高中物理 力的分解课件 新人教版必修1

1、力的分解力的分解 一、力的分解一、力的分解 1定义定义：求一个已知力的：求一个已知力的_ 2力的分解原则力的分解原则：力的分解是力的合成的：力的分解是力的合成的_， 同样遵守同样遵守_ 3力的分解依据：力的分解依据： (1)一个力可以分解为两个力，如果没有限制，同一一个力可以分解为两个力，如果没有限制，同一 个力可以分解为个力可以分解为_对大小、方向不同的分力对大小、方向不同的分力 (2)在实际问题中，要依据力的在实际问题中，要依据力的_分解分解 分力分力 逆运算逆运算 平行四边形定则平行四边形定则 无数无数 实际作用效果实际作用效果 二、矢量相加的法则二、矢量相加的法则 1矢量矢量：既有大小

2、又有方向，相加时遵从：既有大小又有方向，相加时遵从 _的物理量叫做矢量的物理量叫做矢量 2标量标量：只有大小，没有方向，求和时按：只有大小，没有方向，求和时按 照照_相加的物理量叫做标量相加的物理量叫做标量 3三角形定则三角形定则：把两个：把两个_从从 而求出合矢量的方法叫做三角形定则而求出合矢量的方法叫做三角形定则 平行四边形定则平行四边形定则 代数代数 矢量首尾相接矢量首尾相接 4矢量加减遵循的法则：矢量加减遵循的法则： (1)平行四边形定则；平行四边形定则； (2)三角形定则：三角形定则： 三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的 一、按力的实际效

3、果分解力一、按力的实际效果分解力 1力的分解的解题思路力的分解的解题思路 力的分解问题的关键是根据力的作用效果，画力的分解问题的关键是根据力的作用效果，画 出力的平行四边形，从而转化为一个根据已知出力的平行四边形，从而转化为一个根据已知 边角关系求解的几何问题，因此其解题基本思边角关系求解的几何问题，因此其解题基本思 路可表示为路可表示为 2按实际效果分解的几个实例按实际效果分解的几个实例 实例实例分析分析 地面上物体受斜向上的拉力地面上物体受斜向上的拉力F， 拉力拉力F一方面使物体沿水平地面一方面使物体沿水平地面 前进，另一方面向上提物体，前进，另一方面向上提物体， 因此拉力因此拉力F可分解

4、为水平向前的可分解为水平向前的 力力F1和竖直向上的力和竖直向上的力F2 质量为质量为m的物体静止在斜面上的物体静止在斜面上 ，其重力产生两个效果：一是，其重力产生两个效果：一是 使物体具有沿斜面下滑趋势的使物体具有沿斜面下滑趋势的 分力分力F1，二是使物体压紧斜面，二是使物体压紧斜面 的分力的分力F2，F1mgsin ，F2 mgcos 答案：答案：1 000 N800 N 二、对力的分解时有解无解的讨论二、对力的分解时有解无解的讨论 力分解时可能有解，也可能无解，关键看代表合力分解时可能有解，也可能无解，关键看代表合 力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能力的对角线与给定的代表分力的有

5、向线段是否能 构成平行四边形构成平行四边形(或三角形或三角形)，若能，即有解；若不，若能，即有解；若不 能则无解具体情况有以下几种：能则无解具体情况有以下几种： 已知条件已知条件示意图示意图解的情况解的情况 已知合力和两已知合力和两 个分力的方向个分力的方向 已知合力和已知合力和 一个分力的一个分力的 大小和方向大小和方向 已知合力和两已知合力和两 个分力的大小个分力的大小 已知合已知合 力和一力和一 个分力个分力 的大小的大小 和另一和另一 个分力个分力 的方向的方向 有三种情况：有三种情况： (图略图略)(1)当当F1Fsin 或或F1F时，有一组解时，有一组解. (2)当当F1Fsin

6、时，无时，无 解解 (3)当当Fsin F1F时，时， 有两组解有两组解 把一个力分解为两个力把一个力分解为两个力F1和和F2，已知合力，已知合力F40 N，分力，分力F1与合力与合力F的夹角为的夹角为30，若，若F2取某一取某一 数值，可使数值，可使F1有两个大小不同的数值，则有两个大小不同的数值，则F2的的 取值范围是取值范围是_ 答案：答案：20 NF240 N 三、力的正交分解三、力的正交分解 1目的：将力的合成化简为同向、反向或垂直方目的：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向的分力，便于运用普通代数运算公式解决矢量 的运算，的运算，“分分”

7、的目的是为了更好的的目的是为了更好的“合合” 2适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合 成成 3步骤步骤 (1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点， 直角坐标系直角坐标系x轴和轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐轴的选择应使尽量多的力在坐 标轴上标轴上 【特别提醒特别提醒】建立坐标系的原则：使尽量建立坐标系的原则：使尽量 多的力落在坐标轴上，尽量减少分解力的个多的力落在坐标轴上，尽量减少分解力的个 数数 答案：答案：AD 答案：答案：D 【反思总结反思总结】根据实际情况进行力的分解的根据实际情况进行力的分解的 具

8、体步骤如下：具体步骤如下： A此时两臂受到的压力大小均为此时两臂受到的压力大小均为1.0105 N B此时千斤顶对汽车的支持力为此时千斤顶对汽车的支持力为1.0105 N C若继续摇动把手，两臂受到的压力将增大若继续摇动把手，两臂受到的压力将增大 D若继续摇动把手，两臂受到的压力将减小若继续摇动把手，两臂受到的压力将减小 解析：解析：把压力分解，根据力的平行四边形定则把压力分解，根据力的平行四边形定则 可知千斤顶所受的压力与两臂的分力相等，均为可知千斤顶所受的压力与两臂的分力相等，均为 1.0105 N，若继续摇动把手，两臂间的夹角减，若继续摇动把手，两臂间的夹角减 小，则两臂所受的分力在合力

9、不变的情况下将减小，则两臂所受的分力在合力不变的情况下将减 小故选项小故选项A、B、D正确正确 答案：答案：ABD 解析：解析：本题若连续运用平行四边形定则求解，需本题若连续运用平行四边形定则求解，需 解多个斜三角形，一次又一次确定部分合力的大小解多个斜三角形，一次又一次确定部分合力的大小 和方向，计算过程十分复杂为此，可采用力的正和方向，计算过程十分复杂为此，可采用力的正 交分解法求解此题交分解法求解此题 如下图如下图a建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐 标轴上，并求出标轴上，并求出x轴轴y轴上的合力轴上的合力Fx和和Fy，有，有 FxF1F2cos 3

10、7F3cos 3727 N FyF2sin 37F3sin 37F427 N 【反思总结反思总结】用正交分解法求多个力的合力用正交分解法求多个力的合力 的基本思路是：先将所有的力沿两个互相垂直的基本思路是：先将所有的力沿两个互相垂直 的方向分解，求出这两个方向上的合力，再合的方向分解，求出这两个方向上的合力，再合 成所得的合力就是所有力的合力不难看出，成所得的合力就是所有力的合力不难看出， 正交分解法求合力的依据是合力与分力的等效正交分解法求合力的依据是合力与分力的等效 替代关系，即将一个力分解后利用它的两个分替代关系，即将一个力分解后利用它的两个分 力求得的合力与直接利用这个力求合力其结果力

11、求得的合力与直接利用这个力求合力其结果 是相同的是相同的 答案：答案：D 解析：解析：虽然题目问的是挡板虽然题目问的是挡板AO所受力的情所受力的情 况，但若直接以挡板为研究对象，因挡板所况，但若直接以挡板为研究对象，因挡板所 受力均为未知力，故将无法得出结论受力均为未知力，故将无法得出结论 若以球为研究对象，球所受重力若以球为研究对象，球所受重力mg产生的效果产生的效果 有两个；对斜面产生的压力有两个；对斜面产生的压力FN1和对挡板产生的和对挡板产生的 压力压力FN2. 根据重力产生的效果将重力分解，如根据重力产生的效果将重力分解，如 右图所示右图所示 当挡板与斜面的夹角当挡板与斜面的夹角由图

12、示位置变化时，由图示位置变化时，FN1 大小变化，但方向不变，且始终与斜面垂直；大小变化，但方向不变，且始终与斜面垂直； FN2的大小与方向均变化由图可以看出：当的大小与方向均变化由图可以看出：当 FN1与与FN2垂直，即垂直，即90时，挡板时，挡板AO所受压所受压 力最小，最小压力为力最小，最小压力为FN2minmgsin . 【反思总结反思总结】(1)力的分解不是随意的，要根力的分解不是随意的，要根 据力的实际作用效果确定力的分解方向据力的实际作用效果确定力的分解方向 (2)利用图解法应注意两点：利用图解法应注意两点：正确判断某一个正确判断某一个 分力大小和方向的变化；分力大小和方向的变化

13、；注意某一分力变化注意某一分力变化 的空间范围的空间范围. 1下列说法正确的是下列说法正确的是() A2 N的力可以分解为的力可以分解为6 N和和3 N的两个分力的两个分力 B10 N的力可以分解为的力可以分解为5 N和和4 N的两个分力的两个分力 C2 N的力可以分解为的力可以分解为6 N和和5 N的两个分力的两个分力 D10 N的力可以分解为的力可以分解为10 N和和10 N的两个分的两个分 力力 解析：解析：力的分解是力的合成的逆运算，力的分解是力的合成的逆运算，6 N与与3 N的合力范围是的合力范围是3 N9 N2 N不在这不在这 一范围，即一范围，即2 N不能分解成不能分解成6 N和

14、和3 N的两个的两个 分力依此类推，可以判断其他选项是否分力依此类推，可以判断其他选项是否 正确正确 答案：答案：CD 2(2011福州高级中学期中福州高级中学期中)将物体所受重力将物体所受重力 按力的效果进行分解，下图中错误的是按力的效果进行分解，下图中错误的是() 解析：解析：A项中物体重力分解为垂直于斜面使项中物体重力分解为垂直于斜面使 物体压紧斜面的分力物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向和沿斜面向下使物体向 下滑的分力下滑的分力G2；B项中物体的重力分解为沿两项中物体的重力分解为沿两 条细绳使细绳张紧的分力条细绳使细绳张紧的分力G1和和G2，A、B项图项图 画得正确画得正确C项

15、中物体的重力应分解为垂直于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两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和和G2， 故故C项图画错项图画错D项中物体的重力分解为水平项中物体的重力分解为水平 向左压紧墙的分力向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分和沿绳向下使绳张紧的分 力力G2，故，故D项图画得正确项图画得正确 答案：答案：C 3大小分别为大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成的三个力恰好围成 封闭的直角三角形，下列四个图中，这三个封闭的直角三角形，下列四个图中，这三个 力的合力最大的是力的合力最大的是() 解析：解析：A选项中把选项中把F2平移到平移到F1和和F3的

16、箭尾处，以的箭尾处，以 F2和和F3为邻边构成的平行四边形的对角线正好和为邻边构成的平行四边形的对角线正好和F1 重合，即合力的大小为重合，即合力的大小为F1，方向与，方向与F1相同，则相同，则F1、 F2、F3三个力的合力为三个力的合力为2F1.同理，同理，B选项中把选项中把F1平平 移，可以求得三个力的合力为零；移，可以求得三个力的合力为零；C选项中把选项中把F3平平 移，可以求得三个力的合力为移，可以求得三个力的合力为2F2；D选项中把选项中把F1平平 移，可以求得三个力的合力为移，可以求得三个力的合力为2F3.又因为图中的线又因为图中的线 段长短表示力的大小，所以位于斜边上的段长短表示力的大小，所以位于斜边上的F2最最 大故选项大故选项C正确正确 答案：答案：C 解析：解析