2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力第4节力的合成和分解(15)课件

1、力的合成和分解 一、力的分解1. 它的分力 2. 逆运算 平行四边形 3. 实际作用效果 二、矢量相加的法则1. 首尾相接 2 平行四边形定则(或三角形定则) 算术法则 一. 力的分解答案【问题设计】王昊同学假期里去旅游,他正拖着行李箱去检票,如图所示王昊对箱子有一个斜向上的拉力,这个力对箱子产生了什么效果？对箱子斜向上的拉力产生了两个效果：水平方向使箱子前进, 竖直方向将箱子向上提起【要点提炼】1力的分解的运算法则：_2力的效果分解法(1)根据力的_确定两个分力的方向(2)根据_作出力的平行四边形(3)利用_解三角形,分析、计算分力的大小平行四边形定则实际作用效果两个分力的方向数学知识3力的

2、分解的讨论(1)如果没有限制,一个力可分解为_对大小、方向不同的分力(2)有限制条件的力的分解已知合力和两个分力的方向时,有唯一解(如图所示)已知合力和一个分力的大小和方向时,有唯一解(如图所示)无数(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时,若F与F1的夹角为,有下面几种可能当Fsin F2F 时,有两解,如图甲所示当F2Fsin 时,有唯一解,如图乙所示当F2F时,有一解,如图丁所示二 . 力的正交分解答案【问题设计】如图甲所示,在一个直角木支架上,用塑料垫板做斜面将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上(如图乙),观察塑料垫板和橡皮筋的形变(1)小车重力对斜面和橡皮筋产生了哪

3、些作用效果？如果没有小车重力的作用,还会有这些作用效果吗？使小车压紧斜面 使小车沿斜面下滑,拉伸橡皮筋 不会二 . 力的正交分解答案【问题设计】如图甲所示,在一个直角木支架上,用塑料垫板做斜面将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上(如图乙),观察塑料垫板和橡皮筋的形变(2)请沿斜面方向和垂直于斜面方向将重力分解【要点提炼】正交分解法1正交分解的目的：当物体受到多个力作用,并且这几个力只共面不共线时,其合力用平行四边形定则求解很不方便,为此先将各力正交分解,然后再合成2正交分解法求合力的步骤(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,直角坐标系x 轴和y 轴的选择应使_的力在坐标轴上(

4、2)正交分解各力,即将每一个不在_的力分解到x 轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图所示(3)分别求出x 轴、y 轴上各分力的矢量和,即：Fx_Fy_(4)求共点力的合力：合力大小F ,合力的方向与x 轴的夹角为,则tan Fy/Fx.F1xF2xF3x尽量多坐标轴上F1yF2yF3y三 .矢量相加的法则1.三角形定则(1)内容：如图所示,把两个矢量首尾相接,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,这就是矢量相加的三角形定则 2矢量和标量(1)矢量相加时遵从_(2)标量相加时按照_始端末端平行四边形定则(或三角形定则)算术法则解析一、按力的作用效果分解例1：如图所

5、示,轻杆与柱子之间用铰链连接,杆的末端吊着一个重为30 N的物体,轻绳与水平轻杆之间的夹角为30,求轻绳和杆各受多大的力？ 重物对O点的拉力FG,产生两个作用效果：一个是沿绳方向拉轻绳,一个是沿杆方向压杆F=GF1F2由图中几何关系：二、有限制条件的力的分解例2：按下列两种情况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力(1)一个分力在水平方向上,并等于240 N,求另一个分力的大小和方向解析F=180NF1F2力的分解,如图所示：FF2F1（二、有限制条件的力的分解例2：按下列两种情况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力(2)一个分力在水平方向上,另一个分力与竖直方向的夹角为30斜向

6、下(如图所示),求两个分力的大小 F=180N解析F1F2力的分解,如图所示：三、力的正交分解法例3：拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图:所示)设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为,重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为.若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小 解析对拖把进行受力分析,如图GFFfFN匀速移动合外力为0三、力的正交分解法例3：,求推拖把的力的大小 解析GFFfFNxyF1力的分解：已知一个力求它的分力的过程力的分解遵循平行四边形定则2力的分解有唯一解的条件(1)已知两个分力的方向(2)

7、已知一个分力的大小和方向3力的分解方法(1)按力的实际作用效果分解(2)正交分解法以共点力的作用点为原点建立直角坐标系(让尽量多的力在坐标轴上),把不在坐标轴上的力分解到x 轴、y 轴上,然后分别求出x 轴和y 轴上的合力Fx和Fy,则共点力的合力大小F = ,合力方向与x 轴夹角为,tan 4矢量相加的法则平行四边形定则、三角形定则解析1.(按力的作用效果分解)在图中,AB、AC 两光滑斜面互相垂直,AC与水平面成30.如把球O的重力G 按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为() AGF2F12(有限制条件的力的分解)甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO方向航行,甲用1000 N的力拉绳子,方向如图所示,要使船沿OO方向航行,乙的拉力最小值为()A500 N B500 NC1 000 N D400 N解析B乙有无数解只有一解当乙拉船的力的方向垂直于OO时,乙的拉力F乙最小 F乙minF甲sin 30 500 N 3(正交分解法)如图所示,放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B,并