人教版高一物理必修一第三章第五节力的分解

第三章相互作用力的分解自学指导题•1、什么是力的分解？它与力的合成有什么关系？力的分解遵循什么法则？•2、如何对一个力进行分解并求出分力？在那些情况下，一个力能分解为两个确定的分力？•3、为什么要对一个力分解？•4、应用力的分解来分析用斧头轻松劈开圆木的原因？一、定义：二、满足法则：求一个已知力的分力平行四边形法则一条对角线可作出无数个平行四边形一个力有无数种分解方法1力为什么要分解★通过力的分解，可以求出一个力的两个贡献★通过力的分解，可以使关系由复杂变得简单2FO·力应该怎样分解···EABFO·★是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行分解1F2F1F2F1F2F能解决什么问题3θF1F2GO·F1=GsinθF2=Gcosθθ例题：把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？FNFf一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。ABCABC把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做三角形定则，三角形定则三角形定则平行四边形定则三角形定则提示：一般情况下，矢量可以平移矢量：既有大小，又有方向，相加时遵从平行四边形定则。如：力、位移、速度、加速度等标量：只有大小，没有方向，求和时按照代数相加。如：质量、时间、路程、速率等矢量和标量的再认识三、力的分解（1）已知合力和两个分力的方向，FF2F1F什么情况下力的分解有唯一解？（2）已知合力和一个分力的大小和方向时，F2FF1F1F只有一种分解方法。只有一种分解方法。NEXT3、力的分解的一些情况汇总（3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况:F2FF2F1F1F①当大小介于：,F1有二解。FFF2sin2F2F2FNEXT三、力的分解的一些情况汇总（3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况:F2F1F②当大小：,F1有一解。sin2FF2F2F2FNEXT3、力的分解的一些情况汇总（3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况:F2F2F③当大小：,F1有一解。FF22F1F2F1FNEXT三、力的分解的一些情况汇总（3）已知合力和一个分力的大小和另外一个分力的方向时，有三种情况:F2F④当大小：,F1无解。sin2FF2F斧★为什么刀刃的夹角越小越锋利？力的分解的应用四、力的分解的应用-------为什么要对一个力分解生活体验：用很大的力很难把一段圆木掰开、而借助斧头可以用较小的力轻松地把圆木劈开，其中包含怎样的物理原理。劈F掰F2F1刀刃在物理学中称为“劈”，它的截面是一个夹角很小的锐角三角形。劈F1F2`FF1`FF22sin221FFF•分析力的作用效果时,要从实际出发，具体问题具体分析。•根据已知力产生的实际作用效果确定两个分力方向，然后应用平行四边形定则分解，这是一种很重要的方法。一个已知力究竟应该怎样分解？按实际效果分解FFF1F2GG2G1θ重力产生的效果使物体沿斜面下滑使物体紧压斜面GG2G1重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压斜面GG2G1重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压斜面FFaFbab拉力F产生的效果使a绳被拉长使b绳被拉长FF1F2FGGGFabF三角形定则两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向.三角形定则与平行四边形定则实质一样．CBA课堂小结§3.5力的分解一、原则：根据力的实际作用效果分解二、方法：平行四边形定则（解三角形）1已知两个分力的方向（唯一解）2已知一个分力的大小方向（唯一解）3已知一个分力的方向和另一个分力的大小（两解、一解或无解）类型F2.把竖直向下180N的力分解成两个分力，使其中一个分力的方向水平向右，大小等于240N，求另一个分力的大小和方向。2122FFFN300N240180226.0240180tan2FF解：如图所示，将力F分解成F和F。12F1F21.有人说，一个力分解成两个力，分力的大小一定小于原来的那个力，对不对？为什么？3.一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到一组唯一的解()A.已知两个分力的大小B.已知两个分力的方向C.已知一个分力的大小和另一分力的方向D.已知一个分力的大小和方向BDF2F1GT1T2?(θ4.在一根细线上用轻质挂钩悬挂一重为G的物体，挂钩与细线之间的摩擦忽略不计。已知细线所成的张角为θ，求细线的张力为多大？·OG/2F1θ/21cos22GF12GT=T=θ2cos2解:12TT11TF22TF12GF=F=θ2cos2θ/2MT1T2ON370530T3705.把的物体挂在成角度的两根细绳MO，NO上，已知物体对悬点O的拉力T等于物体所受的重力G。如图所示，怎样把力T按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？（sin370=0.6,cos370=0.8)0237cosTT0137sinTTTT1T2θtan1TTcos/2TT7.在竖直墙上固定一个轻支架，横杆OM垂直于墙壁，斜杆ON跟墙的夹角为θ，在支架的O点挂有一个重为G的物体，如图所示。怎样确定杆OM、ON的受力方向？OMNθ8、重量为40N的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数μ=0.4，若用斜向上的推力F=50N托住物体，物体处于静止状态，如图所示，这时物体受到的摩擦力是N，要使物体匀速下滑，推力F大小应为N．平衡问题尽可能让更多的力在X轴、Y轴上列方程：FX=0、FY=0把不在轴上的力进行分解GfNF解：对物体受力分析如图所示,建立如图坐标轴，将F力进行如图分解，则有：FxFyFx合Fy合=0=0FxFy=N+f=G370=N+f=GFcos370Fsin370即即f=G-Fsin370=40N-50×0.6N=10N物体处于静止状态时，F=50N，②①③物体处于匀速推动时，f=µFN=µN=µFcos370联立①②③得：Fsin370＋µFcos370＝ＧF＝sin370＋µcos370G＝0.6＋0.4×0.840N＝43.5N如图所示，质量为m的木块在力F作用下在水平面上做匀速运动。木块与地面间的动摩擦因数为，则物体受到的摩擦力为（）FA.mgB.(mg+Fsin)C.(mg-Fsin)D.FcosB、D如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳oA使连接点A向上移动而保持0点的位置不变，则在A点向上移动的过程中()A.绳OB的拉力逐渐增大B.绳OB的拉力逐渐减小C.绳0A的拉力先增大后减小D.绳0A的拉力先减小后增大BD如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳所受力的大小如何变化？如图所示，重为C的物体系在OA，OB两根轻绳上，A、B两端挂在水平天花板上，OA、OB与天花板的夹角分别为α、β，且αβ，∠A0B900．(1)试比较两轻绳对物体拉力的大小．(2)若将轻绳OB缩短，使B端沿天花板向左移动但始终保持物体的位置不变，试问：在使OB绳向竖直方向移动过程中，两绳的拉力将怎样变化?(1)OA对物体的拉力较大(2)OA对物体的拉力逐渐减小，OB对物体的拉力先减小，后增大如图所示，物重30N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受最大拉力为20N，再用一绳系OC绳的A点，BA绳能承受的最大拉力为30N，现用水平力拉BA，可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度?当OA绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大时，OA和BA绳中的拉力都逐渐增大.其中某一根的拉力达到它本身能承受的最大拉力时，就不能再增大角度了.显然，OA绳中的拉力先达到这一要求.所以有cosθ=所以θ=30°2332030OATG3如图所示，重225N的物体G由OA和0B两根绳子拉着，绳0B始终保持沿水平方向．已知两根绳子能承受的最大拉力均为150N，为了保持绳子不被拉断，绳子OA与竖直方向的夹角α的最大值应为多少?3300如图所示，物体静止于倾斜放置的木板上，当倾角θ由很小缓慢增大到900的过程中，木版对物体的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（）A．FN、f都增大B．FN、f都减少C．FN增大，f减小D．FN减小，f先增大后减小D用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是（）每根绳子拉力大小的变化情况是（）A.减小B.不变C.增大D.无法确定BC一个氢气球重为10N，所受的空气浮力大小为16N，用一根轻绳拴住．由于受水平风力的作用，气球稳定时，轻绳与地面成60°，如图所示，求：(1)绳的拉力为多大？(2)气球所受水平风力为多大？N34)1(N32)2(如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图所示，那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢?F1x=F2xF1x＝F1sina，F2x＝F2sinβF1sina＝F2sinβF1/F2＝sina/sinβ