教育专题:第三章相互作用5、力的分解课件(共32张).ppt

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1、赵州桥赵州桥1、拖拉机斜向上拉耙的力、拖拉机斜向上拉耙的力F产生了什么效果产生了什么效果?思考:思考:使耙使耙克服泥土阻力前进克服泥土阻力前进将耙将耙向上提向上提作用效果作用效果FF1、F2与与F对物体作用的对物体作用的效果相同效果相同力力F1、F2可以替代力可以替代力F,是力是力F的两个分力的两个分力2、这样的效果能否用两个力、这样的效果能否用两个力F1和和 F2来实现,来实现,方向怎样?方向怎样?F2F1 3.5 力力 的的 分分 解解1分力分力 分力是力分力是力的作用的作用效效果果的的等效等效替换替换,不,不是物体实是物体实际受到的际受到的力。力。一分力一分力一个力(一个力(F)作用在一

2、个物体上所产生的效果可以跟)作用在一个物体上所产生的效果可以跟几个力(几个力(F1、F2)同时作用在该物体所产生的效果相)同时作用在该物体所产生的效果相同,同,从效果上就可以用那几个力(从效果上就可以用那几个力(F1、F2)来代替原)来代替原来的力(来的力(F)。那几个力就叫做这个力的分力。那几个力就叫做这个力的分力。vFF1F2等效等效FFF1F2一、力的分解法则一、力的分解法则1、力的分解是力的合成的、力的分解是力的合成的逆运算逆运算2、力的分解同样遵守、力的分解同样遵守平行四边行定则平行四边行定则FF1F2分力分力F1、F2合力合力F力的合成力的合成力的分解力的分解 把一个已知力把一个已

3、知力F F作为平行四边形的对角线作为平行四边形的对角线,那么与力那么与力F F共点的平行四边形的两个共点的平行四边形的两个邻边邻边邻边邻边,就表示力就表示力F F的两个的两个分力分力分力分力.注意注意:几个分力与原来那个力是等效的几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替,它们可以互相代替,并非同时并存并非同时并存并非同时并存并非同时并存!二、力的分解有确定解的几种情形二、力的分解有确定解的几种情形1 1、已知合力和两个分力的方向,求两个分力、已知合力和两个分力的方向,求两个分力的大小的大小 例:已知合力例:已知合力F=10NF=10N,方向方向正东。它的其中一个分力正东。它的其中一个分力

4、F F1 1方方向向东偏南向向东偏南60600 0,另一个分力,另一个分力F F2 2方向向东偏北方向向东偏北30300 0,求,求F F1 1 F F2 2的大的大小?小?唯一解唯一解2 2、已知合力和一个分力的大小、方向、已知合力和一个分力的大小、方向,求另一分力的大小和方向。求另一分力的大小和方向。例:已知合力例:已知合力F=10N,方向正东。它方向正东。它 的其中一个分力的其中一个分力F1=10N,方向正方向正 南,求南,求F的另一个分力的另一个分力F2唯一解唯一解3、已知合力、已知合力F、一个分力一个分力F1的大小及另一个的大小及另一个分力分力F2的方向,求的方向,求F1的方向和的方

5、向和F2的大小的大小例:已知合力例:已知合力F=10N,方向正东。它的其中一方向正东。它的其中一个分力个分力F1方向向东偏北方向向东偏北300,另一个分力,另一个分力F2的大小为的大小为 8 N,求,求F1大小和大小和F2的方向,有几的方向,有几个解?个解?两解两解 若另一个分力若另一个分力F2的大小为的大小为5 N,如何?如何?唯一解唯一解 若另一个分力若另一个分力F2的大小为的大小为4 N,如何?如何?无解无解可能一解、可能两解、可能无解4、若没有其它限制,同一个力可以分解、若没有其它限制,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。为无数对大小、方向不同的分力。FF1F2F3F4F5F

6、6x x2 2矢量矢量:既有:既有大小大小又有又有方向方向,相加时遵从,相加时遵从平平行四边形定则(或三行四边形定则(或三角形定则)角形定则)的物理量的物理量标量标量:只有:只有大小大小没有方向,求和没有方向,求和时按照时按照算术法则算术法则相加的物理量相加的物理量三三角角形形定定则则三角形定则与平行四三角形定则与平行四边形定则实质一样边形定则实质一样C CA AB B把两个矢量首尾把两个矢量首尾相接从而求出合相接从而求出合矢量的方法叫做矢量的方法叫做三角形定则三角形定则x x1 1x x合矢量合矢量分矢量分矢量另一另一分矢分矢量量一个物体的速度一个物体的速度V1在一小段时间内发在一小段时间内

7、发生了变化,变成了生了变化,变成了V2,你能根据三角你能根据三角形定则找出变化量形定则找出变化量V吗?吗?V1V2V说一说说一说1、一个水平向右的、一个水平向右的80N的力分的力分解为两个分力,一个分力竖直向解为两个分力,一个分力竖直向下大小为下大小为60N,求另一个分力的,求另一个分力的大小和方向。大小和方向。F0F1F22、有一个力大小为、有一个力大小为100N,将它分解为两个力,将它分解为两个力,已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为30。那么,它的另一个分力的最小值是。那么,它的另一个分力的最小值是 N,与该力的夹角为,与该力的夹角为 。5060

8、30 按力所产生的按力所产生的实际作用效果实际作用效果进行分解进行分解确定分力原则确定分力原则例如:重力例如:重力效果一:使物体沿斜面下滑效果一:使物体沿斜面下滑效果二:使物体紧压斜面效果二:使物体紧压斜面体会重力的作用效果 请同学们做一个游戏请同学们做一个游戏 两个同学一组,其中一两个同学一组,其中一位同学的手放在腰部,撑起位同学的手放在腰部,撑起两臂,另外一位同学用力压两臂,另外一位同学用力压他的肘,感受压力的作用效他的肘,感受压力的作用效果。果。ABC 拱桥拱桥F1F2G我们取石拱桥上面的石块进行分析,就会发现拱桥上面我们取石拱桥上面的石块进行分析,就会发现拱桥上面物体的重力压在上对施加

9、向下压力由于是楔形不物体的重力压在上对施加向下压力由于是楔形不能向下移动,只能挤压相邻的、能向下移动,只能挤压相邻的、FFF1F2GF2F1GG2G1GF2F1FFaFbabFF1F2 按效果分解的基本思路按效果分解的基本思路力力的的效效果果两两分分力力方方向向由由平平行行四四边边形形定定则则求求解解作图法作图法计算法计算法 例例1:一质量为一质量为200kg的物体,置于倾角为的物体,置于倾角为300的的斜面上,求物体所受到重力沿斜面和垂直于斜面斜面上,求物体所受到重力沿斜面和垂直于斜面方向的分力。方向的分力。GG1G2解:把重力解:把重力G分解为沿斜面的分解为沿斜面的分力分力G1和垂直于斜面

10、的分力和垂直于斜面的分力G2,如图所示如图所示由几何关系可知由几何关系可知沿斜面分力沿斜面分力垂直斜面分力垂直斜面分力实际对力进行分解时,为便于计算,实际对力进行分解时,为便于计算,常常将力沿两互相垂直的方向分解常常将力沿两互相垂直的方向分解。此为此为正交分解法正交分解法FxFyFy=FSin=50Nx方向的分力方向的分力Fx=FCos=0 xyy方向的分力方向的分力30F附附:力力的的正正交交分分解解把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫做力的正交分解法。法叫做力的正交分解法。y y y yx x x xF F1x1xF F1y1yF Fx x =F=F

11、1x1x+F+F2x2x+F+F3x3x+F Fy y =F=F1y1y+F+F2y2y+F+F3y3y+F F3x 3x=F=F3 3F F3y 3y=0=0F=FF=Fx x2 2+F+Fy y2 2坐标的选取:原则上是任意的,实际问题坐标的选取:原则上是任意的,实际问题中,让尽可能多的力落在这个方向上,这中,让尽可能多的力落在这个方向上,这样就可以尽可能少分解力。样就可以尽可能少分解力。F F1 1F F2 2F F3 3F F2y2yF F2x2xF1F2F3xyOF2yF1yF3yF3xF1xF2X例:三个力例:三个力F1、F2与与F3共同作用共同作用在在O点。如图点。如图,该如何正

12、交分解该如何正交分解?【例例1】木木箱箱重重600 N,放放在在水水平平地地面面上上,一一个个人人用用大大小小为为200 N与与水水平平方方向向成成30向向上上的的力力拉拉木木箱箱,木木箱箱沿沿地地平平面面匀匀速速运运动动,求木箱受到的摩擦力和地面所受的压力。求木箱受到的摩擦力和地面所受的压力。F30FGFfFNF1F2 解:解:画出物体受力图,如图所示画出物体受力图,如图所示。把力把力F 分解为沿水平方向的分力分解为沿水平方向的分力F 和沿竖直方向的分力和沿竖直方向的分力F 。21 由于物体在水平方向和竖由于物体在水平方向和竖直方向都处于平衡状态,所直方向都处于平衡状态,所以以FGFfFNF

13、1F2MGT1T2ON370530T练习练习2: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,易知物体对悬点上,易知物体对悬点O的拉力的拉力T等于物体所等于物体所受的重力受的重力G。如图所示,怎样把力如图所示,怎样把力T按其作用按其作用效果分解效果分解?它的两个分力的大小、方向如何?它的两个分力的大小、方向如何?(sin370=0.6,cos370=0.8)370TOMTON2.斜面上静止一物体斜面上静止一物体,物体物体质量为质量为m,求物体和斜面的求物体和斜面的摩擦力和斜面对物体的支摩擦力和斜面对物体的支持力持力.若物体沿斜面匀速下若物体沿斜面匀速下滑滑,物体受到的摩擦力和动物体受到的摩擦力和动摩擦因数摩擦因数.300300GG2fN300G1=GsinG2=Gcos由二力平衡由二力平衡:G1(1)N=G1=Gsin=mgsinf=G2=Gcos=mgcos(2)物体匀速下滑物体匀速下滑,仍平衡仍平衡.N=G1=Gcos=mgcosf=G2=Gsin=mgsinf=N=mgcosmgsin=N=mgcos

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