高中物理第三章研究物体间的相互作用第四节力的合成与分解讲义省公开课一等奖新名师获奖课件

第四节了解教材新知把握热点考向应用创新演练第三章知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三知识点三1/592/593/591．两个力合成时，假如用表示两个共点力线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间对角线就表示协力大小和方向。这个法则叫做力平行四边形定则。2．在平行四边形中，两条邻边表示分力大小和方向，这两条邻边所夹对角线表示协力大小和方向。4/595/596/59[自学教材]假如用表示两个共点力线段为

作一个平行四边形，则这两个邻边之间

就表示协力大小和方向，这就是力平行四边形定则。对角线邻边7/59[重点诠释]协力与分力间大小关系当两分力F1、F2大小一定时：(1)两力同向时协力最大：F＝F1＋F2，方向与两力同向。(2)两力方向相反时，协力最小：F＝|F1－F2|，方向与两力中较大力同向。8/59图3－4－1(3)两力成某一角度θ时，如图3－4－1所表示，三角形AOC每一条边对应一个力，由几何知识可知：两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，即|F1－F2|＜F＜F1＋F2。所以协力大小范围是：|F1－F2|＜F＜F1＋F2。9/59(4)夹角θ越大，协力就越小。(5)协力能够大于、等于两分力中任何一个力，也能够小于两分力中任何一个力。10/591．两个共点力大小分别为F1＝15N，F2＝8N，它们协力不可能等于 ()A．9N B．25NC．8N D．21N解析：大小为15N和8N共点力协力大小范围为7N≤F≤23N，故25N不可能是其协力大小，答案为B。答案：B11/5912/59[自学教材](1)力合成：已知

求

过程叫做力合成。力合成恪守

。(2)计算协力两种方法：①

；②

。分力协力力平行四边形定则作图法计算法13/59[重点诠释]1．作图法要选取统一标度，严格作出力图示以及平行四边形，用统一标度去度量作出平行四边形对角线，求出协力大小，再量出对角线与某一分力夹角，求出协力方向。14/59图3－4－22．计算法设共点力F1、F2夹角为θ，作出力合成示意图(如图3－4－2所示)，则F大小等于OC长度所对应力大小，F方向与F1成α角。由图可看出，OC是平行四边形OACB一条对角线，OC又是三角形OAC一条边。可见，一旦作出了力合成示意图，就将求解协力物理问题转化成数学几何问题了。15/5916/59图3－4－317/5918/592．一个物体受两个力作用，力F1＝40N，方向向东，力F2＝30N，方向向北，求这两个力协力。19/59答案：50N东偏北37°20/5921/59[自学教材]1．分解多解性一个力分解为两个分力解不是唯一，假如没有限制，同一个力可分解为

对大小和方向都不一样分力。无数22/592．分解实效性在对一个力进行分解时，并不是任意，普通先依据力

来确定分力方向，再依据平行四边形定则来计算分力大小。作用效果23/59[重点诠释]24/59(2)下面表格是依据重力作用效果进行分解。实例分析质量为m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F1作用；二是使物体垂直压紧斜面，相当于分力F2作用。F1＝mgsinα，F2＝mgcosα。25/5926/5927/5928/5929/592．正交分解法求解三个或三个以上力合成时，可先将力分解为同向、反向或垂直方向分力，将矢量运算转化为代数运算求力合成。这么“分解”目标是为了更方便“合成”。30/59图3－4－4(1)步骤：①建立坐标系：以共点力作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴选择应使尽可能多力落在坐标轴上；②正交分解各力：将每一个不在坐标轴上力分解到x轴和y轴上，并在图上注明，用符号Fx和Fy表示，如图3－4－4所表示；31/59③在图上标出力与x轴或力与y轴夹角，然后列出Fx、Fy数学表示式，与两轴重合力不需要分解；④分别求出x轴、y轴上各力分力协力，即：Fx＝F1x＋F2x＋…Fy＝F1y＋F2y＋…32/59图3－4－533/593．将一个竖直向下40N力分解为两个力，其中一个分力方向水平，大小为30N，那么另外一个分力大小为 ()A．50N B．40NC．30N D．10N34/59答案：A35/5936/5937/59[例1]横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10kg重物，∠CBA＝30°，如图3－4－6所表示，则滑轮受到绳子作用力为多少？(g取10N/kg)图3－4－638/59[审题指导](1)同一根绳上拉力大小处处相等。(2)滑轮受到绳子作用力有两个，拉力方向沿绳。39/59[解析]题中横梁末端是滑轮，致使绳中张力处处相等。以滑轮为研究对象，如图所表示，悬挂重物绳张力T＝mg＝100N，故小滑轮受到绳作用力沿BC、BD方向，大小都是100N，∠CBD＝120°，∠CBF＝∠DBF＝60°，即△CBF是等边三角形，故F＝100N。[答案]100N40/59图3－4－71.如图3－4－7所表示，物体受到大小相等两个拉力作用，每个拉力都是20N，夹角是60°，求这两个力协力。41/5942/59答案：34.6N，方向沿F1与F2夹角平分线。43/5944/59[例2]如图3－4－8所表示，重力为G物体放在倾角为α光滑斜面上，分别被垂直斜面挡板如甲图和竖直放置挡板如乙图挡住。试对两个图中物体重力依据力作用效果进行分解，作出示意图，并求出两分力大小。图3－4－845/59[解析]分解示意图如图所表示，甲图中两分力大小分别为[思绪点拨]两种情况，物体对挡板和斜面有弹力作用，按力作用效果进行分解。G1＝Gsinα，G2＝Gcosα。乙图中两分力大小分别为：G1′＝Gtanα，G2′＝G/cosα。[答案]看法析46/59[借题发挥]对于一个确定物体所受力进行分解时思绪：(1)先依据力实际作用效果确定两个实际分力方向；(2)再依据两个实际分力方向画出平行四边形；(3)依据力平行四边形定则和所学数学知识求出两分力大小和方向。47/59上例题图3－4－8乙中，在把挡板由竖直位置绕下端在竖直面内迟缓转到水平位置过程中，重力在垂直挡板方向上分力大小怎样改变？解析：作这一过程中重力分解如图所表示，由图可知，G1先减小后增大。答案：重力在垂直挡板方向上分力先减小后增大。48/5949/59[例3]如图3－4－9所表示，重为500N人经过跨过定滑轮轻绳牵引重为200N物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止，不计滑轮与绳摩擦，求地面对人支持力和摩擦力大小。图3－4－950/59[思绪点拨]51/59[解析]人与重物静止，所受协力皆为零，对重物分析得，绳张力F1＝200N，人受四个力作用，可将人所受绳拉力正交分解，如图所表示。F1水平分力：F1x＝F1cos60°＝100N，52/59[答案]326.8N100N53/59[借题发挥]对正交分解法了解(1)“建系”标准：为了简化问题，应使尽可能多力落在坐标轴上；当物体在某一方向上有显著不平衡或有加速度，应考虑将这一方向落在坐标轴上。54/59(2)适用情况：力正交分解法是最惯用处理力学问题方法。当物体受多个力作用时，惯用正交分解法进行力运算。55/59图3－4－102．如图3－4－10所表示，质量为m物体在恒力F作用下沿天花板做匀速直线运动，物体与天花板间动摩擦因数为μ，则物体受到摩擦力大小为()56/59①Fsinθ②Fcosθ③μ(Fsinθ－mg)④μ(mg－Fsinθ)A．①③ B．②③C．①④ D．②④57/59解析：先对物体进