高中物理課件（人教版2019必修第一冊）專題力的正交分解(課件)-課件下載-教習網(wǎng)

第三章相互作用——力專題力的正交分解力的正交分解典例分析課堂練習在很多問題中，常把一個力分解為互相垂直的兩個分力，特別是物體受多個力作用時，把物體受到的各個力都分解到互相垂直的兩個方向上去，然后求兩個方向上的力的合力，這樣可把復雜問題簡化，尤其是在求多個力的合力時，用正交分解的方法，先將力分解再合成非常簡單．如圖所示，將力F沿力x、y方向分解，可得：力的正交分解1.力的正交分解:將力沿兩互相垂直的方向分解FxFyFy=F·sinθx方向的分力:Fx =F·cosθxyy方向的分力:為什么要正交分解呢？0正交——相互垂直（的兩個坐標軸）化復雜的矢量運算為普通的代數(shù)運算，將力的合成化簡為同向或反向或垂直方向。便于運用普通代數(shù)運算公式來解決矢量的運算。2.正交分解的目的正交分解法求合力，運用了“欲合先分”的策略，即為了合成而分解，降低了運算的難度，是一種重要思想方法。3.正交分解的基本思想分解時最好兼顧力的實際效果4.正交分解法求合力的步驟：(1)建立直角坐標系：以共點力的作用點為坐標原點，直角坐標系x軸和y軸的選擇應使盡量多的力在坐標軸上.（以少分解力為原則）(2)正交分解各力：將每一個不在坐標軸上的力分解到x軸和y軸上，并求出各分力的大小，如圖所示.(3)分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和，即： Fx＝F1x＋F2x＋…，F(xiàn)y＝F1y＋F2y＋….把不在同一條直線上矢量的運算轉(zhuǎn)化為同一條直線上的運算。一般用于計算物體受三個或三個以上共點力的合力。應用：優(yōu)點：?oθO5.正交分解中的常見模型Fx =F1x+F2x+F3x+…Fy =F1y+F2y+F3y+…應用F3x = F3F3y = 0求合力的方法：典例分析【例題】如圖所示，已知共面的三個力F1＝20 N、F2＝30 N、F3＝40 N作用于物體的同一點上，三個力之間的夾角都是120°，求合力的大小和方向。解：如圖所示，沿水平、豎直方向建立直角坐標系，把F1、F2正交分解，可得F1x＝－20sin 30° N＝－10 N。F2x＝－30sin 30° N＝－15 N。?解：F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600故合力與x軸負方向的角度為【例題】(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運動。已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，那么木塊受到的滑動摩擦力為(　　)A.μmg B.μ(mg＋Fsin θ)C.μ(mg－Fsin θ) D.Fcos θ解析：木塊勻速運動時受到四個力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力f。沿水平方向建立x軸，將F進行正交分解，如圖所示(這樣建立坐標系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運動，所以在x軸上，向左的力大小等于向右的力大小(水平方向二力平衡)；在y軸上，向上的力大小等于向下的合力大小。即f＝Fcos θ，F(xiàn)N＝mg＋Fsin θ，又f＝μFN，解得f＝μ(mg＋Fsin θ)，故選項B、D正確。BD正交分解法的應用(1)建立坐標系的原則：使盡量多的力落在坐標軸上，盡量減少分解力的個數(shù)。(2)正交分解法適用于各種矢量運算，這種方法可以將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。(3)對于運動的物體，通常兩坐標軸分別沿物體運動方向和垂直物體運動方向?！　　纠}】如圖所示，水平地面上靜止的物體重G=100N，若受一與水平方向成角的拉力F=60N，此時物體所受的摩擦力f=16N．（已知，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（1）求物體所受的合力；（2）求物體與地面間的動摩擦因數(shù)；（3）若將拉力改成與水平方向仍成370角斜向下方的推力F′=60N，其他條件不變，求此時物體所受合力的大小?！纠}】一物體沿傾角為300的斜面勻速滑下，則斜面和物體間的動摩擦因數(shù)為多少？課堂練習【例題】如圖所示，水平地面上質(zhì)量為m的木箱，小明用與水平方向成θ角的斜向上的力F拉木箱，使其向右運動，已知木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，則下列關(guān)于摩擦力f的表達式一定正確的是（　　）A． B．f=μmgC． D． C【例題】如圖所示AB、AC兩光滑斜面互相垂直，AC與水平面成30°，如把球O的重力G按照其作用效果分解，則兩個分力的大小分別為（）A【例題】如圖所示，甲、乙兩個物體系在一根通過定滑輪（質(zhì)量忽略不計）的輕繩兩端，甲放在水平地板上，乙被懸掛在空中，若將甲沿水平地板向右緩慢移動少許后甲仍靜止，則（　?。〢．輕繩對甲的拉力變大B．甲對地面的壓力減小C．甲所受的靜摩擦力減小D．懸掛滑輪的繩的張力變小BC【例題】如圖所示，用繩子AO和BO懸掛一物體，繩子AO和BO與天花板的夾角分別為30°和60°，且能夠承受的最大拉力均為200N，在不斷增加物體重力的過程中（繩子OC不會斷）（）A．繩子AO先斷 B．繩子BO先斷C．物體的重力最大為 D．物體的重力最大為NBD感謝您的耐心聆聽I'd like to finish by saying how grateful I am for your attention.