高中一年級物理公開課優(yōu)質(zhì)課件精選------《力的分解》

1、,《力的分解》,下一頁,,結(jié)束,,力的分解遵守平行四邊形定則。,,同一個力可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的力。,求一個已知力的分力叫力的分解。,一、力的分解與法則,下一頁,,,上一頁,結(jié)束,,首頁,,力F可以分解為沿水平方向的分力F1 ,,（1）放在水平面上的物體，受到與水平方向成?角的拉力F的作用。,F產(chǎn)生兩個效果：,F1=F? cos?,F2=F? sin?,沿豎直方向的分力F2 。,,,,,,,二、實例：,下一頁,,,上

2、一頁,結(jié)束,,首頁,,,（2）放在斜面上的物體，受到豎直向下的重力作用。,,,,G,,,G1,G2,把重力分解為使物體平行與斜面下滑的力G1,,和使物體垂直于斜面壓緊斜面的力G2。,G1=Gsin ?,G2=Gcos?,,?,?,,,下一頁,,,上一頁,結(jié)束,,首頁,,（3）,重為G的球放在光滑的豎直擋板和傾角為?的斜面之間,求擋板和斜面對球的作用力各多大?,解：球受到重力G、,,擋板彈力F、,,斜面支持力N，,共三個力作用。,,

3、把重力分解為水平方向的分力G1，和垂直于斜面方向的分力G2。,,,,,G,F,N,G1,G2,?,?,F=G1 =G tg?,N=G2 =G/cos?,下一頁,,,上一頁,結(jié)束,,首頁,,下一頁,,,上一頁,結(jié)束,,首頁,,三、力的分解有確定解的幾種情況：,1、已知合力和兩個分力的方向，（唯一解）,,,,,,,,,,,,F1,F2,,,,,,,F1,2、已知合力和一個分力的大小和方向（唯一解）,F2,,,,,,,3、已知合力和兩個分力的

4、大小,,,,,,,,,,,F1,F2,4、已知合力的大小和方向，一個分力的方向，另一分力的大小。當(dāng)F2＝Fsinθ時有唯一的解；當(dāng)F2 ＜ Fsinθ時無解；當(dāng)F2＞Fsinθ時有兩組解；當(dāng)F2＞F時有唯一的解。,,F,F1的方向,,θ,,F2,,,F,F1的方向,,θ,,F2,,,F,F1的方向,,θ,,F2,,,,習(xí)題課,一、按力所產(chǎn)生的實際作用效果進(jìn)行分解,例1、如圖示，為曲柄壓榨結(jié)構(gòu)示意圖，A處作用一水平力F，OB是豎直

5、線，若桿和活塞的重力不計，兩桿AO與AB的長度相同，當(dāng)OB的尺寸為200cm、A到OB的距離為10cm時，貨物M所受的壓力為多少？,,,,,,,,,,M,F,O,B,A,刀、斧、鑿、刨等切削工具的刃部叫做劈，劈的縱截面是一個三角形，如圖所示。使用劈的時候，在劈背上加力F，這個力產(chǎn)生兩個效果，使劈的側(cè)面擠壓物體，把物體劈開。設(shè)劈的縱截面是一個等腰三角形，劈背的寬度是d，劈的側(cè)面長度是L。試證明劈的兩個側(cè)面對物體的壓力F1、F2滿足：F1=

6、F2=F(L/d）,正交分解步驟：,二、力的正交分解,定義：把一個已知力沿著兩個互相垂直的方向進(jìn)行分解,①建立xoy直角坐標(biāo)系,②沿xoy軸將各力分解,③求xy軸上的合力Fx,Fy,④最后求Fx和Fy的合力F,如圖所示，將力F沿力x、y方向分解，可得：,,三個力F1、F2與F3共同作用在O點。如圖, 該如何正交分解？,例2、在水平地面上有一質(zhì)量為10kg的物體，它受到與水平方向成370角斜向上的50N的拉力作用，在水平方向做勻速直線運動

7、，g=10m/s2，求物體與地面間的動摩擦因數(shù)（sin370=0.6,cos370=0.8）,,,,,把兩個矢量首尾相接從而求出合矢量，這個方法叫做三角形定則。,三、力的三角形定則,,例3.畫出下列光滑球的受力示意圖.,習(xí)題課,例4.畫出下列物體的受力示意圖.,物體靜止在斜面上,物體沿粗糙的斜面下滑,物體沿粗糙的斜面上滑,物體隨傳送帶向上運動,,,?,,,,?,,,?,,,,v,,,,2、如圖所示，A、B的表面粗糙，當(dāng)水平拉力F為3N，

8、物塊ABC仍靜止在水平面上，求A與B、B與C、C與地之間摩擦力的大??？,1．  如圖所示，A、B重均為20N，A、B與地之間的摩擦因數(shù)μ=0.3，受到一個向右的水平推力F試求：,,(1) 當(dāng)F為5N時，A、B所受到的摩擦力。(2) 當(dāng)F為8N時，A、B所受到的摩擦力。(3) 當(dāng)F為20N時，A、B所受到的摩擦力。,二?共點力作用下物體的平衡1.平衡態(tài)(1)靜止:物體的速度和加速度都等于零的狀態(tài).(2)勻速直

9、線運動:物體的速度不為零,其加速度為零的狀態(tài).2.平衡條件(1)物體所受合外力為零,即F合=0.(2)若采用正交分解法,平衡條件表達(dá)式為Fx=0,Fy=0.,3.物體平衡條件的相關(guān)推論(1)二力平衡:如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大小相等,方向相反.(2)三力平衡:如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等?方向相反.(3)多力平衡:如果物體受多個力作用處于平

10、衡狀態(tài),其中任何一個力與其余力的合力大小相等,方向相反.(4)三力匯交原理:如果一個物體受到三個非平行力作用而平衡,這三個力的作用線必定在同一平面內(nèi),而且必為共點力.,例5.質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為?的斜面上,(1)求斜面對物體的支持力N和摩擦力f及它們的合力F.(2)將斜面傾角?緩慢減小,則A. F大小改變,方向改變.B. F大小不變,方向不變.C. N增大,f增大.D. N增大,f減小.,,,N,,f,,?,F=m

11、g, N=mgcos?, f=mgsin?,【BD】,F靜??N,(3)若將斜面傾角?緩慢增大,結(jié)果怎樣?,★★.如圖所示，所受重力大小為G的木塊和傾角為θ的斜面體間的接觸面光滑，對木塊施加一水平推力F，木塊相對斜面體靜止，斜面體固定在水平面上，則木塊對斜面體的壓力大小為,例6.三段不可伸長細(xì)繩OA、OB、OC共同懸掛一質(zhì)量為m的重物.其中OB是水平的，OA繩與豎直方向的夾角為?. (1)求OA,OB兩繩的拉力.(2)若三繩

12、承受的最大拉力相同,逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量則最先斷的繩是 .,OA,TA=mg/cos?TB=mg tan?,1.各物體均作勻速直線運動 2.畫出以下運動物體的受力情況（接觸面均粗糙） 勻減速上滑 勻加速下滑 勻減速下滑,給出的4個圖中,光滑斜面的傾角都是30°,球的質(zhì)量都是m,分別用不同方向的細(xì)繩吊住,球處于靜止

13、.這4種情況中,球?qū)π泵娴膲毫ψ畲蟮氖? ).,B,整體法、隔離法,完全相同的直角三角形滑塊A、B，按如圖所示疊放，設(shè)A、B接觸的斜面光滑，A與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上勻速運動，且A、B保持相對靜止．則A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ與斜面傾角θ的關(guān)系為(　　)A．μ＝tan θ　　　　　　B．μ＝ tan θC．μ＝2tan θ D．μ與θ無關(guān),解析：　利用

14、整體法對AB受力分析如圖甲，則F＝Ff＝2μmg①對物體B受力分析如圖乙則Fcos θ＝mgsin θ②由①②得μ＝ tan θ，故選B.答案：　B,體驗成功　　1．如圖4－9甲所示，兩個質(zhì)量都是m的小球A、B用輕桿連接后斜靠在墻上處于平衡狀態(tài)．已知墻面光滑，水平地面粗糙．現(xiàn)將B球向左移動一小段距離，兩球再次達(dá)到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，地面對B球的支持力F1和摩擦力F2的大小變化情況是(　　

15、)　　圖4－9甲　　A．F1不變，F(xiàn)2增大　　　B．F1不變，F(xiàn)2減小　　C．F1增大，F(xiàn)2增大 D．F1增大，F(xiàn)2減小,【解析】先取A、B及輕桿組成的整體作為研究對象，其受力情況如圖4－9乙所示．　　由平衡條件知，地面對B球的支持力F1＝2mg，大小不變．　　地面對B球的摩擦力總是與墻對A球的彈力大小相等，方向相反，即F2＝F3．

16、 圖4－9乙　　再取A球為研究對象，A球的受力情況如圖4－9丙所示．FBA為輕桿對A球的彈力，由平衡條件得：FBA·cos θ＝mg，　　F3＝FBA·sin θ＝mgtan θ　　故B球向左移一小段距離后，θ減小，F(xiàn)3減小，而F2＝F3，則F2也減?。?圖4－9丙　　【答案】B,2．(2008年上海物理卷)有一個直角支架AOB，AO

17、水平放置，表面粗糙，OB豎直向下，表面光滑，AO上套有小環(huán)P，OB上套有小環(huán)Q，兩環(huán)質(zhì)量均為m，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡，如圖4－2所示．現(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較，AO桿對P環(huán)的支持力N和細(xì)繩上的拉力T的變化情況是(　　)A．N不變，T變大　　 B．N不變，T變小C．N變大，T變大 D．N變大，T變小

18、,【解析】用整體法分析，支持力N＝2mg不變．再隔離Q環(huán)，設(shè)連接P、Q的細(xì)繩與OB的夾角為θ，則Tcos θ＝mg，θ角變小，cos θ變大，從上式看出T將變?。时绢}正確選項為B．　　【答案】B,3．如圖4－13甲所示，重為G的均勻鏈條，兩端用等長的輕繩連接掛在等高的地方，繩與水平方向成θ角．試求： (1)繩子的張力．　　(2)鏈條最低點的張力． 圖4－13甲　　

19、【解析】在求鏈條兩端的張力時，可把鏈條當(dāng)做一個質(zhì)點處理，由于兩邊具有對稱性，兩端點的拉力大小相等，受力情況如圖4－13乙所示．取鏈條整體為研究對象．　　　　圖4－13乙　　(1)由平衡條件知，在豎直方向：2Fsin θ＝G　　得：繩對鏈條兩端的拉力F＝ ．,(2)在求鏈條最低點的張力時，可將鏈條一分為二，取一半研究．受力情況如圖4－13丙所示．由平衡條件知，在水平方向：F′＝Fcos θ＝ co

20、t θ．　　　　圖4－13丙　　【答案】(1)　 (2) cot θ,三角形相似法“相似三角形”的主要性質(zhì)是對應(yīng)邊成比例，對應(yīng)角相等．在物理中，一般當(dāng)涉及矢量運算，又構(gòu)建了三角形時，若矢量三角形與圖中的某幾何三角形為相似三角形，則可用相似三角形法解題．,如右圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點有一個光滑的小孔．質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上．一根細(xì)線的下端系著小球，上端穿過小孔用手

21、拉?。F(xiàn)拉動細(xì)線，使小球沿圓環(huán)緩慢上移．在移動過程中手對線的拉力F和軌道對小球的彈力FN的大小變化情況是(　　)A．F不變，F(xiàn)N增大　　　B．F不變，F(xiàn)N減小C．F減小，F(xiàn)N不變 D．F增大，F(xiàn)N減小,答案：　C,解析：　由長度三角形AOB與力三角形BFND相似，知＝＝，故FN不變．緩慢上移時減小，F(xiàn)減小，故C對．,4．如圖所示，輕桿BC一端用鉸鏈固定于墻上，另一端有一小滑輪C，重物D系一繩經(jīng)C固定在墻上的A點，滑輪與繩的質(zhì)量及

22、摩擦均不計．若將繩一端從A點沿墻稍向上移，則系統(tǒng)再次平衡后(　　)　　　　A．輕桿與豎直墻壁間的夾角減小　　B．繩的拉力增大，輕桿受到的壓力減小　　C．繩的拉力不變，輕桿受到的壓力減小　　D．繩的拉力不變，輕桿受到的壓力不變　　【答案】C,5．如圖所示，A、B兩球用勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，B球用長為L的細(xì)繩懸于O點，A球固定在O點正下方，且O、A間的距離恰為L，此時繩子所受的拉力為F1，現(xiàn)把A、B間的彈簧換成勁度系

23、數(shù)為k2的輕彈簧，仍使系統(tǒng)平衡，此時繩子所受的拉力為F2，則F1與F2之間的大小關(guān)系為(　　)　　　　A．F1F2　　C．F1＝F2 D．無法確定　　【答案】C,13．如圖甲所示，一輕桿兩端固定兩個小球A、B且mA＝4mB，跨過小定滑輪連接A、B的輕繩長為L，則平衡時OA、OB分別為多長？　　　　甲,【解析】解法一　分別對A、B進(jìn)行受力分析，如圖乙所示．　　　　乙　　由圖

24、可發(fā)現(xiàn)，△AFE與△OAC相似．設(shè)繩子對小球的拉力TA＝TB＝T，有：　　　　由△BPQ與△OBC相似，有：　　根據(jù)題意，有：OA＋OB＝L　　聯(lián)立可解得：　　OA＝ L，OB＝ L．,解法二　如圖丙所示，取兩球、輕桿及細(xì)繩整體為研究對象，由平衡條件知：滑輪兩側(cè)輕繩與豎直方向夾角相等；過O點的豎直線與輕桿的交點C為A、B的重心．　　　　丙　　由重心的性質(zhì)知AC∶CB＝1∶4　　故有：OA∶OB

25、＝1∶4　　又因為OA＋OB＝L　　解得OA、OB的長度分別為：OA＝ L，OB＝ L．　　【答案】OA為 L　OB為 L,題型三 共點力平衡中的臨界和極值問題【例3】 跨過定滑輪的輕繩兩端,分別系著物體A和物體B,物體A放在傾角為θ的斜面上,如圖所示,已知物體A的質(zhì)量為m,物體A與斜面的動摩擦因數(shù)為μ(μ<tanθ),滑輪的摩擦不計,要使物體A靜止在斜面上,求物體B的質(zhì)量的取值范圍(按最大靜摩擦力

26、等于滑動摩擦力處理).,解析:先選物體B為研究對象,它受到重力mBg和拉力FT的作用,根據(jù)平衡條件有:FT=mBg①再選物體A為研究對象,它受到重力mg?斜面支持力FN?輕繩拉力FT和斜面的摩擦力作用,假設(shè)物體A處于將要上滑的臨界狀態(tài),則物體A受的靜摩擦力最大,且方向沿斜面向下,這時A的受力情況如圖所示,根據(jù)平衡條件有:FN-mgcosθ=0②FT-Ffmax-mgsinθ=0③由摩擦力公式知:Ffmax=μFN④以上四式聯(lián)立

27、解得:mB=m(sinθ+μcosθ).,再假設(shè)物體A處于將要下滑的臨界狀態(tài),則物體A受的靜摩擦力最大,且方向沿斜面向上,根據(jù)平衡條件有:FN-mgcosθ=0⑤FT+Ffmax-mgsinθ=0⑥由摩擦力公式知:Ffmax=μFN⑦①⑤⑥⑦四式聯(lián)立解得mB=m(sinθ-μcosθ).綜上所述,物體B的質(zhì)量的取值范圍是:m(sinθ-μcosθ)≤mB≤m(sinθ+μcosθ).,答案:m(sinθ-μ

28、cosθ)≤mB≤m(sinθ+μcosθ),方法總結(jié):靜摩擦力是被動力,其大小和方向均隨外力的改變而改變,因此,在解決這類問題時,思維要靈活,思考要全面,否則,很容易造成漏解或錯解.,創(chuàng)新預(yù)測3 如圖所示,小球質(zhì)量為m,兩根輕繩BO?CO系好后,將繩固定在豎直墻上,在小球上加一個與水平方向夾角為60°的力F,使小球平衡時,兩繩均伸直且夾角為60°,則力F大小的取值范圍是什么?,解析:對小球進(jìn)行受力分析如圖所示,根

29、據(jù)物體的平衡條件有在水平方向上:Fcosθ-FTBcosθ-FTC=0①在豎直方向上:Fsinθ+FTBsinθ-mg=0②,9．如圖甲所示，晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間的摩擦均忽略不計，衣服處于靜止?fàn)顟B(tài)．如果保持兩桿不動，繩子B端在桿上的位置不變，將A端上移少許，穩(wěn)定后衣服仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．則(　　)　　　　甲　　A．繩子的彈力增大　　B．繩子的彈力不變　　C．繩對

30、掛鉤彈力的合力減小　　D．繩對掛鉤彈力的合力不變,【解析】由平衡條件知，繩對掛鉤的彈力的合力方向向上，大小等于衣服及衣架的總重力，故選項D正確．　　設(shè)繩子與水平方向的夾角為θ，有FN＝ ，延長BO與左豎桿交于A′點，可知OA′＝OA(如圖乙所示)．　　　　乙　　再設(shè)繩的總長為L，兩豎桿的間距為x，有Lsin θ＝ ．可見繩子與水平方向的夾角θ與A、B兩點的高度差無關(guān)，故選項C錯誤、

31、D正確．　　【答案】BD,解析:將bO延長,如圖,cosα=d/L,d為兩桿間距離,L為繩長,α的大小跟a?b的位置無關(guān).因此,在b端下移過程中,滑輪移動,但α的大小不變,FT不變,故A正確.,,課堂小結(jié)：,1、什么是力的分解？,2、如何進(jìn)行力的分解？,3、什么是正交分解？怎樣進(jìn)行正交分解？,4、矢量在運算中用什么法則？,（按力所產(chǎn)生的實際作用效果進(jìn)行分解）,（把一個已知力沿著兩個互相垂直的方向進(jìn)行分解）,（三角形定則 or 平行四邊

32、形定則）,四、練習(xí)題,（1）用兩根繩子吊起一重物，使重物保持靜止，逐漸增大兩繩之間夾角，則兩繩對重物的拉力的合力變化情況是（ ）每根繩子拉力大小的變化情況是（ ）A.減小 B.不變 C.增大 D.無法確定,（2）現(xiàn)有一個沿正北方向的力10牛，將它沿正東和西北方向分解。那么沿正東方向的分力是 牛，沿西北方向的分力是 牛。,,,B,C,10,14,下一頁,,,上一頁,結(jié)束,,首頁,,（3）如圖所示，質(zhì)量為m的