高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 力的分解图文ppt课件

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 力的分解图文ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了平行四边形定则，无数组，Fcosθ，Fsinθ，盘山公路，高架桥等内容，欢迎下载使用。
1．理解力的分解的概念。知道力的分解是力的合成的逆运算，会用平行四边形定则求分力。会用直角三角形计算分力。2．掌握力的正交分解法。3．通过欣赏“力与平衡”之美，为我国古代精湛的建筑技术而骄傲，体会物理学的技术应用在生产生活中的作用及意义，会用力的分解分析解决生产生活中的实际问题。
知识点一　力的分解1．定义：求一个已知力的____的过程。2．分解法则：力的分解遵循______________。3．力分解的方式(1)一个力分解为两个力，如果无限制条件，则可分解出______大小方向不同的分力。(2)在实际问题中力分解时，要结合力的____分解——即效果分解法。
必备知识·自主预习储备
提醒　把一个力分解为两个力，但不能认为在这两个分力的方向上有两个施力物体。
体验1．思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)力的分解是力的合成的逆运算。(　　)(2)把已知力F分解时，只能分解为两个力。(　　)(3)在力的分解中，分力可以比合力大。(　　)
知识点二　力的正交分解及应用1．力的正交分解(1)定义：为了计算方便，可把一个力分解为两个相互____的分力，这种分解方法称为力的正交分解，如图所示。(2)公式：Fx＝_______，Fy＝_________。(3)正交分解适用于各种____运算。
2．力的分解的应用(1)在生产生活中，力的分解有着十分广泛的应用。如上山的路一般修成________，城市中______要建很长的引桥，等等。(2)当合力一定时，分力的大小和方向将随分力间夹角的改变而改变；在两分力大小相等的情况下，分力间夹角越大，分力____。
体验2．思考辨析(正确的打√，错误的打×)(1)力的正交分解是指把一个力分解为水平和竖直两个方向互相垂直的分力的方法。(　　)(2)正交分解仅适用于矢量运算。(　　)(3)正交分解的两个分力与合力作用效果一定相同。(　　)
在小区或学校门口经常设有减速带，以使行驶的车辆放慢速度，从而有效地保障行人的安全，也大大减少了交通事故的发生。
关键能力·情境探究达成
(1)当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对前轮胎的弹力方向如何？(2)为什么会起到减速的作用？
提示：(1)弹力方向与接触面垂直，指向斜后上方。(2)按照力的作用效果分解，可以将F分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力，水平方向的分力产生减慢汽车速度的作用效果，竖直方向的分力产生向上运动的作用效果。
考点1　力的分解1．力的分解原则(1)一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解。因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示)。(2)实际分解时，按力的作用效果可分解为两个确定的分力。
2．按实际效果分解的几个实例
【典例1】　如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球的压力大小之比为多大？斜面受到两小球的压力大小之比为多大？
[答案]　1∶cs θ　1∶cs2θ
规律方法　力的分解的原理与步骤(1)原理：若两个力共同作用的效果与某一个力作用时的效果完全相同，则可用这两个力“替代”这一个力。(2)步骤①根据已知力的实际效果确定两个分力的方向。②根据两个分力的方向作出力的平行四边形，确定表示分力的有向线段。③利用数学知识解平行四边形或三角形，计算分力的大小和方向。
考点2　力的正交分解1．正交分解的目的：将力的合成简化为同向、反向或垂直方向的分力，便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算，“分”是为了更好地“合”。2．正交分解的适用情况：适用于计算三个或三个以上共点力的合成。3．力的正交分解的依据：分力与合力的等效性。
4．正交分解的基本步骤(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力落在坐标轴上。(2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示。
【典例2】　在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图所示，求它们的合力。(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
[解析]　如图甲，建立直角坐标系，把各个力分解到这两个坐标轴上，并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有
Fx＝F1＋F2cs 37°－F3cs 37°＝27 NFy＝F2sin 37°＋F3sin 37°－F4＝27 N
[答案]　38.2 N，方向与F1夹角为45°斜向右上
规律方法　正交分解时坐标系的选取原则与方法(1)原则：用正交分解法建立坐标系时，通常以共点力作用线的交点为原点，并尽量使较多的力落在坐标轴上，以少分解力为原则。(2)方法：应用正交分解法时，常按以下方法建立坐标轴。①研究水平面上的物体时，通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴。②研究斜面上的物体时，通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴。③研究物体在杆或绳的作用下转动时，通常沿杆(或绳)方向和垂直杆(或绳)的方向建立坐标轴。
[跟进训练]2．(多选)如图所示，质量为m的物体受到推力F作用，沿水平方向做匀速直线运动，已知推力F与水平地面的夹角为θ，物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力大小为(　　)
A．F cs θ B．μmgC．μFD．μ(mg＋F sin θ)
AD　[对物体受力分析如图所示，因为物体做匀速运动，所以物体所受的合力为零，在水平方向有f＝F cs θ，选项A正确；再由f＝μN，N＝mg＋F sin θ可知，f＝μ(mg＋F sin θ)，选项B、C错误，D正确。]
考点3　力的分解中常见的几种情况讨论常见的有以下四种情况
【典例3】　将一个有确定方向的力F＝10 N分解成两个分力，已知一个分力F1有确定的方向，与F成30°夹角，另一个分力F2的大小为6 N，则在分解时(　　)A．有无数组解　B．有两组解C．有唯一解D．无解
B　[由已知条件可得F sin 30°＝5 N，又5 N＜F2＜10 N，即F sin 30°＜F2＜F，所以F1、F2和F可构成如图所示的两个三角形，故此时有两组解，选项B正确。]
规律方法　力的分解有解或无解，简单地说就是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。
[跟进训练]3．已知两个共点力的合力F为10 N，分力F1的大小为5 N。则关于另一个分力F2的说法正确的是(　　)A．F2的大小是唯一的B．F2的大小可以是任意值C．F2的方向与合力F的方向一定成30°角D．F2的方向与合力F的方向的最大夹角为30°
1．用轻质细绳系住一小球，小球静止在光滑斜面上，如图所示，1为水平方向、2为沿斜面方向、3为沿绳方向、4为竖直方向、5为垂直斜面方向。若要按照力的实际作用效果来分解小球的重力，下列叙述正确的是(　　)A．将小球的重力沿1和5方向分解B．将小球的重力沿2和5方向分解C．将小球的重力沿3和5方向分解D．将小球的重力沿3和2方向分解
学习效果·随堂评估自测
C　[将力进行分解时，一般要按照力的实际作用效果来分解或按需要正交分解，若要按照力的实际作用效果来分解，要看力产生的实际效果，小球重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按3和5两个方向分解。]
2．当直升机倾斜飞行时，螺旋桨产生的升力F垂直于机身，升力F与竖直方向的夹角为θ。现沿水平和竖直两个方向分解力F，如图所示。下列说法正确的是(　　)A．水平分力大小为Fx＝F tan θB．水平分力大小为Fx＝F cs θC．竖直分力大小为Fy＝F tan θD．竖直分力大小为Fy＝F cs θ
D　[将力F分解为两个相互垂直的分力，其中沿水平方向的分力大小为：Fx＝F sin θ。竖直分力大小为：Fy＝F cs θ。故D正确，A、B、C错误。]
3．一辆汽车不小心陷进了泥潭，司机要想办法将车拉出，在司机用力大小一定的情况下，下列哪种方式更容易将车拉动(设汽车受到的阻力相同)(　　)A．甲图中，司机站在车的正前方，水平用力拉车B．乙图中，司机站在高处，斜向上拉车C．丙图中，将绷直的绳子两端分别拴到树上和车上，然后垂直于绳子方向水平用力拉D．丁图中，在树上固定一定滑轮，将绳子绕过定滑轮用力拉
C　[题图甲和题图丁中车受到的水平方向力的大小是司机所施加的力的大小。题图乙中车受到的水平方向力的大小是司机所施加的力在水平方向的分力，题图丙中绳子的拉力大小T1，F为司机所施加的力，如图所示，由受力分析图可知T＝F，T1>T，汽车所受到的绳子的拉力大于司机所施加的力。综上汽车水平方向所受到的拉力T丙＞T甲＝T丁＞T乙，故选C。]
4．(新情境题：以千斤顶顶起轿车为背景，考查力的分解)如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°。(1)此时千斤顶每臂受到的压力是多大？(2)若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力如何变化？
[答案]　(1)1.0×105 N　(2)减小