人教版高中物理必修第一册精品课件 第3章 相互作用——力 4 力的合成和分解 课时1.ppt

6.如图所示,一条小船在河中向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力能恰沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。解析:如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向。*3.求合力的几种特例。特别提醒在力的合成中分力是实际存在的,每一个分力都有对应的施力物体,而合力没有与之对应的施力物体。两人同拉一辆车,如图所示,每人都用100N的力拉,车受到的拉力一定是200N吗?提示:不一定。两个力的合力不一定等于两个力大小之和,应根据平行四边形定则,用作图或者计算的方法求得合力。典例剖析【例2】如示意图所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用细绳通过柱顶的光滑定滑轮将重100N的货物拉住。已知人拉着细绳的一端,且该细绳端与水平方向的夹角为30°,则柱顶所受细绳的压力大小为()答案:B解析:以货物为研究对象,根据二力平衡可知,细绳的拉力为100N,所以滑轮两侧细绳的拉力F1=F2=100N。根据平行四边形定则作出滑轮两侧细绳拉力的合力F,如图所示。?根据几何关系可知,柱顶所受细绳的压力大小规律总结(1)作图法“五要”:①分力、合力要共点;②实线、虚线要分清;③分力、合力标度要相同;④作图要准确;⑤对角线要找准。

(2)计算法求合力常用知识:①应用直角三角形关系;②应用等边三角形特点;③应用相似三角形知识。学以致用2.杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥,如图所示。挺拔高耸的208m主塔似一把利剑直刺苍穹,塔的两侧32对钢索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°,每根钢索中的拉力都是3×104N,那么它们对塔柱形成的合力有多大?方向如何?答案:5.2×104N,方向竖直向下解析:把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力,以它们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合力。由对称性可知,合力方向一定沿塔柱竖直向下。下面用两种方法计算这个合力的大小。方法一:作图法(如图甲所示)。自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都为30°。取单位长度为1×104N,则OA和OB的长度都是3个单位长度。量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F=5.2×1×104N=5.2×104N。方法二:计算法(如图乙所示)。根据这个平行四边形是一个菱形的特点,如图乙所示,连接AB,交OC于D,则AB与OC互相垂直平分,三力的分解重难归纳1.按实际效果分解。根据实际问题中力的作用效果,确定出两个分力的方向,画出力的平行四边形,进行分解的方法。其解题基本思路可表示为:2.按实际需要进行分解。实际问题中,一个力的作用效果可有多个理解的角度,这种情况下要根据题目要求,按实际需要进行分解。3.有关力的分解的讨论。力分解时是有解还是无解,关键是看代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形)。若可以构成平行四边形(或三角形),说明合力可以分解成给定的分力,即有解;若不能,则无解。常见的有四种分解情况:4.力的正交分解法。定义把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法坐标轴的选取原则坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则:(1)使尽量多的力处在坐标轴上。(2)尽量使某一轴上各分力的合力为零适用情况适用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力情况优点(1)可借助数学中的直角坐标系对力进行描述。(2)分解时只需熟知三角函数关系、几何关系,简单且容易求解。(3)分解多力时,可将矢量运算化为代数运算我们不可能直接用双手把一段圆木掰成两半,但若我们使用斧子,就很容易将圆木向两边劈开(如图甲、乙)。仔细观察你会发现,斧子的横截面就像是两个背靠背黏合在一起的斜面。斧子这种独特的形状能够将一个较小的力分解成两个较大的分力。想一想,这是什么原因呢?提示:当合力一定时,分力的大小和方向将随着分力间夹角的改变而改变。两个分力间的夹角越大,分力也就越大(如图甲、乙)。刀、斧等工具正是利用了这一道理。将刀、斧的刃做薄,使其锋利;将其背适当做厚,使劈开物体的分力之间的夹角较大,产生的分力也就较大。典例剖析答案:AD解析:因Fsin30°F2F,所以F1的大小有两种情况,如图所示,规律总结力的分解的两点技巧(1)对于力的分解常常需要采用作图法进行定性或定量的分析,看看合力与分力能否构成平