高一物理思想方法:力的分解法
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高一物理力的合成和分解知识点力的合成和分解是高中物理中一个非常重要的知识点,它是力学研究的基础。
在这篇文章中,我们将探讨力的合成和分解的概念、方法以及应用。
一、力的合成力的合成是指将多个力合成为一个力的过程。
当多个力作用于同一个物体时,可以将它们合成为一个等效的力。
1.1 向量图示法向量图示法是力的合成的一种常用方法。
我们将多个力用箭头表示,箭头的长度代表了力的大小,箭头的方向表示了力的方向。
将多个力的箭头连在一起,起点为物体的起始位置,终点为物体的终止位置,最后结果的箭头即为合成力。
1.2 分解求合分解求合是另一种常用的力的合成方法。
对于平行四边形法则中的图形,我们可以用三角形法则将合力分解为两个分力。
分解时,需要确定一个参考方向,将合力拆分为垂直于参考方向的两个分力。
二、力的分解力的分解是指将一个力分解为平行或垂直于某一方向的两个力的过程。
力的分解可以将一个复杂的问题简化为两个相对简单的问题,便于计算。
2.1 平行分解平行分解是将一个力分解为平行于某一参考方向的两个力的过程。
利用力的平行四边形法则,我们可以通过确定一个参考方向,将合力拆分为两个平行力。
2.2 垂直分解垂直分解是将一个力分解为垂直于某一参考方向的两个力的过程。
利用力的三角形法则,我们可以通过确定一个参考方向,将合力拆分为一个垂直于参考方向的力和一个平行于参考方向的力。
三、力的合成和分解的应用力的合成和分解在物理学中有广泛的应用。
下面我们将介绍几个常见的应用。
3.1 平面力问题在平面力问题中,物体受到多个平面力的作用。
利用力的合成和分解的方法,可以将这些力合成为一个等效力,从而简化问题的求解。
3.2 斜面上的力在斜面上,一个物体同时受到重力和斜面给予的支持力的作用。
利用力的分解,我们可以将这两个力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个力,以便求解问题。
3.3 物体受力平衡问题在物体受力平衡问题中,物体受到多个力的作用,且力的合力为零。
新人教版高一物理必修1重要知识点:力的分解一、分力的概念一、几个力,若是它们一起产生的成效跟作用在物体上的一个力产生的成效相同,那么这几个力就叫做那个力的分力。
二、分力与合力是等效替代关系,其相同的地方是作用成效相同;不同的地方是不能同时显现,在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。
二、力的分解一、力的分解的概念:求一个已知力的分力叫做力的分解。
二、力的分解是力的合成的逆运算。
一样遵守力的平行四边形定那么:若是把已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2。
3、力的分解的特点是:同一个力,假设没有其他限制,能够分解为无数对大小、方向不同的力,通常依照力的作用成效分解力才有实际意义。
4、按力的成效分解力F的一样方式步骤:依照物体所处的状态分析力的作用成效依照力的作用成效,确信两个实际分力的方向;依照两个分力的方向画出平行四边形;依照平行四边形定那么,利用学过的几何知识求两个分力的大小。
也可依照数学知识用计算法。
三、对一个已知力进行分解的几种常见的情形和力的分解的定解问题将一个力F分解为两个分力,依照力的平行四边形法那么,是以那个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。
在无附加条限制时可作无数个不同的平行四边形。
这说明两个力的合力可唯一确信,一个力的两个分力不是唯一的。
要确信一个力的两个分力,必然有定解条。
假设合力F必然一、当俩个分力F1已知,求另一个分力F2,如图F2有唯一解。
二、当俩个分力F1,F2的方向已知,求这俩个力,如图F1,F2有唯一解3、当俩个分力F1,F2的大小已知,求解这俩个力。
A、当F1?F2?F一组解。
BF1?F2?F,无解。
,F1?F2?F,俩个解。
4、当一个分力的方向已知,另一个大小未知。
①F2?Fsin?,无解。
②F2?Fsin?,一个解。
③Fsin??F2?F,一组解。
④F?F2,一组解⑤F2?Fsin?为问题的临界条。
力的分解知识集结知识元力的分解知识讲解力的分解一、力的分解1.力的分解:求一个已知力的分力叫做力的分解.2.分解规律:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则,即把已知力作为平形四边形的对角线,那么,与已知力共面的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力.3.力的分解方法:根据力F产生的作用效果,先确定两个分力的方向,再根据平行四边形定则用作图法作出两个分力F1和F2的示意图,最后根据相关数学知识计算出两个分力的大小二、力的分解的解的问题1.已知两分力方向(1)两分力方向在一条直线上时当两力与合力同向时,无论是同向还是反向,均有无数组解.(2)两分力不在一条直线上时要使问题有解,合力必夹在两分力之间,仅有一组解.2.已知一个分力的大小和方向合力与一个确定的分力已经确定了三角形的三个顶点(三力在一条直线上的情况可看成是压扁的三角形),由三角形定则知,解是唯一的.3.已知两个分力的大小要使问题有解,两个分力的代数和不能小于合力的大小;差的绝对值不能大于合力的大小.在这个前提下讨论,可以做图得到结果.(1)当时在平面内有两解,在空间中有无数解.(如图所示)(2)当时,有唯一解(3)当时,有唯一解4.已知其中一分力F1的方向和另一分力F2的大小时(1)已知方向的分力与合力成锐角时(2)已知方向的分力与合力成直角或钝角时当时,无解.当时,有唯一解.按力的效果进行分解一、按效果分在实际问题中一个力究竟该分解成怎样的两个力,要看力的实际作用效果二、分解方法:1.根据力的实际作用效果确定两个分力的方向2.根据两个分力的方向做平行四边形3.根据平行四边形和相关的数学知识,求出两个分力的大小和方向.正交分解法正交分解法是把力沿着两个经选定的互相垂直的方向作分解,其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算,它是处理力的合成和分解的复杂问题的一种简便方法,其步骤如下:1.正确选定直角坐标系.通常选共点力的作用点为坐标原点,坐标轴方向的选择则应根据实际问题来确定,原则是使坐标轴与尽可能多的力重合,即:使向两坐标轴投影分解的力尽可能少.在处理静力学问题时,通常是选用水平方向和竖直方向上的直角坐标,当然在其他方向较为简便时也可选用.2.分别将各个力投影到坐标轴上,分别求出x轴和y轴上各力的投影的合力F x和F y:F x=F1x+F2x+F3x+……;F y=F1y+F2y+F3y+……(式中的F1x和F1y是F1在x轴和y轴上的两个分量,其余类推.)这样,共点力的合力大小为:F=.3.设合力的方向与x轴正方向之间的夹角为α,因为tanα=,所以,通过查数学用表,可得α数值,即得出合力F的方向.特别的:若F=0,则可推得F x=0,F y=0.这是处理多个力作用下物体平衡问题的常用的好办法.例题精讲力的分解例1.关于力的分解,下列说法中不正确的是()A.一个力可以分解成两个比它大的分力B.一个力可分解成两个大小跟它相等的力C.如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的D.如果一个力以及它的一个分力大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了例2.如图所示,将力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小和F2与F之间的夹角α,且α为锐角,则()A.当F1>F sinα时,一定有两解B.当F1=F sinα时,有唯一解C.当F1<F sinα时,无解D.当F sinα<F1<F时,一定有两解例3.如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成53°角时,物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为(不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6)()A.B.C.D.当堂练习单选题练习1.在日常生活中,力的分解有着广泛的应用,如甲图用斧子把木桩劈开的图,已知两个侧面之间的夹角为2θ,斧子对木桩施加一个向下的力F时,产生了大小相等的两个侧向分力F1、F2,由乙图可得下列关系正确的是()A.B.C.D.练习2.如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态,设杆与水平面间的夹角为θ.下列说法正确的是()A.当m一定时,θ越大,轻杆受力越小B.当m一定时,θ越小,滑块对地面的压力越大C.当θ一定时,M越大,滑块与地面间的摩擦力越大D.当θ一定时,M越小,可悬挂重物C的质量m越大练习3.将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6N,则在分解时()A.有无数组解B.有两组解C.有唯一解D.无解练习4.为了行车的方便与安全,上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路,这样做的主要目的是()A.减小上山车辆受到的摩擦力B.减小上山车辆的重力C.减小上山车辆对路面的压力D.减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力练习5.关于力的分解,下列说法中不正确的是()A.一个力可以分解成两个比它大的分力B.一个力可分解成两个大小跟它相等的力C.如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的D.如果一个力以及它的一个分力大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了练习6.已知两个共点力F的合力为2N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为N.则()A.F2的方向是唯一的B.F2有无数个可能的方向C.F1的大小是唯一的D.F1的大小可取N练习7.如图中按力的作用效果分解正确的是()B.C.D.A.练习8.如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球.若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的()A.1和4 B.3和4 C.2和4 D.3和2练习9.如图,研究物体沿斜面下滑时,常把物体所受的重力分解为()A.斜面支持力和下滑力B.沿斜面向下的下滑力和垂直在斜面上的压力C.平行于斜面向下的分力和垂直于斜面向下的分力D.下滑力和垂直于斜面向下的分力练习10.如图所示,倾角为θ的斜面上固定有一竖直挡板,重为G的光滑小球静止时对斜面的压力为N,小球的重力按照产生的作用效果可分解为()A.垂直于斜面的分力和水平方向的分力,且B.垂直于斜面的分力和水平方向的分力,且N=G cosθC.垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力,且D.垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力,且N=G cosθ练习11.如图所示,倾角为15°的斜面上放着一个木箱,现有一个与水平方向成45°角的拉力F斜向上拉着木箱.分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立坐标系,把F分解为沿着两个坐标轴的分力.则分力F x和F y的大小分别为()A.F cos15°、F sin15°B.F cos30°、F sin30°C.F cos45°、F sin45°D.F cos60°、F sin60°练习12.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ.在m1左端施加水平拉力F,使m1、m2均处于静止状态,已知m1下表面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.弹簧可能处于压缩状态B.弹簧弹力的大小为C.地面对m2的支持力可能为零D.地面对m2的摩擦力大小为F练习13.如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成53°角时,物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为(不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6)()A.B.C.D.多选题练习1.如图所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力减小,可采取的方法是()A.只增加绳的长度B.只减小重物的质量C.只将病人的脚向左移动D.只将两定滑轮的间距增大练习2.将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法中正确的是()A.F1和F2的代数和等于FB.F1和F2两个分力在效果上可以取代力FC.F是F1和F2的合力D.物体受到F1、F2和F三个力的作用练习3.图1为斧子劈开树桩的实例,树桩容易被劈开是因为形的斧锋在砍进木桩时,斧刃两侧会对木桩产生很大的侧向压力,将此过程简化成图2的模型,已知斧子是竖直向下且对木桩施加一个竖直向下的力F,斧子形的夹角为θ,则()A.斧子对木桩的侧向压力大小为B.斧子对木桩的侧向压力大小为C.斧锋夹角越大,斧子对木桩的侧向压力越大D.斧锋夹角越小,斧子对木桩的侧向压力越大练习4.如图所示,将力F分解为F1和F2两个分力,已知F1的大小和F2与F之间的夹角α,且α为锐角,则()A.当F1>F sinα时,一定有两解B.当F1=F sinα时,有唯一解C.当F1<F sinα时,无解D.当F sinα<F1<F时,一定有两解练习5.将力F分解为两个共点力,已知其中一个分力F1的方向与F的夹角为θ,则()A.若已知另一个分力的方向,就可得到确定的两个分力B.若已知F1的大小,就可以得到确定的两个分力C.若已知另一个分力的大小,一定可以得到确定的两个分力D.另一个分力的最小值为F sinθ练习6.已知两个共点力的合力为60N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为35N,下列说法中正确的有()A.F1的大小是唯一的B.F1的大小有两个可能的值C.F2有两个可能的方向D.可能任意方向填空题练习1.如图所示,重10N的物体静止在倾斜的长木板上,按照重力的实际作用效果将重力分解为:沿_____________方向的分力和沿____________方向的分力.请准确画出两个分力的图示(要求保留作图痕迹),由图示可读得:F1=______N,F2=______N.(精确到0.1N)按照重力作用的实际效果,可以将重力沿垂直木板方向和平行木板方向进行分解.木板上物体的重力,按效果分解的力图如图.解答题练习1.'已知共点力F1=10N,F2=10N,F3=5(1+)N,方向如图所示.求:(1)F1、F2的合力F合的大小和方向(先在图甲中作图,后求解);(2)F1、F2、F3的合力F合的大小和方向(先在图乙中作图,后求解).'练习2.'如图一大人拉着装有货物的木箱匀速前进,用的拉力为200N,车和货物的总重为500N.F与水平线的夹角为37°,(sin37°=0.6、cos37°=0.8)求:(1)F沿水平方向的分力和竖直方向的分力是多少?(2)地面对木箱的摩擦力是多少?方向向哪?(3)地面对木箱的支持力是多少?(4)画出木箱受力图.'练习3.'如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成60°角的力F2推该物块时,物块仍做匀速直线运动.已知物块与地面间的动摩擦因数为,求F1与F2的大小之比.'练习4.'如图1用水平拉力F刚好能使质量为m的物块在静止水平木板上做匀速直线运动,已知重力加速度为g,求:(1)物块与木板间的动摩擦因数μ是多少?(2)若将水平拉力F改为与水平方向斜向上成θ角度的拉力F1拉物块如图2,仍使物块沿该水平木板做匀速直线运动,则拉力F1为多大?(3)如图3若将木板一端固定,另一端抬高,使木板与水平面成α角度,形成一斜面,现用平行于斜面向上的力F2沿斜面向上拉物块,仍能使物块做匀速直线运动,则拉力F2又是多大?'。
高一物理必修1力的分解知识点1:力的分解以及分解法那么1.力的分解:一个力求它的分力的过程.2.分解法那么:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定那么.3.分解依据:通常依据力的作用效果进行分解.【名师指津】1.画矢量图是解决力的分解问题的有效途径;2.涉及“最大〞、“最小〞等极值问题时,可多画几种不同情形的图,通过比拟鉴别正确情景.知识点2:矢量相加的法那么及力的效果分解法1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定那么(或三角形定那么)的物理量.2.标量:只有大小,没有方向,求和时按照算术法那么相加的物理量.3.三角形定那么:把两个矢量首尾相接,组成三角形,其第三边就是合矢量.【核心点击】按实际效果分解的几个实例知识点3:力的正交分解法1.定义把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法.2.坐标轴的选取原那么上,坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,坐标轴的选取一般有以下两个原那么:(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零.3.正交分解法的适用情况适用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力情况.【名师指津】坐标轴方向的选取技巧应用正交分解法时,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.高一物理学习提高效率1、课前预习能提高听课的针对性。
预习中发现的难点,就是听课的重点;对预习中遇到的没有掌握好的有关的旧知识,可进行补缺,新的知识有所了解,以减少听课过程中的盲目性和被动性,有助于提高课堂效率。
预习后把自己理解了的知识与老师的讲解进行比拟、分析即可提高自己思维水平,预习还可以培养自己的自学能力。
2、听课过程中要聚精会神、全神贯注,不能开小差。
全神贯注就是全身心地投入课堂学习,做到耳到、眼到、心到、口到、手到。
高一物理教案:力的分解高一物理教案:力的分解1一、应用解法分析动态问题所谓解法就是通过平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况,作一些较为复杂的定性分析,从形上就可以看出结果,得出结论.例1 用细绳AO、BO悬挂一重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上.悬点A固定不动,将悬点B从1所示位置逐渐移到C点的过程中,试分析OA绳和OB绳中的拉力变化情况.[方法归纳]解决动态问题的一般步骤:(1)进行受力分析对物体进行受力分析,一般情况下物体只受三个力:一个是恒力,大小方向均不变;另外两个是变力,一个是方向不变的力,另一个是方向改变的力.在这一步骤中要明确这些力.(2)画三力平衡由三力平衡知识可知,其中两个变力的合力必与恒力等大反向,因此先画出与恒力等大反向的力,再以此力为对角线,以两变力为邻边作出平行四边形.若采用力的分解法,则是将恒力按其作用效果分解,作出平行四边形.(3)分析变化情况分析方向变化的力在哪个空间内变化,借助平行四边形定则,判断各力变化情况.变式训练1 如2所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大二、力的正交分解法1.概念:将物体受到的所有力沿已选定的两个相互垂直的方向分解的方法,是处理相对复杂的多力的合成与分解的常用方法.2.目的:将力的合成化简为同向、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,“分解”的目的是为了更好地“合成”.3.适用情况:适用于计算三个或三个以上力的合成.4.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,并求出各分力的大小,如3所示.(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:Fx=F1x+F2x+Fy=F1y+F2y+(4)求共点力的合力:合力大小F=F2x+F2y,合力的方向与x轴的夹角为α,则tan α=FyFx,即α=arctan FyFx.4例2 如4所示,在同一平面内有三个共点力,它们之间的夹角都是120°,大小分别为F1=20 N,F2=30 N,F3=40 N,求这三个力的合力F.5变式训练2 如5所示,质量为m的木块在推力F的作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为A.μmgB.μ(mg+Fsin θ)C.μ(mg-Fsin θ)D.Fcos θ三、力的分解的实际应用例3 压榨机结构如6所示,B为固定铰链,A为活动铰链,若在A处施另一水平力F,轻质活塞C就以比F大得多的力压D,若BC间距为2L,AC水平距离为h,C与左壁接触处光滑,则D所受的压力为多大?例4 如7所示,是木工用凿子工作时的截面示意,三角形ABC为直角三角形,∠C=30°.用大小为F=100 N的力垂直作用于MN,MN与AB平行.忽略凿子的重力,求这时凿子推开木料AC面和BC面的力分别为多大?变式训练3 光滑小球放在两板间,如8所示,当OA板绕O点转动使θ角变小时,两板对球的压力FA和FB的变化为A.FA变大,FB不变B.FA和FB都变大C.FA变大,FB变小D.FA变小,FB变大例5 如9所示,在C点系住一重物P,细绳两端A、B分别固定在墙上,使AC 保持水平,BC与水平方向成30°角.已知细绳最大只能承受200 N的拉力,那么C 点悬挂物体的重量最多为多少,这时细绳的哪一段即将被拉断?参考答案解题方法探究例1 见解析解析在支架上选取三个点B1、B2、B3,当悬点B分别移动到B1、B2、B3各点时,AO、BO中的拉力分别为FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3,从中可以直观地看出,FTA逐渐变小,且方向不变;而FTB先变小,后变大,且方向不断改变;当FTB与FTA垂直时,FTB最小.变式训练1 D例2 F=103 N,方向与x轴负向的夹角为30°解析以O点为坐标原点,建立直角坐标系xOy,使Ox方向沿力F1的方向,则F2与y轴正向间夹角α=30°,F3与y轴负向夹角β=30°,如甲所示.先把这三个力分解到x轴和y轴上,再求它们在x轴、y轴上的分力之和.Fx=F1x+F2x+F3x=F1-F2sin α-F3sin β=20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 NFy=F1y+F2y+F3y=0+F2cos α-F3cos β=30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N这样,原来的三个力就变成互相垂直的两个力,如乙所示,最终的合力为:F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N设合力F与x轴负向的夹角为θ,则tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33,所以θ=30°.变式训练2 BD例3 L2hF解析水平力F有沿AB和AC两个效果,作出力F的分解如甲所示,F′=h2+L22hF,由于夹角θ很大,力F产生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又产生两个作用效果,沿水平方向和竖直方向,如乙所示.甲乙Fy=Lh2+L2F′=L2hF.例4 1003 N 200 N解析弹力垂直于接触面,将力F按作用效果进行分解如所示,由几何关系易得,推开AC面的力为F1=F/tan 30°=1003 N.推开BC面的力为F2=F/sin 30°=200 N.变式训练3 B [利用三力平衡判断如下所示.当θ角变小时,FA、FB分别变为FA′、FB′,都变大.]例5 100 N BC段先断解析方法一力的合成法根据一个物体受三个力作用处于平衡状态,则三个力的任意两个力的合力大小等于第三个力大小,方向与第三个力方向相反,在甲中可得出F1和F2的合力F合竖直向上,大小等于F,由三角函数关系可得出F合=F1sin 30°,F2=F1cos 30°,且F合=F=G.甲设F1达到最大值200 N,可得G=100 N,F2=173 N.由此可看出BC绳的张力达到最大时,AC绳的张力还没有达到最大值,在该条件下,BC段绳子即将断裂.设F2达到最大值200 N,可得G=115.5 N,F1=231 N>200 N.由此可看出AC绳的张力达到最大时,BC绳的张力已经超过其最大能承受的力.在该条件下,BC段绳子早已断裂.从以上分析可知,C点悬挂物体的重量最多为100 N,这时细绳的BC段即将被拉断.乙方法二正交分解法如乙所示,将拉力F1按水平方向(x轴)和竖直方向(y轴)两个方向进行正交分解.由力的平衡条件可得F1sin 30°=F=G,F1cos 30°=F2.F1>F2;绳BC先断, F1=200 N.可得:F2=173 N,G=100 N.高一物理教案:力的分解2教学目标1、能够运用力的平行四边形定则求解一个已知力的分力;2、会用三角形法则求解;能力目标1、熟练掌握物体的受力分析;2、能够根据力的作用效果进行分解;情感目标培养分析观察能力,物理思维能力和科学的研究态度.教学建议重点难点分析是力的合成的逆预算,是根据力的作用效果,由力的平行四边形定则将一个已知力进行分解,所以平行四边行定则依然是本节的重点,而三角形法则是在平行四边形定则的基础上得到的,熟练应用矢量的运算方法并能解决实际问题是本节的难点.教法建议一、关于的教材分析和教法建议是力的.合成的逆预算,是求一个已知力的两个分力.在对已知力进行分解时对两个分力的方向的确定,是根据力的作用效果进行的.在前一节力的合成学习的基础上,学生对于运算规律的掌握会比较迅速,而难在是对于如何根据力的效果去分解力,课本上列举两种情况进行分析,一个是水平面上物体受到斜向拉,一个是斜面上物体所收到的重,具有典型范例作用,教师在讲解时注意从以下方面详细分析:1、对合力特征的描述,如例题1中的几个关键性描述语句:水平面、斜向上方、拉力,与水平方向成角,关于重力以及地面对物体的弹力、摩擦力可以暂时不必讨论,以免分散学生的注意力.2、合力产生的分力效果,可以让学生从日常现象入手(如下图所示).由于物体的重力,产生了两个力的效果,一是橡皮筋被拉伸,一是木杆压靠在墙面上,教师可以让学生利用铅笔、橡皮筋,用手代替墙面体会一下铅笔重力的两个分效果.3、分力大小计算书写规范.在计算时可以提前向学生讲述一些正弦和余弦的知识.二、关于力的正交分解的教法建议:力的正交分解是一种比较简便的求解合力的方法,它实际上是利用了的原理把力都分解到两个互相垂直的方向上,然后就变成了在同一直线上的力的合成的问题了.使计算变得简单.由于学生在初中阶段未接触到有关映射的概念,所以教师在讲解该部分内容时,首先从直角分解入手,尤其在分析斜面上静止物体的受力平衡问题时,粗略介绍正交分解的概念就可以了.教学设计方案一、引入:1、问题1:什么是分力?什么是力的合成?力的合成遵循什么定则?2、问题2:力产生的效果是什么?教师总结:如果几个力产生的效果跟原来的一个力产生的效果相同,这几个力就叫做原来那个力的分力.求几个力的合力叫做力的合成;力的合成遵循力的平行四边形定则.反之,求一个已知力的分力叫做.引出课程内容.二、授课过程1、是力的合成的逆运算,也遵循力的平行四边形定则.教师讲解:是力的合成的逆过程,所以平行四边形法则同样适用于.如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图).这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力,而不像力的合成那样,一对已知力的合成只有一个确定的结果.一个力究竟该怎样分解呢?(停顿)尽管没有确定的结果,但在解决具体的物理问题时,一般都按力的作用效果来分解.下面我们便来分析两个实例.2、按照力的作用效果来分解.例题1:放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力的作用,该力与水平方向夹角为,这个力产生两个效果:水平向前拉物体,同时竖直向上提物体,,因此力可以分解为沿水平方向的分力、和沿着竖直方向的分力,力和力的大小为:例题2:放在斜面上的物体,常把它所受的重力分解为平行于斜面的分量和垂直于斜面的分量(如图),使物体下滑(故有时称为“下滑力”),使物体压紧斜面。
高一物理力的合成与分解及其应用在物理学中,力的合成与分解是一种基本的运算方法,用于求解在不同方向作用的力的和或分解。
它对于解决各种力学问题以及应用于现实生活中的情况具有重要意义。
本文将介绍力的合成与分解的原理、方法,并探讨其在日常生活和工程设计中的应用。
一、力的合成与分解的基本原理力的合成与分解是将多个力按照一定规则合成或分解成一个力的运算方法。
在物理学中,力是矢量量,不仅有大小,还有方向。
因此,对于多个力的叠加,必须考虑它们的大小和方向。
力的合成原理:对于两个力F1和F2,它们的合力F的大小等于两个力大小的矢量和的大小,方向等于两个力顺次相加的方向。
即 F =F1 + F2。
力的分解原理:对于一个力F,可以将其分解成两个大小方向不同的力F1和F2,使得它们的矢量和等于原力F。
根据三角函数的性质,可以得到F = √(F1² + F2²)。
二、力的合成与分解的方法1. 力的合成方法:(1) 图解法:根据力的大小和方向,在纸上绘制力的矢量,然后按照力的顺序连接这些矢量,最终连接成一个合力的矢量。
(2) 代数法:将力的矢量用坐标系表示,然后将两个力的矢量根据坐标相加,得到合力的矢量。
2. 力的分解方法:(1) 正弦定理:将原力F分解成两个力F1和F2,满足F1 = F * sinθ,F2 = F * cosθ。
其中θ是原力F与水平方向的夹角。
(2) 余弦定理:将原力F分解成两个力F1和F2,满足F1 = F * cosθ,F2 = F * sinθ。
其中θ是原力F与水平方向的夹角。
三、力的合成与分解在日常生活中的应用1. 平衡力的计算:在日常生活中,经常需要求解平衡力的大小和方向。
通过力的合成与分解,可以方便地计算出平衡力的值,从而了解物体的平衡状态。
2. 斜面问题的解决:在设计斜面、坡道等结构时,需要考虑承受的力和支撑的能力。
通过力的分解,可以确定斜面上的力大小和方向,进而优化设计。
高一物理《力的分解与合成》知识点讲解力的分解与合成是物理学中一个重要的概念,它有助于我们理解多个力合成为一个力的效果,以及一个力如何分解为多个力的效果。
以下是对该知识点的讲解。
1. 力的分解力的分解是指将一个力分解为多个力的效果。
这样做有助于我们更好地理解和分析力的作用。
在力的分解中,我们常使用正交分解法和图解法。
1.1 正交分解法正交分解法是将一个力分解为两个分力,其中一个与给定方向垂直,另一个与给定方向平行。
这种方法常用于解决斜面问题和倾斜物体问题。
在正交分解时,我们可以根据三角函数关系来计算力的分解分量。
1.2 图解法图解法是通过绘制矢量图来展示力的分解。
我们可以使用比例尺来确定力的大小和方向。
通过观察图示,我们可以清楚地看到力的分解效果。
图解法常用于解决平面力系统和多个力合成问题。
2. 力的合成力的合成是指将多个力合成为一个力的效果。
这有助于我们将多个力简化为一个力进行分析。
力的合成有两种常见方法:向量法和平行四边形法。
2.1 向量法向量法是通过将多个力的矢量相加或相减来求得合成结果。
在向量法中,我们需要将各个力的大小和方向用矢量表示,然后按照矢量相加或相减的规则进行计算。
最终的合成力的大小和方向由向量相加或相减的结果得出。
2.2 平行四边形法平行四边形法是通过构造平行四边形来展示力的合成。
我们可以使用比例尺来确定力的大小和方向,并用图示表达力的合成效果。
通过观察平行四边形的对角线,我们可以得到合成力的大小和方向。
力的分解与合成是物理学中非常实用的技巧。
通过运用这些技巧,我们可以更好地分析和解决力的问题,提高问题解决的效率。
以上是对高一物理《力的分解与合成》知识点的简要讲解。
希望对您的学习有所帮助!。
高中物理力的分解力是物理学中的重要概念,它可以使物体产生运动或改变运动状态。
在物理学中,力的分解是一个基础而重要的概念。
本文将详细讲解高中物理中力的分解,并讨论其应用。
一、力的分解概述力的分解是指将一个力拆分为若干个充分简单的分力的过程。
在力的分解中,常用的方法有平行四边形法和三角形法。
1. 平行四边形法平行四边形法是力的分解中常用的方法之一。
它适用于拆分力的过程中需要考虑力的平行关系的情况。
以一个力F为例,我们可以用平行四边形法将其分解为两个分力F1和F2。
F1和F2的合力等于F。
2. 三角形法三角形法也是力的分解中常用的方法之一。
它适用于拆分力的过程中需要考虑力的垂直关系的情况。
以一个力F为例,我们可以用三角形法将其分解为两个分力F1和F2。
F1和F2的合力等于F。
二、力的分解应用举例力的分解在物理学中有着广泛的应用,特别是在力的合成、重力和斜面等相关问题上。
1. 力的合成力的合成是指将若干个分力合并为一个合力的过程。
与力的分解相反,力的合成是通过将多个力按照一定的规则进行合并,得到一个总的合力。
例如,将两个力F1和F2按平行四边形法合并,可以得到一个合力F,符合“作用力等于反作用力”的牛顿第三定律。
2. 重力重力是地球对物体产生的吸引力。
在物理学中,重力可以分解为两个分力:垂直向下的重力分力和垂直向上的支持力。
3. 斜面问题当物体放置于斜面上时,我们需要将重力拆分为与斜面垂直和平行的分力。
垂直分力是物体沿斜面下滑的力,平行分力是物体沿斜面滑动的力。
通过分解重力,我们可以更好地理解物体在斜面上的运动规律。
三、力的分解实例分析为了更好地理解力的分解,我们来看一个实例分析。
假设一个物体以一定角度倾斜放置于斜面上,并处于静止状态。
这时,我们需要分解重力,得到沿斜面和垂直斜面的两个分力。
根据力的分解原理,我们可以找到与斜面垂直的分力,该分力将物体保持在斜面上。
同时,沿斜面方向的分力为物体在斜面上的摩擦力,它与物体倾斜角度和斜面的摩擦系数有关。