人教版高一物理必修一:力的分解

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两个分力的大小为:
G1
θ
θ
G2
G1 G sin
G
G2 G cos
学生分析:斜面倾角越大 G1 增大, G2减小 联系实际:高大的桥为什么要造很长的引桥?
STS应用
F1
θ1
θ2
θ F2
θ G
• 盘山公路
二、
确定分力方向——按力的作用效果
探究2、可自由转动的轻杆BC水平,与轻绳AC夹 角为θ ,在它们的连接处C点施加一个竖直向下的 力F,如何分解力F?
θ G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
F1
FN
Ff
θ F2
θ G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上,当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
F
α
A
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上,当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
F
α
A
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
力的分解
复习引入:
1、力的合成 2、力的合成遵循平行四边形定则
力可以合成,是否也可以分解呢?
一、力的分解法则
力的合成 分力F1、F2 力的分解 1、力的分解是力的合成的逆运算
合力F
注意:几个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!!!
F1
F
F2 2、力的分解同样遵守平行四边行定则
O C A
FAOY=FAOcos45=G
y FAOY
B
x
例3.如图,物体重力为10N,静止,AO绳与顶板
间的夹角为45º ,BO绳水平,试用计算法求出 AO绳和BO绳所受拉力的大小。 FAO FAOX
O C A
FAOY=FAOcos45=G FAOX=FBO= G
y FAOY
B
x
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
θ
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
θ
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
FN
θ
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上,当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
F
α
A
G
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上,当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
F
α
A
F
G
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
F1
FN
Ff F1 ③
Ff
θ F2
θ G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
C
x x1
B
x2 另一
分矢 量
分矢量 标量:只有大小 没有方向,求和 时按照算术法则 相加的物理量
说 一 如图,一个物体的速度v1 在一小段时间内发 说 生了变化,变成了v2 。你能根据v1 、v2 ,按 照三角形定则找出变化量Δv 吗?
v2
v1
Δv
1.下列说法正确的是( ABC )
A.力的分解是力的合成的逆运算
G 2 3 F1 G cos 3
3 F2 G tan G 3
例3.如图,物体重力为10N,AO绳与顶板间的
夹角为45º ,BO绳水平,试用计算法求出AO 绳和BO绳所受拉力的大小。
A O C B
例3.如图,物体重力为10N,AO绳与顶板间的
夹角为45º ,BO绳水平,试用计算法求出AO 绳和BO绳所受拉力的大小。
A
F2 θ
B
C
F
θ
F1
二、
确定分力方向——按力的作用效果 A
F2 θ
B
C
F
• 吊塔 讨论:力的分解的基本步骤?
θ
F1
力的分解基本步骤 力的分解的基本步骤 总结:
① 根据力的作用效果确定两个分力的方向 ② 根据已知力和两个分力方向作平行四边形, 作出两个分力的示意图 ③ 根据平行四边形,利用几何关系计算从而 确定分力的大小
A O C
y
B
x
例3.如图,物体重力为10N,AO绳与顶板间的
夹角为45º ,BO绳水平,试用计算法求出AO 绳和BO绳所受拉力的大小。 FAO FAOX
O C A
y FAOY
B
x
例3.如图,物体重力为10N,AO绳与顶板间的
夹角为45º ,BO绳水平,试用计算法求出AO 绳和BO绳所受拉力的大小。 FAO FAOX
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
FN F2 ④
F1
FN
Ff F1 ③
Ff
θ F2
θ G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
Fy =F1y+F2y+F3y+… F = F x 2 + F y2
F F F
2 x
2 y
例 1. 质量为 m 的木块在推力 F 作用下,在水平 地面上做匀速运动, 如图所示, 已知木块与地面间 的动摩擦因数为 μ, 那么木块受到的滑动摩擦力为 ( ) A.μmg θ B.μ(mg+Fsinθ) C.μ(mg-Fsinθ) F D.Fcosθ
力 已知合力和一个分力的方向和另一个分力的大小 的 1.当F = Fsinθ 时 2.当F1 < Fsinθ 时 1 分 F F α α 解 的 解 的 3.当F sinθ<F1< F 时 4.当F1 > F 时 个 F F α α 数
例1:倾角为θ的斜面上放有一个物体,如图所示。 该物体受到的重力G能对物体产生哪些效果?应当 怎样分解重力?分力的大小各是多大?
F 2=F sinθ
问题2:为什么薄薄的刀刃能够轻易劈开竹子? 劈
F1
F
F 1 F 2 F 2 sin 2
F2
【例3】 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?
解析: T1 T2
T1 F1
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上,当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
T2 F2
G F1 cos 2 2
θ ?
(
F1 = F2 =
G θ 2cos 2
T1
O θ/2 θ/2
T2
·
G
G/2
F1
T1 = T2 =
G θ 2cos 2
F2
F1
STS应用
F1
·
F
O
F2
问题
• 汽车陷在泥地,没有其它汽车怎样将它 拖出?
力的分解在实际生活中的运用
附 : 力 的 正 交 分 解
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上Baidu Nhomakorabea当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
F
α
A
FN F
G
例4.如图,物体A的质量为m,斜面倾角α,A
与斜面间的动摩擦因数为μ,斜面固定,现有 一个水平力F作用在A上,当F多大时,物体A 恰能沿斜面匀速向上运动?
F
α
A
FN F Ff G
F = F x 2 + F y2
附 : 力 的 正 交 分 解
把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方 法叫做力的正交分解法。
y
F1y F3 F3x = F3 F3y = 0 F2y
F1 F2x F1x x F2
Fx F cos Fy F sin
Fx =F1x+F2x+F3x+…
练习、小球静止在斜面和挡板之间,请分解小球所受的重力。
F1 α
α
G F1/G = tanα G/F2 = cos α F1=G tan α F2 = G/ cos α
F2
所以,我们可以由力的作用效果来确定分力的方向.
例2、某人用力F 斜向上拉物体,请分析力F 产生的效果。
F
F2

F F1
θ 两个分力的大小为: F1=F cos
把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么与力F 共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力.
如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以 作出无数个不同的平行四边形.
F
力 已知合力和两个分力的方向 已知合力和一个分力 的 (F1、F2不在同一直线上) 的大小与方向 分 F2 解 β F F α 的 α F 2 解 F F 的 1 1 个 已知合力和两个分力的大小(F +F > F且F ≠F ) 1 2 1 2 数 F F F2 F 1 1 F F F2 1 F2
FN
Ff
θ
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
FN
Ff
θ
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
FN F1
Ff
θ F2
F1 G sin ①
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
FN F2 ④
F1
FN
Ff F1 ③
Ff
根据滑动摩擦力的计算公式
θ
θ F2
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
B.把一个力分解为两个分力,这两个分力共同作用
的效果应当与该力作用的效果相同
C.力的分解和力的合成都遵循平行四边形定则
D.分力小于合力
2.如右图示,一个半径为
r,重为G的圆球被长为2r的
细线AC悬挂在墙上,求球对
2r
细线的拉力F1和球对墙的压
力F 2。
F2

F1
解析:由几何知识知,F1与竖直方向夹角θ=30°则
F1 G sin ①
F2 G cos ②
F1
FN
Ff
θ F2
θ G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
F1
FN
Ff
θ F2
θ G
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
FN F2 ④
F1
FN
Ff F1 ③
Ff
根据滑动摩擦力的计算公式
Ff FN ⑤ 联立以上各式解出 tan
θ F2
θ G
三 矢 量 相 加 的 法 则
把两个矢量首尾 合矢量 相接从而求出合 矢量的方法叫做 三角形定则 A 三角形定则与平行四 边形定则实质一样 矢量:既有大小又有 方向,相加时遵从平 行四边形定则(或三 角形定则)的物理量
把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方 法叫做力的正交分解法。
y
F1y F3 F3x = F3 F3y = 0 F2y
F1 正交分解步骤:
①建立xoy直角坐标系
F2x F1x x ②沿xoy轴将各力分解
③求xy轴上的合力Fx,Fy ④最后求Fx和Fy的合力F
F2 Fx =F1x+F2x+F3x+… Fy =F1y+F2y+F3y+…
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
FN F2 ④
F1
FN
Ff F1 ③ Ff FN ⑤
Ff
根据滑动摩擦力的计算公式
θ
θ F2
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
物体处于平衡状态
F2 G cos ②
FN F2 ④
F1
FN
Ff F1 ③ Ff FN ⑤
联立以上各式解出
Ff
根据滑动摩擦力的计算公式
θ
θ F2
G
例2.已知物体沿斜面匀速下滑,斜面与地面间 的夹角为θ,求物体与斜面间的动摩擦因数。
解:把重力沿斜面和垂直于斜面方向正交分解有
F1 G sin ①
例 1. 质 量 为 m 的 木 块 在 推 力 F 作 用 下 , 在 水 平 地面上做匀速运动, 如图所示, 已知 木 块 与 地 面 间 的 动 摩 擦 因 数 为 μ, 那 么 木 块 受 到的 滑 动 摩 擦 力 为 ( BD ) A.μmg θ B.μ(mg+Fsinθ) C.μ(mg-Fsinθ) F D.Fcosθ
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