新教材适用2023_2024学年高中物理第3章相互作用__力4力的合成和分解第2课时力的效果分解法和力的正交分解法课件新人教版必修第一册

这是一份新教材适用2023_2024学年高中物理第3章相互作用__力4力的合成和分解第2课时力的效果分解法和力的正交分解法课件新人教版必修第一册，共35页。

第三章　相互作用——力4．力的合成和分解第2课时　力的效果分解法和力的正交分解法目标体系构建1．学会根据力的效果分解力。2．初步理解力的正交分解法。3．会根据不同给定条件分解力。课前预习反馈 (1)力的分解定义：求一个已知力的_______叫作力的分解。力的分解是力的合成的_________。(2)力的分解法则：遵循平行四边形定则。把一个已知的力作为平行四边形的_________，与力共点的平行四边形两邻边就是两个_______。(3)分解依据①一个力分解为两个力，如果没有限制，可以分解为_________大小、方向不同的分力。②实际问题中，要依据力的_______________或需要分解。分力逆运算对角线分力无数对实际作用效果说明：力的分解按实际作用效果分解之前要先搞清楚力的作用效果，从而确定分力的方向。(1)定义：将一个力分解为两个___________的分力，以便于对问题的分析讨论，这种方法称为正交分解法。如图所示。(2)公式：F1＝Fcos θ，F2＝___________。说明：正交分解适用于各种矢量的分解。互相垂直Fsin θ『微训练』1．根据预习内容，判断下列说法正误：(1)某个分力的大小不可能大于合力。( )(2)当物体受多个力作用时，常用正交分解法进行力的运算。( )(3)一个力分解时若不加限制条件可以分解为无数对分力。( )(4)在进行力的分解时必须按照力的实际效果来分解。( )×√√×2．(多选)将一个力F分解为两个分力，下列分解方法中可能的是( )A．一个分力的大小与F的大小相同B．一个分力与力F相同C．一个分力垂直于FD．两个分力与F都在同一条直线上解析：根据平行四边形的特点，它的一条边与对角线相等或垂直都是可能的，所以选项A、C都有可能；当一个分力与F相同时，另一个分力为零，选项B不可能分解为两个分力；合力与分力在一条直线时F＝|F1±F2|，选项D是可能的。ACD课内互动探究探究力的分解(效果分解法)要点提炼1．力的效果分解法的一般思路2．常见实例分析典例剖析 如下图所示，重力为G的物体放在倾角为α的光滑斜面上，分别被垂直斜面的挡板(如甲图)和竖直放置的挡板(如乙图)挡住。根据力的作用效果，试对两个图中物体的重力进行分解，作出示意图，并求出两分力的大小。思路引导：对一个确定的物体所受的力进行分解时，应考虑实际效果，进行有意义的分解。本题中由于挡板的方位不同，重力产生的两个分力的方向也不同。要注意根据力的实际作用效果确定两个分力的方向。思维升华：按力的作用效果分解时，准确确定两个分力的方向是关键，作出平行四边形后常用三角函数、相似三角形等数学知识求解。 如图，用两根绳子OA及OB把一重物悬挂起来，OAOA，所以β>α，因此FAO>FBO，即绳OA承担的力大。故选A。探究力的分解(正交分解法)要点提炼1．定义：在许多情况下，我们可以把一个力分解为两个相互垂直的分力。把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。2．适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成。3．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，并在图上注明，用符号Fx和Fy表示，如图所示。(3)在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式，与两轴重合的力不需要分解。(4)分别求出x轴、y轴上各力的分力的合力，即：Fx＝F1x＋F2x＋…Fy＝F1y＋F2y＋…典例剖析 (多选)(2023·山东临沂高一校考期末)如图所示，质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力的大小为( )A．Fsin θ B．μ(mg－Fcos θ)C．μ(Fsin θ＋mg) D．Fcos θAB解析：物体在水平方向做匀速直线运动，对物体进行受力分析，则由题意可得Fcos θ＋FN＝mg, Ff＝Fsin θ由摩擦力公式可得Ff＝μFN＝μ(mg－Fcos θ)。故选AB。思维升华：(1)建立坐标系之前，要对物体进行受力分析，画出各力的示意图，一般各力的作用点都移到物体的重心上。(2)为了计算简便，可以使尽量多的力落在坐标轴上，尽量减少分解力的个数。BD课堂达标检测一、力的效果分解法1．(2023·杭州高一月考)如图所示，光滑斜面上的物体的重力分解为G1、G2两个力，下列说法正确的是( )A．物体受到4个力的作用B．G2和物体对斜面的压力相等C．G1等于Gcos θD．G2等于Gsin θB解析：物体在光滑斜面上受到重力和支持力两个力的作用，故A错误；垂直斜面方向，根据受力平衡可知，G2和斜面对物体的支持力相等，据牛顿第三定律则G2和物体对斜面的压力相等，故B正确；根据平行四边形定则可知G1＝Gsin θ，G2＝Gcos θ，故C、D错误。2．(2022·夏津第一中学高一月考)图中的大力士用绳子拉动汽车，绳中的拉力为F，绳与水平方向的夹角为θ。若将F沿水平方向和竖直方向分解，则其竖直方向的分力为( )A解析：如图所示，将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则，竖直方向上分力Fy＝Fsin θ，故选A。3．如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个相同的作用力F。当它们滑动时，受到的摩擦力大小是( )A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最大C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大C解析：三个物体沿地面滑动，受到的均为滑动摩擦力，且Ff＝μFN。三个物体中，乙受到的力F因有沿竖直方向向下的分力Fsin θ作用，可知FN乙＝mg＋Fsin θ，同理FN甲＝mg－Fsin θ，而FN丙＝mg，因此，乙受到的摩擦力最大，甲受到的摩擦力最小，只有C正确。