力的分解(课件) 2023-2024学年高中物理同步备课（人教版2019必修第一册）

第三章 相互作用力3.4.2 力的分解 2022-2023 2022-2023学年高中物理同步备课必修第一册目录contents力的分解01010202实例分析0303力的分解分类讨论0404典例分析导入新课想一想：高大的桥为什么要造很长的引桥？想一想：高大的桥为什么要造很长的引桥？通过上一节课的学习已知道，求几个力的合力的过程叫通过上一节课的学习已知道，求几个力的合力的过程叫力的合成力的合成。分力分力合力合力等效替代等效替代F FF F1 1、F F2 2、F F3 3力的合成力的合成遵循平行四边形定则遵循平行四边形定则知识回顾我们可不可以把一个力分解成几个力？该怎么分呢？我们可不可以把一个力分解成几个力？该怎么分呢？力的分解01定义：定义：求一个力分力的过程叫力的分解。求一个力分力的过程叫力的分解。（分力与原来那个力是等效的（分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替，并非同时并存）它们可以互相代替，并非同时并存）力的分解是力的合成的力的分解是力的合成的逆逆运算运算，力的分解也遵循，力的分解也遵循平行四边形定则平行四边形定则。F合力的合成结果唯一力的合成结果唯一F1F2F3F4F5F6FF1F2没有其它限制时，力的分解有无数种结果没有其它限制时，力的分解有无数种结果想一想：想一想：已知一条对角线，可以画出多少个平行四边形？已知一条对角线，可以画出多少个平行四边形？FF1F2F1F2F1F2怎怎样样的的分分解解才才最最符符合合实实际际呢呢？如图，用铅笔支起图中的绳子如图，用铅笔支起图中的绳子F F的作用效果的作用效果:橡皮条被拉伸橡皮条被拉伸掌心受到压力掌心受到压力ABCFF F1 1F2试一试：看来按看来按力的作用效力的作用效果果来分解比较合适来分解比较合适想一想：车在平路上行驶时它的重力产生了什么效果？上坡呢？车在平路上行驶时它的重力产生了什么效果？上坡呢？G重力重力压力压力使路面发生形变使路面发生形变GG1G2重力重力压力压力使路面发生形变使路面发生形变重力重力使小车有下滑（趋势）使小车有下滑（趋势）力分解的依据依据：按依据：按力的力的作用效果作用效果分解分解力的分解步骤1.分析力的作用效果；分析力的作用效果；2.据力的作用效果定分力的方向据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向画两个分力的方向)3.用平行四边形定则定分力的大小用平行四边形定则定分力的大小;4.据数学知识求分力的大小和方向。据数学知识求分力的大小和方向。分解的步骤：可以举例说明吗？可以举例说明吗？实例分析02实例实例1 1：水平面上的物体，受到与水平方向成水平面上的物体，受到与水平方向成 角的拉力角的拉力F F的作用。试根据的作用。试根据力的作用效果分解力的作用效果分解F。物理模型物理模型FF1=F cos F2=F sin F1F2F产生的作用效果：产生的作用效果：水平向前拉物体水平向前拉物体 竖直向上提物体竖直向上提物体模型1 物理模型按照力的作用效果分解按照力的作用效果分解实例实例2 2：为什么高大的立交桥要建有很长的引桥呢？为什么高大的立交桥要建有很长的引桥呢？GF1F2F1=Gsin F2=Gcos 斜面倾角斜面倾角 越大，越大，F1越大越大、F2的的越小。越小。模型2高大的桥要造很长的引桥，就是来减小桥面的坡度，让汽车更容易上坡。高大的桥要造很长的引桥，就是来减小桥面的坡度，让汽车更容易上坡。重力重力G产生的作用效果：产生的作用效果：使物体沿斜面向下滑使物体沿斜面向下滑 使物体紧压斜面使物体紧压斜面重力在斜面上分解的演示重力在斜面上分解的演示实例实例3 3：放在斜面上的物体所受重力放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？产生怎样的作用效果？如何分解？G GF1F2 F1F2G G 重力产生重力产生的效果的效果使物体紧压挡板使物体紧压挡板使物体紧压斜面使物体紧压斜面重力产生重力产生的效果的效果使物体紧压挡板使物体紧压挡板使物体紧压斜面使物体紧压斜面模型3实例实例4：将重物通过绳子悬挂起来，根据力的作用效果分解将重物通过绳子悬挂起来，根据力的作用效果分解F或或G。F1F2FGF1F2模型4拉力拉力F产产生的效果生的效果使物体拉长倾斜绳使物体拉长倾斜绳使物体拉长水平绳使物体拉长水平绳重力产生重力产生的效果的效果使物体紧压墙壁使物体紧压墙壁使物体拉长绳子使物体拉长绳子实例实例5：可自由转动的轻杆可自由转动的轻杆AC 和和BC，BC杆水平。在它们的连接处杆水平。在它们的连接处C点施加点施加一个竖直向下的力一个竖直向下的力F。ABC FF1 1 ABC FF1 1 F2F2 2F2=FcotF1=Fcot模型5F产生的作用效果：产生的作用效果：水平向左压杆水平向左压杆BCBC 斜向右下方拉杆斜向右下方拉杆ACACF产生的作用效果：产生的作用效果：水平向前拉物体水平向前拉物体 竖直向上提物体竖直向上提物体刀刃在物理学中称为刀刃在物理学中称为“劈劈”,它的它的截面是一个夹角很小的锐角三角形。截面是一个夹角很小的锐角三角形。实例实例6：刀刃劈物时力的分解刀刃劈物时力的分解力的作用效果力的作用效果模型6合力一定时，合力一定时，夹角夹角越小越小，分力分力越越大，大，更容易把物体劈开更容易把物体劈开。试一试：试一试：找一找衣服上的找一找衣服上的“劈劈”FF1F2FF1F2FF1F2F实例实例7：拱桥拱桥赵州桥是当今世界上跨径最大、建造最赵州桥是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。距今早的单孔敞肩型石拱桥。距今14001400多年。多年。模型7F2F1ABOOFF实例实例8 8：为什么缆车的缆绳是弯为什么缆车的缆绳是弯的，不能拉直的，不能拉直?模型8实例实例9 9：当载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按当载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树栓紧，图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树栓紧，在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可以将载重卡车拉出泥坑，你能否用学过的知识对以将载重卡车拉出泥坑，你能否用学过的知识对这一方法作出解释。这一方法作出解释。F小合力得大分力小合力得大分力 “四两拨千斤四两拨千斤”F模型9女生的拉力产生怎样的作用效果女生的拉力产生怎样的作用效果,如何分解？如何分解？F F F FF F F F1 1 1 1F F F F2 2 2 2女女女女“四两拨千斤四两拨千斤”是怎样做到的呢？是怎样做到的呢？结论：当合力不变时，大小相等的两分力随着夹角的增大而增大结论：当合力不变时，大小相等的两分力随着夹角的增大而增大想一想方法总结力的分解时一般按力的分解时一般按力的作用力的作用效果效果和和实际需要实际需要进行分解进行分解1、确定要分解的力、确定要分解的力2、考查力的作用效果、考查力的作用效果3、确定两个分力方向、确定两个分力方向4、画力的平行四边形、画力的平行四边形力的分解分类讨论031.1.已知两分力的方向已知两分力的方向已知两分力的方向已知两分力的方向FF1F2有唯一解有唯一解2.2.已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向FF1F2有唯一解有唯一解当当一个确定的合力一个确定的合力加上相应条件限制，它的分力有没有唯一解？加上相应条件限制，它的分力有没有唯一解？3、已知两个分力的大小、已知两个分力的大小分解力分解力O1O2FF1F1F2F2O2O1FF1F2F1F2FO1O2F1F2F1F2FF1+F2FF1F2无法根据题设条件无法根据题设条件分解力分解力无解无解有唯一解有唯一解有二组解有二组解F2F1FF2F1FF F1 1、F F2 2和和F F一起构一起构成封闭三角形成封闭三角形4、已知、已知力力F及其一及其一分力分力F1的方向的方向和另一和另一分力分力F2的大小的大小F F F0 00OO当当当当F F22F F00时时时时,无解无解无解无解;当当当当F F22=F F00时时时时,有一组解有一组解有一组解有一组解;当当当当F F00 F F22 Fsin时，则时，则F2一定有两解一定有两解B若若F1=Fsin时，则时，则F2有唯一解有唯一解C若若F1F时，则时，则F2一定无解一定无解B【例题】如如图图所所示示，已已知知电电灯灯的的重重力力为为G10N，AO绳绳与与天天花花板板的的夹夹角角为为45，BO绳水平。绳水平。(1)请按力的实际作用效果将请按力的实际作用效果将OC绳对绳对O点的拉力加以分解，并作出示意图；点的拉力加以分解，并作出示意图；(2)AO绳所受的拉力绳所受的拉力F1和和BO绳所受的拉力绳所受的拉力F2分别为多少？分别为多少？(1)OC绳绳的的拉拉力力FT产产生生了了两两个个效效果果，一一个个是是沿沿着着AO绳绳的的方方向向向向下下拉拉紧紧AO绳绳的的分分力力FT1，另另一一个个是是沿沿着着BO绳绳的的方方向向向向左左拉拉紧紧BO绳的分力绳的分力FT2，画出分解示意图如图所示。，画出分解示意图如图所示。