高中物理《力的分解》

1、 第三章第三章 相互作用相互作用 力力 的的 分分 解解高中物理力的分解1 1 什么是合力什么是合力. .2 2 什么是力的合成什么是力的合成3 3 力的合成運(yùn)算法則：力的合成運(yùn)算法則：復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) ：以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形形, ,這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。的大小和方向。F F1 1F F2 2oF平行四邊形定則平行四邊形定則高中物理力的分解合力合力F F分力分力F F1 1和和F F2 2 等效替代等效替代一、力的分解一、力的分解 求一個已知力的分力的過程叫做力的分解。求一個已知力的分力的過

2、程叫做力的分解。二、力的分解二、力的分解 平行四邊形定則平行四邊形定則力的分解是力的合成的逆運(yùn)算力的分解是力的合成的逆運(yùn)算合合 成成分分 解解高中物理力的分解F如果沒有其它限制，對于同一條對角線，如果沒有其它限制，對于同一條對角線，可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形高中物理力的分解高中物理力的分解F2cos1FFFsin2FF F1例例1 1：放在水平地面上的物體受到一個斜：放在水平地面上的物體受到一個斜向上方的拉力向上方的拉力F F的作用的作用,F,F與水平方向成與水平方向成角角, ,如圖所示如圖所示. .怎樣把力怎樣把力F F分解分解? ?它的兩個分它的兩個分力的

3、大小、方向如何？力的大小、方向如何？按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解高中物理力的分解能解決什么問題能解決什么問題G1G2思考：隨著斜面的傾角思考：隨著斜面的傾角G1 G2如何變化？如何變化？高中物理力的分解高中物理力的分解 練習(xí)練習(xí) 光滑小球靜止在斜面和擋板之光滑小球靜止在斜面和擋板之間，小球所受的重力為間，小球所受的重力為G,求小球?qū)跚笮∏驅(qū)醢搴托泵娴膲毫Α０搴托泵娴膲毫?。F1/G = tan F1=G tan G/F2 = cos F2 = G/ cos GF1F2高中物理力的分解 例例3.如圖所示，懸掛物體的重力為如圖所示，懸掛物體的重力為G，桿重不計(jì)

4、，繩子桿重不計(jì)，繩子OA與桿與桿OB的夾的夾 角為角為，求，求OA繩子和桿繩子和桿 OB所受到的力所受到的力OABGG1G2高中物理力的分解?(練習(xí)：在一根細(xì)線上用輕練習(xí)：在一根細(xì)線上用輕質(zhì)掛鉤懸掛一重為質(zhì)掛鉤懸掛一重為G G的物的物體，掛鉤與細(xì)線之間的摩體，掛鉤與細(xì)線之間的摩擦忽略不計(jì)。已知細(xì)線所擦忽略不計(jì)。已知細(xì)線所成的張角為成的張角為，求細(xì)線的，求細(xì)線的張力為多大？張力為多大？(1cos22GF12GT = T =2cos212TT11TF22TF12GF = F =2cos2高中物理力的分解四兩可以撥千斤四兩可以撥千斤高中物理力的分解斧斧思考與討論思考與討論 為什么為什么刀刃的夾角越小

5、刀刃的夾角越小（刀刃越?。┰戒h（刀刃越薄）越鋒利？利？高中物理力的分解 如圖所示，繩子如圖所示，繩子MO與與NO所能承受的最大所能承受的最大拉力相同，長度拉力相同，長度MONO，則在不斷增加，則在不斷增加重物重物G的重力過程中（繩的重力過程中（繩OG不會被拉斷）不會被拉斷） （ ） A、ON先被拉斷先被拉斷 B、OM先被拉斷先被拉斷 C、OM和和ON同時被拉斷同時被拉斷 D、無法確定哪條繩子先被拉斷、無法確定哪條繩子先被拉斷GOMNNGG1G2A高中物理力的分解合力合力F F分力分力F F1 1和和F F2 2合成合成分解分解 等效替代等效替代一、力的分解一、力的分解 求一個已知力的分力的過程

6、叫做力的分解求一個已知力的分力的過程叫做力的分解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算力的分解是力的合成的逆運(yùn)算 二二.力的分解原則力的分解原則 （按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解）（按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解） 三、力的分解三、力的分解 方法方法 平行四邊形定則平行四邊形定則 （矢量運(yùn)算法則）（矢量運(yùn)算法則）高中物理力的分解什么是力的分解什么是力的分解1合力合力F F分力分力F F1 1和和F F2 2合成合成分解分解等效替代等效替代高中物理力的分解圖甲GF2F1圖甲的受力圖圖乙FF1F2圖乙的受力圖高中物理力的分解力的正交分解力的正交分解 （1）力的正交分解法：把力沿著兩個選）力的正交分解法：把

7、力沿著兩個選定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。解法。 （2）正交分解的原理：一條直線上的兩個或兩個以上的力）正交分解的原理：一條直線上的兩個或兩個以上的力,其其合力可由代數(shù)運(yùn)算求得合力可由代數(shù)運(yùn)算求得. 當(dāng)物體受到多個力作用當(dāng)物體受到多個力作用,并且這幾個力并且這幾個力只共面不共線時只共面不共線時, 其合力用平行四邊形定則求解很不方便其合力用平行四邊形定則求解很不方便, 為為此建立一個直角坐標(biāo)系此建立一個直角坐標(biāo)系, 先將各力正交分解在兩條互相垂直的先將各力正交分解在兩條互相垂直的坐標(biāo)軸上坐標(biāo)軸上, 分別求出兩個不同方向的合力分別求出兩個不同方向的合

8、力Fx和和Fy, 然后可以然后可以由由 , 求合力。求合力。22yxFFF 高中物理力的分解 一個物體受到四個力的作用，已知一個物體受到四個力的作用，已知F1=1N，方向正東；，方向正東；F2=2N，方向東偏，方向東偏北北600，F(xiàn)3= N，方向西偏北，方向西偏北300；F4=4N，方向東偏南，方向東偏南600，求物體所受，求物體所受的合力。的合力。33F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600高中物理力的分解F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600yyyyFFFF432 xxxxFFFFF4321 )(2/122/331160

9、cos430cos3360cos21000N )(2/33222/33360sin430sin3360sin2000N 高中物理力的分解2/3Fy= NFx = -1/2 NF =1NxyNFFFyx1)2/1()2/3(2222 32/12/3tan xyFF 060 高中物理力的分解如圖所示，電燈的重力為如圖所示，電燈的重力為G G，OAOA繩與頂板繩與頂板間的夾角為間的夾角為4545度，度，0B0B繩子水平，則繩子水平，則0A0A繩繩所受的拉力所受的拉力F F1 1是多少？是多少？OBOB繩所受的拉力繩所受的拉力F F2 2是多少？是多少？ 高中物理力的分解 質(zhì)量為質(zhì)量為m的木箱在拉力的

10、木箱在拉力F的作用下，在水平地的作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動，如圖所示，已知木箱與地面面上做勻速運(yùn)動，如圖所示，已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為間的動摩擦因數(shù)為，那么物體受到的滑動摩，那么物體受到的滑動摩擦力應(yīng)為擦力應(yīng)為 （ ） A.mg B. (mg+F sin) C. (mg-F tan) D. FcosFD高中物理力的分解如圖示，將質(zhì)量分布均勻、重為如圖示，將質(zhì)量分布均勻、重為G G、半、半徑為徑為R R的光滑圓球用長度也為的光滑圓球用長度也為2R2R的細(xì)繩拴在的細(xì)繩拴在豎直墻壁上要求得繩子對球的拉力豎直墻壁上要求得繩子對球的拉力F FT T和墻和墻對球的支持力對球的支持力F FN N，

11、通常有力的合成、力的分，通常有力的合成、力的分解和正交分解三種方法請你：解和正交分解三種方法請你：(1)(1)畫出這三種求解方法的力的示意圖在畫出這三種求解方法的力的示意圖在力的合成方法中，要說明合力是哪兩個力的力的合成方法中，要說明合力是哪兩個力的合力，在力的分解中，請對重力進(jìn)行分解合力，在力的分解中，請對重力進(jìn)行分解(2)(2)從三種方法中任選一種方法，從三種方法中任選一種方法，解出繩子對球的拉力解出繩子對球的拉力FT和墻對球和墻對球的支持力的支持力F F 的大小的大小高中物理力的分解 如圖所示，重量為如圖所示，重量為G的物體的物體A，用與豎，用與豎直線直線角角的力的力F 推著靠在豎直的動

12、摩擦因推著靠在豎直的動摩擦因數(shù)為數(shù)為的墻壁上，若物體恰好能沿墻壁勻的墻壁上，若物體恰好能沿墻壁勻速下滑，求推力的大小。速下滑，求推力的大小。GFf cosGNFf sinFN Nf GFF cossin cossin GF水平方向合力為零水平方向合力為零豎直方向合力為零豎直方向合力為零高中物理力的分解F1氫氣球重為氫氣球重為10N10N，所受空氣浮力為，所受空氣浮力為16N16N，由，由于受水平風(fēng)力于受水平風(fēng)力F F作用，使系氫氣球的繩子作用，使系氫氣球的繩子和地面成和地面成6060度角，如圖所示，求：度角，如圖所示，求：（1 1）繩子的拉力）繩子的拉力F F；（2 2）氣球受到的水平風(fēng)力）氣

13、球受到的水平風(fēng)力F F1 1。高中物理力的分解 質(zhì)量為質(zhì)量為m的物塊，放在質(zhì)量為的物塊，放在質(zhì)量為M的斜面的斜面體上，如圖所示。當(dāng)在物塊體上，如圖所示。當(dāng)在物塊m上施加一個上施加一個水平力水平力F, 且且F由零逐漸加大到由零逐漸加大到 Fm 的過程的過程中，物塊和斜面體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。中，物塊和斜面體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。 在此在此過程中，下列判斷正確的是過程中，下列判斷正確的是 （ ） A. 斜面體對物塊斜面體對物塊m的支持力逐漸增大的支持力逐漸增大 B. 斜面體對物塊斜面體對物塊m的支持力不變的支持力不變 C. 地面對斜面體的支持力逐漸增大地面對斜面體的支持力逐漸增大 D. 地面對斜面體的支持力

14、保持不變地面對斜面體的支持力保持不變高中物理力的分解平行四邊形定則平行四邊形定則F1F2FF1F2F三角形定則三角形定則F1F2F或提示：一般情況下，矢量可以平移提示：一般情況下，矢量可以平移高中物理力的分解ABC把兩個矢量首尾相接從把兩個矢量首尾相接從而求出合矢量，這個方而求出合矢量，這個方法叫做法叫做。矢量和標(biāo)量：矢量和標(biāo)量：1矢量：矢量：在物理學(xué)中，有大小在物理學(xué)中，有大小,有方向有方向,又遵又遵守平行四邊形定則的物理量叫做矢量守平行四邊形定則的物理量叫做矢量2標(biāo)量：標(biāo)量：在物理學(xué)中，只有大小、沒有方在物理學(xué)中，只有大小、沒有方向的物理量叫做標(biāo)量向的物理量叫做標(biāo)量高中物理力的分解說一說說

15、一說一個物體的速度一個物體的速度v1在一段時間內(nèi)發(fā)生在一段時間內(nèi)發(fā)生了變化了變化,變成了變成了v2,你能根據(jù)三角形定則你能根據(jù)三角形定則找出變化量找出變化量v嗎嗎?v1v2 v高中物理力的分解 如圖所示，繩長如圖所示，繩長AB=8m，輕桿，輕桿BC=12m，墻上的兩固定點(diǎn)墻上的兩固定點(diǎn)AC=15m，所掛物體的重量，所掛物體的重量G=60N。求繩受到的拉力與桿受到的壓力。求繩受到的拉力與桿受到的壓力。GFACAB1 ABCGF1F2由力三角形由力三角形BF1G和幾何三角形和幾何三角形ABC相似，則有：相似，則有：GFACBC2 NNGACABF32601581 NNGACBCF486015122

16、 高中物理力的分解（1）已知一個力（合力）和兩個力的方向，）已知一個力（合力）和兩個力的方向，F(xiàn)OMNF1F2（2）已知合力的大小和方向，兩個分）已知合力的大小和方向，兩個分力的大小力的大小3. 3. 力分解唯一性條件的討論：力分解唯一性條件的討論：兩個分力的大小兩個分力的大小有惟一確定值，有惟一確定值，即可求得惟一即可求得惟一的一對分力。的一對分力。高中物理力的分解（4） 已知一個力已知一個力(合力合力)和一個和一個分力的方向分力的方向, 另一個分力有另一個分力有無數(shù)解，且具有最小值。無數(shù)解，且具有最小值。OFF1F2（3）已知合力的大小和方向，另一）已知合力的大小和方向，另一個分力的大小和

17、方向個分力的大小和方向OFF2F1高中物理力的分解（4）已知合力）已知合力F 和分力和分力F1的方向與分力的方向與分力F2的大小，可作的大小，可作如下討論：如下討論： （1）當(dāng)當(dāng)900時：時： 當(dāng)當(dāng)F2F sin，F(xiàn)1、F2和和F 不能構(gòu)成閉合三角形不能構(gòu)成閉合三角形, 說說明無解，即這種情形下不能將明無解，即這種情形下不能將F分解為分解為F1和和F2一對分力一對分力 當(dāng)當(dāng)F2=F sin， F1=F cos，只有一對確定的分力，只有一對確定的分力 當(dāng)當(dāng)F2F ， F1、F2和和F 構(gòu)成惟一的三角形，構(gòu)成惟一的三角形， 即每一即每一個大小確定的個大小確定的F2對應(yīng)惟一確定的對應(yīng)惟一確定的F1。

18、 當(dāng)當(dāng)F sin F 2 F 有惟一解，有惟一解， F2 F 無解無解高中物理力的分解F1的方向的方向F1F2FF1F2FF1的方向的方向F1F2FF1F2高中物理力的分解（5）已知合力和兩個分力的大小。）已知合力和兩個分力的大小。 如已知合力如已知合力F 和兩個分力大小分別為和兩個分力大小分別為F1、F2， 當(dāng)當(dāng)F1 +F2 F 時，有兩解，如圖所示，大小確定的時，有兩解，如圖所示，大小確定的 F1和和F2可構(gòu)成兩個三角形，一對分力中的可構(gòu)成兩個三角形，一對分力中的F1與另一與另一 對分力中的對分力中的F2大小相同，方向不同。大小相同，方向不同。F2F2F1F1FF高中物理力的分解2.2.已知合力和一個分力的大小和方向已知合力和一個分力的大小和方向 有唯一解有唯一解三、有條件限制的力的分解：三、有條件限制的力的分解：1.1.已知兩分力的方向來分解力（力的方向按力所已知兩分力的方向來分解力（力的方向按力所 產(chǎn)生的實(shí)際作用效果來確定）有唯一解產(chǎn)生的實(shí)際作用效果