力的合成與分解（課堂PPT）

1、1力的合成與分解力的合成與分解東江中學(xué)高三物理備課組東江中學(xué)高三物理備課組20112011年年9 9月月2本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)要注重下面幾點(diǎn)要點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)要注重下面幾點(diǎn)要點(diǎn)體現(xiàn)等效思想；體現(xiàn)等效思想；重視實(shí)驗(yàn)探究；重視實(shí)驗(yàn)探究；加強(qiáng)動(dòng)手操作；加強(qiáng)動(dòng)手操作；注意實(shí)際應(yīng)用。注意實(shí)際應(yīng)用。3本節(jié)內(nèi)容提要本節(jié)內(nèi)容提要1.1.合力與分力、合成與分解的概念。合力與分力、合成與分解的概念。2.2.力的運(yùn)算法則力的運(yùn)算法則3.3.合力的范圍及大小計(jì)算合力的范圍及大小計(jì)算4.4.力的分解方法力的分解方法5.5.力的正交分解法力的正交分解法 1 1、力的等效替代：力的等效替代：一個(gè)力產(chǎn)生的一個(gè)力產(chǎn)生的效果效果如果能跟幾

2、個(gè)力如果能跟幾個(gè)力共同作用在物體上時(shí)產(chǎn)生的共同作用在物體上時(shí)產(chǎn)生的效果相同效果相同，這一個(gè)力就叫，這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的做那幾個(gè)力的合力合力，這幾個(gè)力叫做這一個(gè)力的，這幾個(gè)力叫做這一個(gè)力的分力分力。 2 2、求幾個(gè)力的合力的過(guò)程或方法，叫做力的合成、求幾個(gè)力的合力的過(guò)程或方法，叫做力的合成 3 3、求一個(gè)力的分力的過(guò)程或方法，叫做力的分解。、求一個(gè)力的分力的過(guò)程或方法，叫做力的分解。一一、力的合成與分解的概念力的合成與分解的概念5二二、矢量的運(yùn)算法則：矢量的運(yùn)算法則：平行四邊形定則平行四邊形定則F1F2F合合用表示兩個(gè)共點(diǎn)力用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F F1 1和和F F2 2的線段為鄰邊作平行四的線

3、段為鄰邊作平行四邊形，那么兩鄰邊所夾的對(duì)角線即表示合力邊形，那么兩鄰邊所夾的對(duì)角線即表示合力 F F 的大小和方向。的大小和方向。6三三 角角 形形 法法 則則 兩個(gè)分力兩個(gè)分力首尾相接首尾相接，從第一個(gè)分力的，從第一個(gè)分力的始端始端指指向第二個(gè)分力的向第二個(gè)分力的末端末端的有向線段就表示合力的有向線段就表示合力的大小和方向的大小和方向.F1F2F注意：三角形的注意：三角形的三條邊對(duì)應(yīng)著三三條邊對(duì)應(yīng)著三個(gè)力的關(guān)系。個(gè)力的關(guān)系。1.一條直線上的力的合成一條直線上的力的合成F1F2F1F合合=F1 + F2，方向與方向與F1 和和F2相同相同F(xiàn)2F1F合合=F1 - F2，方向與方向與F1 、F2

4、大者相同大者相同一個(gè)力作用一個(gè)力作用二力同向二力同向二力反向二力反向F合合=F1 ，方向與方向與F1相同相同三三、力力的合成的合成82.特殊角度的力的合成特殊角度的力的合成F1F2F合2221FFF合兩個(gè)共點(diǎn)力間相互垂直：兩個(gè)共點(diǎn)力間相互垂直：兩個(gè)共點(diǎn)力兩個(gè)共點(diǎn)力大小相等大小相等，且互成，且互成120度度夾角：夾角：21FFF合F1F合F29兩力夾角為任意角兩力夾角為任意角 cos2212221FFFFF合F1F2F合因此，合力大小因此，合力大小范圍范圍為：為： F1 - F2 F F1 + F2所以，合力大小與分力的大小所以，合力大小與分力的大小關(guān)系關(guān)系是：是： 合力不一定比分力大，分力也不

5、一定比合力小合力不一定比分力大，分力也不一定比合力小101.1.有兩個(gè)力有兩個(gè)力F1 110N10N，F(xiàn)2 2=8N=8N，則這兩個(gè)力的合力可能，則這兩個(gè)力的合力可能的數(shù)值是：的數(shù)值是： （ ）A.5.5N B.20.20N C.10.10N D.1.1N2.物體同時(shí)受到同一平面的三個(gè)共點(diǎn)力的作用，下列物體同時(shí)受到同一平面的三個(gè)共點(diǎn)力的作用，下列幾組力能使物體處于平衡狀態(tài)的是（幾組力能使物體處于平衡狀態(tài)的是（ ） A.5N 6N 8N B.5N 2N 2N C.2N 7N 10N D.9N 9N 9NACACADAD113.有兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力，夾角為有兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力，夾角為，它們的合

6、力，它們的合力F隨隨 變變化的關(guān)系如圖化的關(guān)系如圖2220所示，那么這兩個(gè)力的大小分別是所示，那么這兩個(gè)力的大小分別是 ( ) A1 N和和6 NB2 N和和5 NC3 N和和4 N D3 N和和3.5 NC12四四、力力 的的 分分 解解1概念：概念：求一個(gè)力的求一個(gè)力的 的過(guò)程力的分解與力的合的過(guò)程力的分解與力的合 成互為成互為 2矢量運(yùn)算法則：矢量運(yùn)算法則： _或或_分力分力逆運(yùn)算逆運(yùn)算平行四邊形定則平行四邊形定則(1)按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解按力產(chǎn)生的效果進(jìn)行分解(2)按題目給出的要求分解按題目給出的要求分解 （下節(jié)課介紹）（下節(jié)課介紹）(3)力的正交分解法力的正交分解法F一條對(duì)角線，可

7、以作出無(wú)一條對(duì)角線，可以作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形數(shù)個(gè)不同的平行四邊形.如果沒(méi)有條件限制如果沒(méi)有條件限制,一個(gè)一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)分力。力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)分力?；蛘哒f(shuō)有無(wú)數(shù)個(gè)解?；蛘哒f(shuō)有無(wú)數(shù)個(gè)解。3分解的方法分解的方法三角形法則三角形法則13按力的實(shí)際效果分解按力的實(shí)際效果分解inFFFFscos21FF1F2F1.如圖，質(zhì)量為如圖，質(zhì)量為m物塊在推力物塊在推力F的作用下水平面保持的作用下水平面保持靜止?fàn)顟B(tài)，求其受到的摩擦力和對(duì)地面的壓力。靜止?fàn)顟B(tài)，求其受到的摩擦力和對(duì)地面的壓力。mgs;cos1inFNFFf可得：14GG2G1使物體沿斜面下滑，或產(chǎn)生下滑的趨勢(shì)使物體沿斜面下滑，或產(chǎn)生下滑

8、的趨勢(shì)使物體緊壓斜面，使物體緊壓斜面，coss21GGinGG15GG2G1使球緊壓擋板，產(chǎn)生對(duì)擋板的擠壓使球緊壓擋板，產(chǎn)生對(duì)擋板的擠壓使球緊壓斜面使球緊壓斜面, ,產(chǎn)生對(duì)斜面的擠壓產(chǎn)生對(duì)斜面的擠壓21costanGGGG164物體在斜面上保持靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法中正確的是物體在斜面上保持靜止?fàn)顟B(tài)，下列說(shuō)法中正確的是()A重力可分解為沿斜面向下的力與對(duì)斜面的壓力重力可分解為沿斜面向下的力與對(duì)斜面的壓力B重力沿斜面向下的分力與斜面對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平重力沿斜面向下的分力與斜面對(duì)物體的靜摩擦力是一對(duì)平衡力衡力C物體對(duì)斜面的壓力與斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力物體對(duì)斜面的壓力與斜面對(duì)物體的支持力是

9、一對(duì)平衡力D重力垂直于斜面方向的分力就是斜面對(duì)物體的壓力重力垂直于斜面方向的分力就是斜面對(duì)物體的壓力B B17斧斧 子子為什么刀刃的夾角為什么刀刃的夾角越小越鋒利？越小越鋒利？能解決什么問(wèn)題？能解決什么問(wèn)題？18F2FF1F1FF22sin221FFF1920(1)(1)定義：把各個(gè)力沿相互垂直的方向分解的方法定義：把各個(gè)力沿相互垂直的方向分解的方法(2)(2)運(yùn)用正交分解法解題的步驟運(yùn)用正交分解法解題的步驟 正確地進(jìn)行受力分析。正確地進(jìn)行受力分析。 建立合適的直角坐標(biāo)系，可按下列原則去選擇：建立合適的直角坐標(biāo)系，可按下列原則去選擇： a a盡可能使更多的力落在坐標(biāo)軸上盡可能使更多的力落在坐標(biāo)

10、軸上 b b水平面上通常沿水平方向、斜面上通常沿斜面方向水平面上通常沿水平方向、斜面上通常沿斜面方向建立。建立。 c c沿物體運(yùn)動(dòng)方向或加速度方向設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)軸沿物體運(yùn)動(dòng)方向或加速度方向設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)軸 把不在坐標(biāo)軸上的力分解到坐標(biāo)軸上，并表示出該力的把不在坐標(biāo)軸上的力分解到坐標(biāo)軸上，并表示出該力的分力。分力。 列出列出x x軸的合力和軸的合力和y y軸的合力表達(dá)式軸的合力表達(dá)式 F Fx xF F1x1xF F2x2xF F3x3x （沿（沿x x軸負(fù)方向記為負(fù)值）；軸負(fù)方向記為負(fù)值）； F Fy yF F1y1yF F2y2yF F3y3y （沿（沿y y軸負(fù)方向記為負(fù)值）；軸負(fù)方向記為負(fù)值）；力力 的的 正正 交交 分分 解解 法法21特別地，若物體處于平衡狀態(tài)，合外力為零，特別地，若物體處于平衡狀態(tài)，合外力為零，則有：則有： Fx=0 ； Fy=0也可表述為：沿也可表述為：沿x軸正方向的力等于沿軸正方向的力等于沿x軸負(fù)方向的力；軸負(fù)方向的力； 沿沿y軸正方向的力等于沿軸正方向的力等于沿y軸負(fù)方向的力；軸負(fù)方向的力；225如圖如圖2215所示，水平地面上一重所示，水平地面上一重60 N的物體，在與水平面成的物體，在與水平面成30角斜向角斜向上的大小為上的大小為20 N的拉力的拉力F作作 用下做勻速用下