高中教科版 (2019)5 力的分解获奖ppt课件
展开理解力的分解原则,学会在实际问题中按效果或用正交分解法分解力并解决问题。通过对力的合成与力的分解本质属性互为可逆的理解,培养综合分析问题的能力。根据刀斧容易把木桩劈开的问题情境,形成基于证据得出结论并作出科学解释的素养。。
斜拉桥的桥面被许多斜向的钢索吊住,它们共同作用的效果竖直向上,以平衡桥面竖直向下的重力。我们选取其中一根钢索来进行研究。经验告诉我们:它对桥面既有竖直向上的作用,又有沿水平方向的作用。
一 一个力可用几个力来替代
1 力的分解一个力作用在物体上也可以用几个共同作用在物体上的共点力来等效替代,这几个力称为那一个力的分力。求一个已知力的分力叫作力的分解。2 对力的分解的认识
(1)在力的分解中,合力是实际存在的,分力是虚似的。作受力分析时只分析合力。(2)一个力分解为两个力,从理论上讲可以分解为无数组大小、方向不同的分力。因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无数个(如图所示)。(3)某个性质的力,不能分解为另一性质的力。说明:根据图可以确定①合力一定,两个大小相等的分力的夹角越大,两分力就越大;②合力可以大于分力,可以等于分力,也可以小于分力。
3 按实际需要分解力(1)小实验:如图所示,取一根细线,将细线的一端系在左手中指上,另一端系上一个重物,用一支铅笔的一端系在细线上的某一点A,使铅笔保持水平,铅笔的另一端置于手掌心,细线的下段保持竖直。请做一做,说出你的感觉,并思考重物竖直向下拉细线的力产生怎样的作用效果?
(2)力的作用效果:感觉到细线拉手指、铅笔压掌心。即重物竖直向下拉细线的力会产生两个效果:沿着上边斜线方向斜向下拉细线,沿着水平方向向左压铅笔。
分析:放在斜面上的物体受到重力、支持力和摩擦力,在这三个力的作用下物体处于平衡状态。为了能方便地解决这个问题,我们把重力G沿斜面方向和垂直斜面方向分解。
1 生活情境我们不可能用双手掰开一段木桩,但是用斧子,就很容易把木桩劈开。2 原理如图1所示,斧子的横截面是一个楔形,斧子在砍进木桩时,斧子和木桩相互挤压,斧子对两侧的木桩有很大的侧向压力。如果斧子作用在木桩上的力为F,可以把力F沿着垂直两个侧面的方向分解,如图2所示。可以看到,斧子的这种独特的构造,能将一个较小的力F分解为两个较大的分力F1和F2,F1和F2越大,斧子对木桩的侧向压力也越大,斧子越容易把木桩劈开。
3 怎么样才能更容易劈开物体当合力一定时,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,分力也将越大,如下图所示。将刀斧的背适当做厚,刃做薄,使其锋利,可使劈开物体时分力之间的夹角较大,刀面、斧面对两个劈开面的侧向压力也较大,物体更容易被劈开。
思考 假如汽车陷入泥坑中,旁边有一颗大树,如何能把汽车拉出来呢?
如图所示,为拉出陷入泥坑的汽车,可将绳子的一端绑在树上,另一端和汽车相连,并使绳子绷紧,然后在绳子中间用垂直于绳的力拉绳。这个拉力便可分解成两个较大的分力,使绳对汽车产生很大的拉力,从而把汽车从泥坑中拉出。
1 方法概述把力沿着两个选定的相互垂直的方向(平面直角坐标系的坐标轴)分解的方法。选共点力的作用点为原点,坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,以少分解力和容易分解力为原则。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。
点拨:正交分解的原因当物体受到同一平面内多个力作用时,若用平行四边形定则求解既不方便也不准确,因此先正交分解,然后再合成。
说明:①正交分解法不一定按力的实际需要分解,而是在两个相互垂直的方向上分解,这是处理多力问题的一种方法;②正交分解的目的是为了便于力的合成。
例:如图所示,水平地面上有一重60 N的物体,在与水平方向成30°角斜向右上、大小为20 N的拉力F作用下匀速运动,求地面对物体的支持力和摩擦力大小。
1.减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障交通安全,当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F,图中弹力F画法正确且分解合理的是( )
2.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了。下列说法中正确的是( )A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
3. [多选]如图所示,一质量为m的物体放在水平面上,受到与水平方向成30°的拉力F作用,物体始终保持静止状态,则下面的说法正确的有( )A.水平面受到的压力大小为mgB.物体受到的静摩擦力大小为FC.当拉力变大时,物体所受的静摩擦力变大D.当拉力变小时,水平面受到的压力变大
5.如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。求:(1)A对地面的压力大小;(2)B对A的压力大小。
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