高一物理滬科版必修1 第4章 4.2《怎樣分解力》課件

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歡迎進入物理課堂 理解教材新知 第4章 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時跟蹤訓練 知識點一 知識點二 把握熱點考向 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 4 2 考向三 1 力的分解是力的合成的逆運算 同樣遵守平行四邊形定則 2 力的分解一般有兩種方法 即正交分解法和按實際效果分解法 3 正交分解就是把一個力分解成互相垂直的兩個分力 4 在力的分解計算中 可只研究平行四邊形的一半即三角形 在三角形中利用幾何關(guān)系求解更為直觀 自學教材 1 力的分解的概念如果一個力的作用可以用幾個力來等效代替 這幾個力就稱為那個力的分力 求一個力的分力叫做力的分解 2 力的分解特點 1 力的分解是力的合成的逆運算 同樣遵守 2 以一個力為對角線作平行四邊形 可以有無窮多個 即一個力可以分解成無數(shù)對的分力 平行四邊形定則 重點詮釋 力分解時有解或無解 簡單地說就是代表合力的對角線與給定的代表分力的有向線段是否能構(gòu)成平行四邊形 或三角形 若可以構(gòu)成平行四邊形 或三角形 說明合力可以分解成給定的分力 即有解 如果不能構(gòu)成平行四邊形 或三角形 說明該合力不能按給定的力分解 即無解 具體情況有以下幾種 1 已知合力和兩個分力的方向時 有唯一解 圖4 2 1 2 已知合力和一個分力的大小和方向時 有唯一解 圖4 2 2 3 已知合力以及一個分力的大小和另一個分力的方向時 有下面幾種可能 圖4 2 3 當Fsin F時 有唯一解 1 下列說法正確的是 A 已知合力大小 方向 則其分力必為確定值B 已知兩分力大小 方向 則它們的合力必為確定值C 分力數(shù)目確定后 若已知各分力大小 方向 可依據(jù)平行四邊形定則求出總的合力D 若合力為確定值 根據(jù)要求的兩個分力的方向 依據(jù)平行四邊形定則一定可求出這兩個力的大小 解析 已知合力大小 方向 其分力可能有無數(shù)多組 A錯 若已知兩分力大小 方向 根據(jù)平行四邊形定則 其合力為確定值 B對 若分力確定后 可應(yīng)用平行四邊形定則 求出總的合力 C對 合力為確定值 若兩分力的方向與合力在同一直線上 則兩分力可能有無數(shù)組解 D錯 答案 BC 自學教材 1 力的分解依據(jù)在進行力的分解時 必須根據(jù)力的獲得關(guān)于分力的一些信息 然后根據(jù)平行四邊形定則求出分力 2 正交分解法 1 概念 把一個力分解成的兩個分力的方法 作用效果 互相垂直 如圖4 2 4所示 F的兩個分力分別為F1和F2 則F1 F2 2 通過正交分解可以把不在同一直線上的運算轉(zhuǎn)化為坐標軸方向上的標量的運算 Fcos Fsin 圖4 2 4 矢量 重點詮釋 1 力的效果分解法 1 基本思路 2 按實際作用效果分解的幾個實例 2 正交分解法 1 優(yōu)點 可借助數(shù)學中的直角坐標系對力進行描述 分解時只需熟知三角函數(shù)關(guān)系 幾何關(guān)系簡單 容易求解 2 適用情況 常用于三個或三個以上的力的合成 3 坐標軸的選取 建立坐標軸時 一般選共點力作用線的交點作為坐標軸的原點 并盡可能使較多的力落在坐標軸上 這樣可以減少需要分解的力的數(shù)目 簡化運算過程 4 利用正交分解法求合力的一般步驟 建立平面直角坐標系 規(guī)定正方向 將各力沿x y兩坐標軸依次分解為相互垂直的兩個分力 分別求出x y兩坐標軸上各分力的合力Fx Fy 圖4 2 5 2 如圖4 2 5所示 重為G的物體放在水平面上 推力F與水平面夾角為 物體做勻速直線運動 且知物體與地面間的動摩擦因數(shù)為 則物體所受摩擦力大小為 A GB G Fsin C Fcos D Fsin 解析 將F分解成Fx Fcos Fy Fsin 摩擦力與F的水平分力平衡 在豎直方向上支持力N G Fsin 則摩擦力為f N G Fsin 故選項B C正確 答案 BC 思路點撥 將平行四邊形定則演變?yōu)槿切味▌t 利用三角形知識進行求解 答案 AC 借題發(fā)揮 對于將一個力分解 討論解的個數(shù)的問題 借助三角形定則比借助平行四邊形定則更方便 即看代表合力及分力的有向線段能否按要求構(gòu)成三角形 以及能構(gòu)成三角形的個數(shù) 從而說明解的情況 1 已知兩個力的合力大小為10N 其中一個分力與合力的夾角為37 則另一個分力的大小 A 不可能大于8NB 不可能小于8NC 不可能大于6ND 不可能小于6N 解析 力的分解有多種可能 根據(jù)力的矢量三角形 F2的最小值應(yīng)為Fsin37 6N 故答案為D 答案 D 例2 如圖4 2 6所示 在三角形支架B點用一根細繩掛一個重力G為120N的重物 已知 30 求橫梁BC和斜梁AB所受的力 A C處為光滑鉸鏈連接 圖4 2 6 思路點撥 先根據(jù)重物對B點拉力的作用效果確定出兩分力的方向 然后作出平行四邊形 再利用數(shù)學知識求解兩分力的大小 解析 B端受到豎直繩向下的拉力F G 它產(chǎn)生兩個效果 沿AB方向拉伸斜梁AB 沿BC方向壓橫梁BC 故F可分解為沿AB與沿BC兩個方向的分力 如圖所示 借題發(fā)揮 1 對力進行分解時 按力的實際作用效果準確確定出兩分力的方向是關(guān)鍵 2 作出平行四邊形后常用直角三角形 相似三角形等有關(guān)的幾何知識計算分力的大小 圖4 2 7 答案 30 解析 由二力平衡知 AC繩的拉力FC G 30N 其效果可以分解為拉繩OA的力FOA和拉繩BA的力FBA 圖4 2 8 思路點撥 以力的交點為坐標原點建立坐標系 將不在坐標軸的力沿x y兩坐標軸分解 然后分別求出兩坐標軸上的合力 最后求出總的合力 借題發(fā)揮 當物體受到多個互成角度的共點力作用時 依次合成比較繁瑣 利用正交分解法先分后合會使問題大大簡化 3 一個物體受三個力的作用 已知一個力是80N 指向東偏北30 的方向 一個力為40N 指向西北方向 一個力為20N 指向南方 求三個力的合力大小 解析 物體的受力示意圖如圖所示 取向東方向為x軸正方向 向北方向為y軸正方向 建立直角坐標系 如圖所示 將F1 F2進行正交分解 由圖可知F1x F1cos30 F1y F1sin30 F2x F2cos45 F2y F2sin45 F3x 0 F3y F3 答案 63 3N 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全