魯科版 (2019)必修 第一冊(cè)第2節(jié) 力的分解說(shuō)課ppt課件

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物體受到多個(gè)力的作用時(shí)，可用一個(gè)力來(lái)等效替代。若物體受到某一個(gè)力的作用，是否也可用幾個(gè)力來(lái)等效替代?本節(jié)將學(xué)習(xí)力的分解。
多個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)物體上，可產(chǎn)生一個(gè)總的效果(圖4-10)。反之，作用在物體上的一個(gè)力，也可產(chǎn)生多個(gè)效果。
例如，當(dāng)用右手提一只沉重的箱子時(shí)，你的身體將不由自主地傾向左側(cè)(圖4-11)，這時(shí)你提箱子的力F就產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果:一個(gè)豎直向上，它使箱子提起并保持在一定高度另一個(gè)水平向左，它使箱子緊壓在你右腿的外側(cè)
若把這兩個(gè)效果分別視為是由力F1和F2產(chǎn)生的，我們就可用F1和F2來(lái)替代F， F1 、 F2為F的分力。求一個(gè)已知力的分力的過(guò)程稱(chēng)為力的分解
感受力的作用效果取一根細(xì)線，將細(xì)線的一端系在右手中指上，另一端系上一個(gè)重物。取一支鉛筆，一端頂在細(xì)線上的某一點(diǎn)，另一端置于右手掌心(圖4-12)。
你能感覺(jué)到重物豎直向下拉細(xì)線的力產(chǎn)生的作用效果嗎? 請(qǐng)根據(jù)你的感受在圖中標(biāo)出這兩個(gè)分力的方向。操作時(shí)請(qǐng)注意安全，避免被筆尖刺傷、重物砸傷等。
兩個(gè)力可合成為一個(gè)合力，一個(gè)力也可分解為兩個(gè)分力。實(shí)際上，在力的合成中，組成合力的每一個(gè)力都可視為分力。所以，力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，力的分解同樣遭循平行四邊形定則。
理論上，不論有多少個(gè)共點(diǎn)力，都可以用一個(gè)合力來(lái)等效替代。當(dāng)各分力已知時(shí)，合力是唯一確定的。反之，一個(gè)力也可用多個(gè)分力來(lái)等效替代，但因?yàn)閷?duì)同一條對(duì)角線可作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形，所以合力的分解方式也是多種多樣的。
在許多情況下，為了計(jì)算方便，可把一個(gè)力分解為兩個(gè)互相垂直的分力，這種分解方法稱(chēng)為力的正交分解。人拉行李箱時(shí)(圖4-13)，
可將其拉力進(jìn)行分解。沿水平與直兩個(gè)方向建立直角坐標(biāo)系，將人拉箱子的力沿x軸和》軸兩個(gè)方向分解(圖4-14)，可得
Fx產(chǎn)生水平向前拉箱子的效果， Fy產(chǎn)生豎直向上提箱子的效果
如圖4-15所示，人沿斜面下滑，為了研究問(wèn)題的方便，可將人受到的重力按正交分解法進(jìn)行分解。沿平行于斜面和垂直于斜面兩個(gè)方向建立直角坐標(biāo)系，將重力G沿x軸和y軸兩個(gè)方向分解。
若斜面的傾斜角為θ，由三角函數(shù)知識(shí)可得G1=G sin θ ，G2=G cs θ G1產(chǎn)生使人沿斜面下滑的效果，G2產(chǎn)生使人緊壓斜面的效果。
在生產(chǎn)生活中，力的分解有著十分廣泛的應(yīng)用。上山的路一般修成盤(pán)山公路(圖4-16)，城市中高架橋要建造很長(zhǎng)的引橋，這是為什么呢?
由上面的例子可知，斜面越陡，傾角θ就越大，分力G1也就越大，分力G2則越小。汽車(chē)上坡時(shí)，需克服分力G1的阻礙作用;下坡時(shí)，分力G產(chǎn)生使車(chē)下滑的效果。因此，修建盤(pán)山公路和很長(zhǎng)的引橋等是為了小坡度，使汽車(chē)上坡時(shí)更容易、下坡時(shí)更安全。
汽車(chē)上坡時(shí)，需克服分力G1的阻礙作用;下坡時(shí)，分力G1產(chǎn)生使車(chē)下滑的效果。因此，修建盤(pán)山公路和很長(zhǎng)的引橋等是為了減小坡度，使汽車(chē)上坡時(shí)更容易、下坡時(shí)更安全。
巧妙利用分力可為生活提供便利。如圖4-17所示，為拉出陷人泥坑的汽車(chē)，可將繩子的一端綁在樹(shù)上，另一端和汽車(chē)相連，并使繩子繃緊，然后在繩子中間用垂直于繩的力拉繩。
這個(gè)拉力便可分解成兩個(gè)較大的分力，使繩對(duì)汽車(chē)產(chǎn)生很大的拉力，從而把汽車(chē)從泥坑中拉出。
分力大小與夾角的關(guān)系在一只帶把手的杯子里加半杯水，用一根橡皮筋水平拉著(圖4-18)，直到把杯子拉動(dòng)，感受兩手用力的大小。當(dāng)兩根橡皮筋之間的夾角增大時(shí)同樣拉動(dòng)杯子，你感覺(jué)兩手所用的力是增大了還是減小了?
當(dāng)合力一定時(shí)，分力的大小和方向?qū)㈦S分力間夾角的改變而改變:在兩分力大小相等的情況下，分力間夾角越大，分力越大(圖4-19)
在我國(guó)古代，智慧的勞動(dòng)人民就利用合力與分力的關(guān)系，設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)精美的拱橋，大大提高了橋梁的承載能力(圖4-20)。
例如，趙州橋(圖4-21)就是古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，它開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)橋梁建造的嶄新局面，載人了世界橋梁史冊(cè)。
1.試分析圖中手推車(chē)?yán)锏奈锲肥艿降闹亓?huì)產(chǎn)生哪兩個(gè)作用效果。按照平行四邊形定則畫(huà)出物品受到的重力以及它的兩個(gè)分力的示意圖。
2.如圖所示，已知合力F及其中一個(gè)分力F1 ，或者知道合力尸及兩個(gè)分力的方向，用作圖法求未知的分力。
3.如圖所示，一個(gè)物體受到三個(gè)互成120°的共點(diǎn)力的作用。已知F1 =10N， F2 =20N， F3 =30N.求物體受到的合力。
建立如圖所示坐標(biāo)系，由圖得：
4.如圖所示，當(dāng)你在單杠上做“引休向上”動(dòng)作時(shí)，兩臂的夾角越大，身休上升就越困難。請(qǐng)解釋原因。
5.上網(wǎng)查詢相關(guān)資料，了解我圍趙州橋及懸空守等的基本信息、建筑結(jié)構(gòu)和建筑價(jià)值等，完成一篇小論文，并與同學(xué)交流計(jì)論。