第5节 力的分解解析.ppt

力的分解 学习目标： 1.知道分力的概念及力的分解的含义。认识到力的分解与力的合成互为逆运算并满足平行四边形定则。 2.了解力的分解具有惟一性的条件。掌握根据力的效果进行分解的方法。 第5节 重点 1.理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。 2.如何判定力的作用效果及分力的确定。 难点 1.力的分解具有惟一性的条件。 2.正确确定分力的方向。 3.求解分力大小的数学方法。 重点难点 一、力的分解 提出问题 【演示实验】 在演示板上先用一个弹簧秤（力F）把橡皮绳的结点拉到O点,然后再用三个或四个弹簧秤沿不同方向拉结点到O. 提出问题：1.这个实验说明了什么呢？ 结论：几个力共同作用的效果与F的作用效果相同. 拓展：几个力共同作用的效果如果跟原来一个力产生的效果相同，那么这几个力就叫做原来那几个力的分力.求几个力的合力的过程叫做力的合成；而求一个已知力的分力叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆运算，力的分解也是遵循平行四边形定则的. 一、力的分解 提出问题 2.我们知道不论有多少个共点力都可以用一个合力来等效替代，换句话说也就是：力的合成是唯一的.那么力的分解是否也是唯一的呢？ 结论：既然可以用多组不同的力来达到同样的效果，也就是说力的合成是唯一的，但力的分解却不是唯一的. 一、力的分解 提出问题 3.力的分解遵循平行四边形定则，如果没有其他限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形，那么我们要如何分解一个力呢？ 结论：力的分解的方法：（1）按照力产生的实际效果进行分解——先根据力的实际作用效果确定分力的方向（2）再根据平行四边形定则求出分力的大小. 一、力的分解 提出问题 实验过程：如图所示，将橡皮筋套在中指上，将铁钉与橡皮筋连接，钉尖端卡在手心处，用另一只手向下拉铁钉与橡皮筋的连接处，体会一下向下的拉力F产生的效果？ 结论：（1）拉力F有沿橡皮筋方向的拉力与沿钉子方向的压力 （2）右图中拉力F分解成F1和F2，F1压缩铁钉，F2拉伸橡皮筋 一、力的分解 提出问题 4.牛对犁的拉力的作用效果是怎样的？应如何分解这个力呢？ 结论：有两个作用效果：一是向前拉犁；二是沿竖直方向向上提犁. 一、力的分解 提出问题 5.人拉旅行箱时，人的拉力的作用效果是怎样的？应如何分解这个力呢？ 结论：有两个作用效果：一是向前拉旅行箱；二是沿竖直方向向上提旅行箱。 典型例题 例1 典型例题 例2 如图所示，一光滑小球放在倾角为 的光滑斜面和竖直的挡板之间，则小球对斜面的压力F1与挡板的压力F2分别多大？ 解析：小球所受重力有两个作用效果：一是使小球压紧斜面，二是使小球压紧挡板。因此将小球所受重力沿以上两个方向进行分解，如图所示。 重力的两个力:G1=Gtan ，G2=G/cos . 因此小球对斜面的压力F1=G2=G/cos 小球对挡板的压力F2=G1=Gtan 答案：G/cos Gtan 总结：求一个已知力的实际分力的方法步骤： （1）根据物体（结点）所处的状态分析力的作用效果； （2）根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向； （3）根据两个分力的方向画出平行四边形； （4）由平行四边形利用几何知识求两个分力 典型例题 例3 如图所示的三角架，AB段水平，BC段与竖直方向成53°角，B端挂有一个重3N的物体，B点受到一个F＝3N方向向下的作用力，试将此力分解，求其两个分力的大小及方向。 解析：根据力的作用效果可知，力F可以分解成沿AB方向的拉力F1和沿BC方向的压力F2。 作平行四边形，如图所示。由几何关系，可知 F1＝ =4N（方向A指向B） F2＝ =5N（方向由B指向C）。 答案：4N（方向A指向B） 5N（方向由B指向C） 说明：通过以上实例探究及分析，我们基本知道如何求分力，一般是根据力的作用效果确定分力的方向，再作力的平行四边形或力三角形，由几何关系求出分力。 二、矢量相加的定则 提出问题 结论:不能简单地把两个力的大小相加，而要按平行四边形定则来确定合力的大小和方向.凡是矢量在合成与分解时都要遵循平行四边形定则. 1.力是矢量，求两个力的合力时，能不能简单地把两个力的大小相加呢？ 二、矢量相加的定则 提出问题 结论:三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的线段首尾相接地画出，把F1、F2的另外两端连接起来，则此连线就表示合力的大小和方向，如图(b)所示.显然，三角形定则是平行四边形定则的简化，本质相同. 2.什么是三角形定则？如何根据平行四边形的性质推导出矢量合成的三角形法则. 典型例题 例4 已知F1和F2作用于同一点，如图所示。试求它们的合力 解析：方法一：利用平行四边形定