2017-2018学年高中物理 第三章 相互作用 3.5 力的分解 新人教版必修1(1)
第5节力的分解,一、力的分解 阅读教材第6465页“力的分解”部分，结合课本图3.51 和图3.53，体会依据力的实际作用效果分解的含义。 1定义：已知一个力求它的_的过程。 2分解法则：力的分解是力的合成的_，同样遵守_。 3分解依据：通常依据力的实际作用效果分解。,分力,逆运算,平行四边形定则,思维拓展 1如图1所示， 用手将一本厚书托住，并逐渐增加书本与水平面之间的夹角(书与手之间始终保持相对静止)，试体会： 图1,(1)书本所受重力产生了怎样的作用效果？ (2)在书本与水平面之间的夹角逐渐增大时，书本所受重力产生的作用效果怎样变化？ 提示(1)使书本压紧手的力和使书本沿手所在平面下滑的力。 (2)使书本压紧手的力变小，使书本下滑的力增大。,2某人通过拉杆正拉着行李箱前行，如图2所示。他对箱子有一个斜向上的拉力，这个力对箱子产生了什么效果？ 图2 提示产生了两个效果：水平方向使箱子前进，竖直方向将箱子向上提起。,二、矢量相加的法则 阅读教材第6566页“矢量相加的法则”部分，结合课本图3.55，体会平行四边形定则或三角形定则的使用方法。 1矢量：既有大小又有方向，相加时遵从_ (或三角形定则)的物理量。 2标量：只有大小，没有方向，求和时按照_相加的物理量。 3三角形定则：把两个矢量_相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向。,平行四边形定则,算术法则,首尾,思维判断 (1)运算时遵循三角形定则的物理量一定是矢量。( ) (2)由于矢量的方向用正负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量。() (3)矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同。(),预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中,要点归纳 1不受限制条件的分解：一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解。因为以同一条线段为对角线的平行四边形有无穷多个(如图甲、乙所示)。 可见，将已知力F分解为两个等大的分力时，两分力间的夹角越大分力越大。,对力的分解的讨论,甲乙,2有限制条件的力的分解 (1)已知合力和两个分力的方向时，有唯一解。 (2)已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解。,答案AD,力的分解的两点技巧 (1)对于力的分解常常需要采用作图法进行定性或定量的分析，看看合力与分力能否构成平行四边形(或三角形)，能构成则此解成立，不能构成则此解不成立。 (2) 将一个已知力分解为一个大小一定，一个方向一定的两个分力时，可能存在三种情况：一解、两解、无解。,针对训练1 如图3所示，把竖直向下的90 N的力分解为两个力，一个力在水平方向上且大小为120 N，另一个分力的大小为() 图3 A30 N B90 N C120 N D150 N,答案D,要点归纳 按实际效果分解的几个实例,力的效果分解法,精典示例 例2 如图4所示，一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成角，且60，所有接触点和面均不计摩擦。试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2。,图4,解析小球的重力产生两个作用效果：使球压紧墙壁和使球压紧A点，作出重力及它的两个分力F1和F2构成的平行四边形，如图所示。,答案见解析,图5,解析F1、F2都作用在物体上，施力物体都是地球，A错；斜面光滑，所以物体只受重力mg和弹力FN的作用，故C正确；F1、F2是重力的两个分力，它们是等效替代的关系，效果相同，不能说物体受4个力的作用，所以B、D错。 答案C,要点归纳 把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法，在多个共点力作用下，运用正交分解法的目的是用代数运算公式来解决矢量的运算。在力的正交分解法中，分解的目的是求合力，尤其适用于物体受多个力的情况，力的正交分解的方法和步骤如下：,力的正交分解法,精典示例 例3 如图6，已知共面的三个力F120 N、F230 N、F340 N作用于物体的同一点上，三个力之间的夹角都是120，求合力的大小和方向。,图6,思路点拨本题既可以用平行四边形定则求合力，也可以采用正交分解的方法求出合力，将每个力向两个相互垂直的方向分解，然后求出这两个方向上的合力，最后求出总的合力。,解析如图所示，沿水平、竖直方向建立直角坐标系，把F1、F2正交分解，可得,正交分解法的应用 (1)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数。 (2)正交分解法适用于各种矢量运算，这种方法可以将矢量运算转化为代数运算。 (3)对于运动的物体，通常两坐标轴分别沿物体运动方向和垂直物体运动方向。,针对训练3 在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次是19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图7所示，求这个四个力的合力。(sin 370.6，cos 370.8),图7,解析建立如图所示直角坐标系，将力F2、F3分解到x、y轴上。 x轴上：FxF1F2xF3xF1F2cos 37F3cos 3719 N400.8 N300.8 N27 N,
