《《力的分解》课件（2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《力的分解》课件（2）（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第2节力的分解节力的分解目标导航目标导航1.理解力的分解是以力作用的实际效果为依理解力的分解是以力作用的实际效果为依据据(难点难点)2会用作图法求分力，会用三角形法计算会用作图法求分力，会用三角形法计算分力分力(重点重点)3掌握力的正交分解法掌握力的正交分解法(重点重点)新新知知初初探探自自学学导导引引一、分力、力的分解一、分力、力的分解1分分力力：如如果果几几个个力力共共同同作作用用的的效效果果与与一一个个力力的的作作用用效效果果相相同同，则则这这几几个个力力叫叫那那个个力力的的分分力力2力的分解力的分解求一个已知力的求一个已知力的_叫做力的分解叫做力的分解分力分力3力的分解法则力的分解法
2、则力力的的分分解解是是_的的逆逆运运算算，同同样样遵遵守守_， 即即：把把一一个个已已知知力力F作作为为平平行行四四边边形形的的对对角角线线,那那么么与与力力F共共点点的的平平行四边形的邻边就表示力行四边形的邻边就表示力F的两个分力的两个分力F1、F2.4力的分解原则力的分解原则(1)一一个个力力分分解解为为两两个个力力，从从理理论论上上讲讲有有无无数数组组解解因因为为同同一一条条对对角角线线可可以以构构成成的的平平行行四四边边形有无穷多个形有无穷多个(2)在在 实实 际际 问问 题题 中中 要要 依依 据据 力力 的的_分解分解力的合成力的合成平行四边形定则平行四边形定则实际作用效果实际作用
3、效果二、力的正交分解二、力的正交分解1.正交分解：把一个力分解正交分解：把一个力分解为两个为两个_的分力，的分力，这种分解方法叫做力的正这种分解方法叫做力的正交交分分解解，如如图图所所示示，F的的分分力力分分别别为为Fx_，Fy_.2正正交交分分解解的的优优点点：正正交交分分解解适适用用各各种种矢矢量量,并并将将矢矢量量运运算算转转化化成成_的的标标量运算量运算互相垂直互相垂直FcosFsin坐标轴方向上坐标轴方向上三、力的分解的应用三、力的分解的应用当当合合力力一一定定时时，分分力力的的_和和_将将随随着着分分力力间间夹夹角角的的改改变变而而改改变变两两个个分分力力间间的的夹角越大，分力也就
4、夹角越大，分力也就_大小大小方向方向越大越大要要点点探探究究讲讲练练互互动动学案导引学案导引1分力大小与合力的大小有何关系？分力大小与合力的大小有何关系？2力分解的一般思路是什么？力分解的一般思路是什么？要点一要点一力的分解力的分解1遵循法则和方法遵循法则和方法(1)力力的的分分解解是是力力的的合合成成的的逆逆运运算算，遵遵守守平平行行四边形定则四边形定则(2)把把一一个个已已知知力力作作为为平平行行四四边边形形的的对对角角线线，则则与与已已知知力力共共点点的的平平行行四四边边形形的的两两个个邻邻边边就就表表示示两两个个分分力力,在在力力的的合合成成中中求求的的是是对对角角线线在在力的分解中，
5、求的是两邻边力的分解中，求的是两邻边2力的分解特点力的分解特点(1)同同一一个个力力，在在没没有有其其他他限限制制条条件件的的情情况况下下,应应用用平平行行四四边边形形定定则则，可可以以分分解解为为无无数数对对大大小、方向不同的力；小、方向不同的力；(2)实实际际分分解解的的过过程程中中，往往往往依依据据力力的的实实际际效效果来对力进行分解果来对力进行分解4常见实例分析常见实例分析实例实例重力产生效果分析重力产生效果分析物体的重力产生两个效果：物体的重力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力趋势的分力F1；二是物体压；二是物体压紧斜面的分力紧斜面的分力F2，F
6、1mgsin，F2mgcos特特别别提提醒醒：(1)对对力力进进行行分分解解时时，要要按按力力的的作作用效果准确确定出两个分力的方向用效果准确确定出两个分力的方向(2)对对力力进进行行分分解解时时，必必须须用用刻刻度度尺尺画画出出标标准准的的“ ”便于确定角度关系便于确定角度关系,用数学方法求解用数学方法求解. 如图所示，光滑如图所示，光滑斜面的倾角为斜面的倾角为，有两个，有两个相同的小球，分别用光滑相同的小球，分别用光滑挡板挡板A、B挡住，挡板挡住，挡板A沿沿竖直方向，挡板竖直方向，挡板B垂直于斜面，则两挡板受到垂直于斜面，则两挡板受到小球压力大小之比为多大？斜面受到两小球压小球压力大小之比
7、为多大？斜面受到两小球压力的大小之比为多大？力的大小之比为多大？例例1【思路分析思路分析】本题的解题思路可表示为：本题的解题思路可表示为：【精精讲讲精精析析】对对小小球球1所所受受的的重重力力来来说说，其其效效果果有有二二：第第一一，使使小小球球沿沿水水平平方方向向上上挤挤压压挡挡板板；第第二二，使使小小球球垂垂直直压压紧紧斜斜面面因因此此，力力的的分分解解如如图图甲甲所所示示，由由此此可可得得两两个个分分力力的的大大小小分分别别为为：F1Gtan，F2G/cos对小球对小球2所受的重力所受的重力G来说，其效果有二：来说，其效果有二：第一，使小球垂直挤第一，使小球垂直挤压压挡挡板板；第第二二，
8、使使小小球球垂垂直直压压紧紧斜斜面面因因此此,力力的的分分解解如如图图所所示示，由由此此可可得得两两个个分分力力的的大大小小分别为：分别为：F3Gsin，F4Gcos所所以以挡挡板板A、B受受到到两两个个小小球球的的压压力力之之比比为为F1F31cos，斜斜面面受受到到两两个个小小球球的的压压力力之之比为比为F2F41cos2.【答案答案】1cos1cos2变式训练变式训练1.如如图图所所示示，用用悬悬绳绳AO、BO、OC悬悬挂挂一一重重物物，已已知知重重物物质质量量为为20 kg，BO绳绳水水平平，AOB150，则则它它们们受受到到的的拉拉力力分分别别为为多大？多大？(g取取10 m/s2)
9、答案：答案：400 N346.4 N200 N学案导引学案导引1正交分解法有哪些优点？正交分解法有哪些优点？2正交分解时如何选取坐标轴？正交分解时如何选取坐标轴？要点二要点二对正交分解法的理解对正交分解法的理解1对正交分解法的理解对正交分解法的理解(1)“建系建系”原则原则为了简化问题，应使尽可能多的力落在坐标为了简化问题，应使尽可能多的力落在坐标轴上；当物体在某一方向上有明显的不平衡轴上；当物体在某一方向上有明显的不平衡或有加速度，应考虑将这一方向落在坐标轴或有加速度，应考虑将这一方向落在坐标轴上上(2)适用情况适用情况力的正交分解法是最常用的处理力学问题的力的正交分解法是最常用的处理力学问
10、题的方法当物体受多个力作用时，常用正交分方法当物体受多个力作用时，常用正交分解法进行力的运算解法进行力的运算2正交分解法的步骤正交分解法的步骤(1)建立坐标系建立坐标系建立坐标系，以共点力的作用点为坐标原点建立坐标系，以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系直角坐标系x轴和轴和y轴的选择应使尽量多的力轴的选择应使尽量多的力落在坐标轴上落在坐标轴上(2)正交分解各力正交分解各力正交分解各力，将每一个不正交分解各力，将每一个不在坐标轴上的力分解到在坐标轴上的力分解到x轴和轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示轴上，并求出各分力的大小，如图所示 如图所示，重为如图所示，重为500 N的人通过跨过定滑
11、轮的轻绳牵的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重引重200 N的物体，当绳与水平的物体，当绳与水平面成面成60角时，物体静止不动，不计滑轮与角时，物体静止不动，不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的大小大小例例2【答案答案】326.8 N100 N【借借题题发发挥挥】正正交交分分解解法法用用途途广广泛泛，特特别别适适用用于于物物体体受受多多个个力力作作用用的的情情况况正正交交分分解解从从本本质质上上讲讲，就就是是进进行行力力的的合合成成时时，将将一一般般的的平平行行四边形转化为矩形处理四边形转化为矩形处理变式训练变式训练2.如图所示，用绳如图所示，用绳A
12、C和和BC吊起一个重吊起一个重50 N的物体，两的物体，两绳绳AC、BC与竖直方向的夹与竖直方向的夹角分别为角分别为30和和45，求绳，求绳AC和和BC对物体的拉对物体的拉力力答案：见解析答案：见解析学案导引学案导引1一个力的分力是确定的吗？一个力的分力是确定的吗？2一个力一般以什么原则分解？一个力一般以什么原则分解？要点三要点三力的分解的讨论力的分解的讨论力分解时有以下几种力分解时有以下几种(合力合力F的大小和方向是已的大小和方向是已知的知的)：已知条件已知条件示意图示意图解的情况解的情况已知两已知两个分力个分力的方向的方向已知两已知两个分力个分力的大小的大小有两组解或无解有两组解或无解(当
13、当|F1F2|F或或FF1F2时无解时无解)已知条件已知条件示意图示意图解的情况解的情况已知一已知一个分力个分力的大小的大小和方向和方向已知一已知一个分力个分力的大小的大小和另一和另一个分力个分力的方向的方向有四种情况有四种情况(图略图略)(1)当当F1Fsin时，时，有一组解有一组解(2)当当F1Fsin时，时，无解无解(3)当当FsinF1F时，时，有两组解有两组解(4)当当F1F时，有一组时，有一组解解特特别别提提醒醒：在在对对力力进进行行分分解解时时，分分解解的的结结果果可能不惟一，解题时须引起注意可能不惟一，解题时须引起注意例例例例3 3变式训练变式训练3分解一个力，若已知它的一个分
14、力的大分解一个力，若已知它的一个分力的大小和另一个分力的方向，且合力、分力不共小和另一个分力的方向，且合力、分力不共线，则以下正确的是线，则以下正确的是()A只有惟一一组解只有惟一一组解B一定有两组解一定有两组解C可能有无数组解可能有无数组解D可能有两组解可能有两组解解解析析：选选D.分分解解一一个个力力，若若已已知知其其中中一一个个分分力力的的方方向向，可可做做出出另另一一个个分分力力的的最最小小值值，如如图图所所示，示，F2Fsin，(1)当当F2Fsin时，无解时，无解(2)当当F2Fsin时，有惟一解，此时时，有惟一解，此时F1F2.(3)当当FsinF2F时，有两组解时，有两组解(4
15、)当当F2F时，有惟一解时，有惟一解综上所述，可知本题正确答案为综上所述，可知本题正确答案为D.热热点点示示例例创创新新拓拓展展力的分解在实际中的应用力的分解在实际中的应用经典案例经典案例(8分分)某压榨机的结构示意图某压榨机的结构示意图如图所示，其中如图所示，其中B点为固定铰点为固定铰链，若在链，若在A铰链处作用一垂直铰链处作用一垂直于于壁壁的的力力F，则则由由于于力力的的作作用用，使使滑滑块块C压压紧紧物物体体D.设设C与与D光光滑滑接接触触，杆杆的的重重力力不不计计，压压榨榨机机的的尺尺寸寸如如图图所所示示，求求物物体体D所所受受压压力力的的大大小小是是F的多少倍？的多少倍？(滑块滑块C
16、重力不计重力不计)【审题指导审题指导】审题时要注意以下两个层审题时要注意以下两个层次：次：(1)F的作用有两个效果沿的作用有两个效果沿AB和和AC方向压缩方向压缩两杆两杆(2)杆杆AC的弹力产生两个效果，沿水平方向的弹力产生两个效果，沿水平方向向左推向左推C和沿竖直方向挤压和沿竖直方向挤压C.【解题样板解题样板】力力F的作用的作用效果是对效果是对AB、AB两杆产两杆产生沿两杆方向压紧效果的力生沿两杆方向压紧效果的力F1、F2，如图，如图(a)所示，所所示，所以以有有F1F2F/2cos.力力F2的的作作用用效效果果是是对对滑滑块块C产产生生水水平平向向左左推推的的分分力力和和竖竖直直向向下下压
17、压紧紧的的分分力力N，所所以以再再将将力力F2沿沿水水平平方方向向和和竖竖直直方方向向分分解解，如如图图(b)所所示示，由由此此有有：NF2sin.(5分分)由由题题图图中中的的几几何何关关系系可可知知tan10，由由以以上上三三式式可可得得滑滑块块C对对物物体体D的的压压力力：NN5F.(3分分)【答案答案】5倍倍【借借题题发发挥挥】在在解解决决具具体体的的物物理理问问题题时时，一一般般都都应应该该感感受受并并确确立立力力的的实实际际作作用用效效果果，按按力力的的效效果果确确定定好好分分力力的的方方向向再再遵遵循循平平行行四四边边形形定定则则画画出出力力的的平平行行四四边边形形，从从而而将将
18、实实际际的的物物理理问问题题转转化化为为一一个个根根据据已已知知边边角角关关系系求求解解的的几几何何问题加以求解问题加以求解名名师师讲讲坛坛精精品品资资源源杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥2008年年5月月1日顺利通车的杭日顺利通车的杭州湾跨海大桥是一座横跨中州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，国杭州湾海域的跨海大桥，它北起浙江嘉兴海盐郑家埭，它北起浙江嘉兴海盐郑家埭，南至宁波慈溪水路湾，全长南至宁波慈溪水路湾，全长36公里，是世界公里，是世界上最长的跨海大桥，比连接巴林与沙特的法赫上最长的跨海大桥，比连接巴林与沙特的法赫德国王大桥还长德国王大桥还长11公里，成为继美国的庞恰特公里，成
19、为继美国的庞恰特雷恩湖桥后世界第二长的桥梁雷恩湖桥后世界第二长的桥梁大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨大桥设南、北两个航道，其中北航道桥为主跨448 m的的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准35000吨；南航道桥为主跨吨；南航道桥为主跨318 m的的A型单塔型单塔双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准双索面钢箱梁斜拉桥，通航标准3000吨吨杭州湾跨海大桥是斜拉桥，斜拉桥又称斜张杭州湾跨海大桥是斜拉桥，斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系其可看做的梁体组合起来的一种结构体系其可看做是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁其是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料了结构重量，节省了材料斜拉桥的力学原理就是力的合成与分解斜拉桥的力学原理就是力的合成与分解
