C．力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则D．分解一个力往往根据它产生的效果来分解答案：ABCD按力的实际效果分解力【典例1】如图5－2－5所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，则两档板受到小球压力大小之比为多大？斜面受到两小球压力的大小之比为多大？图5－2－5思路分析：根据两小球所处的位置，正确分析力的作用效果确定分力的方向，作力的平行四边形，力的计算可转化为直角三角形的边角计算，从而求出压力之比．解析：对球1所受的重力来说，其效果有二：第一，使小球沿水平方向上挤压挡板；第二，使小球垂直压紧斜面．因此，力的分解如图甲所示，由此可得两个分力的大小分别为：F1＝Gtanθ，F2＝G/cosθ对球2所受的重力G来说，其效果有二：第一，使小球垂直挤压挡板，第二，使小球垂直压紧斜面．因此，力的分解如图乙所示，由此可得两个分力的大小分别为：F3＝Gsinθ，F4＝Gcosθ.所以挡板A、B所受两个小球压力之比为：F1∶F3＝1∶cosθ，斜面所受两个小球压力之比为：F2∶F4＝1∶cos2θ.答案：1∶cosθ　1∶cos2θ反思领悟：按力的作用效果将力进行分解的关键是能够结合实际情况，准确找到力的两个作用效果，依据力的作用效果确定出两个分力的方向．如图5－2－6所示，质量为m的物体用一轻绳悬挂在水平轻杆BC的端点上，C点由轻绳AC系住．已知AC与BC的夹角为θ，则轻绳AC上的拉力大小为多大？轻杆BC上的压力为多大？图5－2－6解析：取C点为研究对象，其受力如右图所示．可将G沿F1和F2的反方向按其作用效果进行分解，由三角形知识得：对力的分解的讨论思路分析：可将平行四边形定则演变、简化为三角形定则，利用三角形知识求解力的合成与分解问题．解析：如右图所示，由平行四边形定则可知，把分力F2平行移到对边位置，则分力F1、F2与合力F构成一个封闭三角形．反思领悟：要确定一个力的两个分力，一定要有分解条件．力的分解的求解方法一般是先根据已知条件作出示意图，然后利用平行四边形定则和三角形知识进行定量计算求解．由于力的分解具有多解性，所以在求解时应防止漏解的发生．把一个力F分解成两分力F1、F2，已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，则它的解的情况有几种？试对可能情况进行分析讨论．解析：本题采用图示法和三角形定则进行分析，从力F的端点O作出分力F1的方向，以F的另一端为圆心，用另一个分力F2的大小为半径作圆．若F2＜Fsinθ，圆与F1不相交，则无解，如图(a)所示；若F2＝Fsinθ，圆与F1相切，即只有一解，如图(b)所示；若F＞F2＞Fsinθ，圆与F1相割，可得两个三角形，应有两个解，如图(c)所示；若F2＞F，圆与F作用线相交于一点，可得一个三角形，还是一解，如图(d)所示．答案：三种，讨论见解析实际生活中力的分解根据实际情况进行力的分解的具体步骤如下：(1)先根据力的实际作用效果确定两个分力的方向．(2)再根据两个分力的方向和待分解力的大小作出力的平行四边形．(3)然后根据平行四边形或三角形的相关知识求出两个分力的大小和方向．创新拓展【典例3】假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大(如图5－2－7所示)，他先后做出过几个猜想，其中合理的是(　　)图5－2－7所A．刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B．在刀背上加上同样的力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C．在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D．在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大解析：把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图甲所示．当在刀背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力为F1、F2，使用中依靠这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知，这两个分力大小相等(F1＝F2)，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图乙所示．由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sinθ的值越小，F1和F2越大．但是，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要，所以做成前部较薄，后部较厚．使用时，用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等)，用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，俗话说：“前切后劈”，指的就是这个意思．故选项D正确．答案：D物体为什么会下落苹果为什么会往下掉？水为什么会往低处流？GAINIAN地面附近的物体由于地球吸引而受到的力。叫重力；也叫物重。钥匙会下落作业本也会下落熟透了的苹果同样会下落水由高处流向低处等等地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用1.重力：第五节：物体为什么会下落重力的符号：G重力是常见的一种力如右图（a），将勾码悬挂在铁架台的横杆上，待勾码静止时观察细线的位置。如右图（b），将铁架台倾斜一个角度，观察勾码静止时细线的位置。两图中细线都处于位置，这说明什么？竖直向下（a）(b)FANGXIAN2.重力方向：总是竖直向下。你可以用什么方法判断大楼是否竖直呢？YUANLI重力的方向的应用重垂线的工作原理是什么？重力的方向总是竖直向下。SHUIPINGYI你能用它来制作一个水平仪吗？讨论ZHONGXIN猜猜看：哪个是真？哪个是假？图1图23.重力的作用点是物体的重心：1、质量分布均匀、形状规则的物体：。几何中心如球体、正方体、粗细均匀的同 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的棒２．不均匀、不规则形状物体的重心怎么找？平衡法、悬吊法：把钢笔或粉笔放在一个手指上找出硬纸板的重心重心讨论：1、重心一定在物体上吗？2、不同的人重心一样吗？3、阿根廷人生活在地球的另一边，看起来是头朝下的，他们为什么不会掉下去。4.实验探究：影响重力的大小因素提出问题作出假设设计实验得出结论重力的大小究竟跟什么因素有关？重力的大小可能跟物体的质量有关。SHIYAN器材：一只弹簧秤、4只质量均为50克的钩码。过程：用所给的器材研究重力与质量之间的关系。把有关数据填入下表内。钩码数/只1234质量/千克重力/牛重力/质量(牛/千克)探究0.050.10.150.20.490.981.471.969.89.89.89.8G/m=gG=mgg的含义：在地球附近质量为1千克的物体受到的重力为9.8牛.G表示重力m表示质量g代表9.8牛/千克JISHUAN在不同星球上，物体所受的重力一样吗？质量会变吗?•某水平面上物体的质量为50千克，它所受的重力是多少牛？解：根据G=mg，可得：G=mg=50千克×9.8牛/千克=490牛答:该物体所受的重力为490牛。TUSHI练习：1、如下图，正确用力的图示表示斜面上物体受到6牛重力的是（）。DSHIZHONG练习：1、如果一切物体的重力都消失了，那么，下列现象将会发生的是（）A、水装在漏斗中可以做到滴水不漏；B、玻璃杯掷到墙上仍然完好无损。C、鸡毛和沙粒都可以悬浮在空气中。D、一切物体的质量都为零。2、桥头竖着如图所示的限重标志牌（t表示吨），它表示这座桥允许通过最重为牛的车AC1764003、如果一切物体受到的重力都消失了，那么，下列哪些现象将会发生？（）A.水装在漏斗里可以做到滴水不漏。B.玻璃杯掷到墙上仍然完好无损。C.鸡毛和沙粒都可悬浮在空气中。D.一切物体的质量都为零。AC质量重力区别概念单位性质是物体本身的属性地球施加物体的力测量工具方向变化与位置有关两者间的联系质量与重力的比较练习4：物体所含物质的多少物体由于地球吸引而受到的力千克牛顿天平弹簧测力计无竖直向下与位置有关物体受到的重力跟质量成正比。G=mg