高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第五节 力的分解图片ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第五节 力的分解图片ppt课件，共47页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，力的分解方法，对角线，课堂·重难探究，力的分解原则的应用，力的正交分解法，对力的分解的讨论，答案C，核心素养应用，小练·随堂巩固等内容，欢迎下载使用。
1．力的分解：已知一个力求它的________的过程．2．分解法则：遵循平行四边形定则．把一个已知力F作为平行四边形的__________，与力F共点的平行四边形的两个________，就表示力F的两个分力F1和F2.3．力的分解依据一个力可以分解为两个力，如果没有限制，一个力可以分解为__________对大小、方向不同的分力．4．按作用效果分解：将力按照实际作用中产生的效果进行分解．
将物体所受重力按力的效果进行分解，下图中错误的是(　　)【答案】C　
A　　　 　 B　　 　 　C　　 　　D
【解析】A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2；B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2，A、B项正确；C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和G2，故C项画错．D项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2，故D项画得正确．
1．按力的作用效果分解．
例1　如图所示，已知电灯的重力为G＝10 N，AO绳与天花板的夹角θ＝45°，BO绳水平．(1)请按力的实际作用效果将OC绳对O点的拉力加以分解，并作出示意图；(2)AO绳所受的拉力F1和BO绳所受的拉力F2分别为多少？
【解析】(1)OC绳的拉力FT产生了两个效果，一个是沿着AO绳的方向向下拉紧AO绳的分力FT1，另一个是沿着BO绳的方向向左拉紧BO绳的分力FT2.画出分解示意图如图所示．
(2)因为电灯处于静止状态，OC绳的拉力大小等于电灯的重力，即FT＝G＝10 N.由几何关系得BO绳所受的拉力F2＝FT2＝10 N.
变式1　如图所示，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°.如把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为 (　　)【答案】A　
【解析】以C为原点建立直角坐标系，设x轴水平，y轴竖直，在图上标出FAC和FBC在x轴和y轴上的分力，即FACx＝FACsin 30°＝1 N，FBCx＝FBCsin 45°＝1 N，FBCy＝FBCcs 45°＝1 N.在x轴上，Fx合＝FBCx－FACx＝0，
变式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．【答案】38.2 N　方向与F1夹角为45°斜向上
【解析】如图甲所示建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐标轴上，并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有Fx＝F1＋F2cs 37°－F3cs 37°＝27 N，Fy＝F2sin 37°＋F3sin 37°－F4＝27 N.即合力的大小约为38.2 N，方向与F1夹角为45°斜向上．
按实际效果分解的几个实例
1．对力的分解的理解．(1)在力的分解中，合力是实际存在的，分力是虚拟的，并不存在．(2)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．力分解时有解、无解的讨论.
例3　如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力．图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是(　　)A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用C．F2是物体对斜面的压力D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同【答案】D　
【解析】F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故A错误；物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故B错误；F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但两者的受力物体不同，F2的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故C错误；合力的作用效果与分力共同作用的效果相同，故D正确．
变式3　如图所示，高空走钢丝的表演中，若表演者走到钢丝中点时，使原来水平的钢丝下垂与水平面成θ角，此时钢丝上的弹力应是表演者体重的(　　)
例4　(多选)如图所示，将力F(大小已知)分解为两个分力F1和F2，F2和F的夹角θ小于90°.则关于分力F1，以下说法正确的是(　　)A．当F1＞Fsin θ时，肯定有两组解B．当F＞F1＞Fsin θ时，肯定有两组解C．当F1＜Fsin θ时，有唯一一组解D．当F1＜Fsin θ时，无解【答案】BD　　
【解析】如图所示，当F＞F1＞Fsin θ时，根据平行四边形定则，有两组解；若F1＞F，只有一组解．故A错误，B正确．当F1＝Fsin θ时，两分力和合力恰好构成三角形，有唯一解；当F1＜Fsin θ时，分力和合力不能构成三角形，无解．故D正确，C错误．
变式4　已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30 N．则(　　 )A．F1的大小是唯一的B．F2的方向是唯一的C．F2有两个可能的方向D．F2可取任意方向【答案】C　　
【解析】已知一个分力F1有确定的方向，与合力F成30°角，可知另一个分力的最小值为Fsin 30°＝25 N，而另一个分力F2大于25 N且小于50 N，所以F2有两组解，如图所示，故C正确，A、B、D错误．
剪式千斤顶的力学原理剪式千斤顶是基于等腰三角形两腰不变缩短底边会提升高度的几何原理制作而来的．它通过丝杆和螺母来调节上下两个等腰三角的底边来进行提升和下降高度的．就像平常生活中的工具梯，当梯子的两臂的夹角越小，梯子就越高，同理梯子两臂的夹角越大，梯子就越低．适合于机械维修，尤其是小汽车维修，稳定可靠、承载能力大．由于剪式千斤顶属于机械千斤顶，所以不用担心漏油的现象，还可以横过来使用．
例5　如图所示为剪式千斤顶，是用来顶起汽车的装置．当摇动把手时，螺纹轴就迫使千斤顶的左右两臂靠拢，同时抬起重物．汽车被顶起时，汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N.(1)当千斤顶两臂间的夹角为120°时，其两臂受到的压力各是多大？(2)若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将怎样变化？【答案】(1)均为1.0×105 N　(2)减小
【解析】(1)将汽车对千斤顶的压力分解到两臂上，如图所示．由图可以看出，当两个分力互成θ＝120°时，分力大小与合力大小相等，即F1＝F2＝F＝1.0×105 N.
1．一个15 N的力分解成两个分力，下列各组值不可能的有(　　)A．1 N和10 N　B．10 N和10 NC．10 N和5 N　　　D．20 N和20 N【答案】A　【解析】1 N与10 N的合力范围是9 N≤F≤11 N，不可能为15 N，故A错误；10 N与10 N的合力范围是0 N≤F≤20 N，可能为15 N，故B正确；10 N与5 N的合力范围是5 N≤F≤15 N，可能为15 N，故C正确；20 N与20 N的合力范围是0 N≤F≤40 N，可能为15 N，故D正确；本题选不可能的，故选A．
2．已知力F的一个分力F1跟F成30°角，F1大小未知，如图所示，当另一个分力F2取最小值时，分力F1大小为(　　)【答案】C　
3．在倾角为θ的斜面上，物体的重力G可以分解为沿斜面向下的G1和垂直斜面向下的G2，如图所示．下列说法正确的是(　　)A．G1和G2的代数和等于GB．G2就是物体对斜面的压力C．G2＝Gsin θD．G1＝Gsin θ【答案】D　
【解析】重力G分解为垂直斜面向下的力G2和平行斜面向下的力G1.G1和G2的矢量和等于G，故A错误；G2是使物体紧压斜面的分力，不是物体对斜面的正压力，故B错误；G1和G2是重力的两个分力，根据三角形知识可知，G2＝Gcs θ，G1＝Gsin θ，故C错误，D正确．
4．在图中，要将力F沿两条虚线分解成两个力，则A、B、C、D四个图中，可以分解的是(　　)【答案】A　
【解析】根据平行四边形定则可知，分力的方向沿平行四边形的两个邻边的方向，合力的方向沿对角线的方向，所以图A中的力F可以沿两条虚线分解成两个力，故A正确；根据平行四边形定则可知，若两个分力的方向相反，是不可能画出平行四边形的，故B、C错误；根据平行四边形定则可知，分力的方向沿平行四边形的两个邻边的方向，合力的方向沿对角线的方向，所以图D中的力F不能沿图示的方向，D错误．
5．如图所示，重力为G的小球静止在斜面上，下列关于重力的两个分力说法正确的是(　　)A．F1是小球对挡板的压力，大小为Gtan θC．F1是小球所受重力的一个分力，大小为Gtan θD．由于重力的存在，小球同时受G、F1、F2的作用【答案】C