《力的分解》人教版高一物理

1、第五節(jié) 力的分解第三章第三章 相互作用相互作用1.1.力的合成力的合成2.2.力的合成遵循平行四邊形定則力的合成遵循平行四邊形定則復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：力可以合成，是否也可以分解呢？對(duì)稱美對(duì)稱美求一個(gè)已知力的分力叫做求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解力的分解(1)使耙克服水平阻力前進(jìn)使耙克服水平阻力前進(jìn)(2)把耙上提。把耙上提。 力力F可以用兩個(gè)力可以用兩個(gè)力F1和和F2同時(shí)作用來(lái)代替，同時(shí)作用來(lái)代替，而效果相同而效果相同拖拉機(jī)對(duì)耙的拉力拖拉機(jī)對(duì)耙的拉力F，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)效果：，同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)效果：1.力的分解是力的合成的力的分解是力的合成的逆運(yùn)算逆運(yùn)算2.力的分解同樣遵守力的分解同樣遵守平行四邊行定則平行四邊

2、行定則FF1F2分力分力F1、F2合力合力F力的合成力的合成力的分解力的分解 把一個(gè)已知力把一個(gè)已知力F F作為平行四邊形的對(duì)角線作為平行四邊形的對(duì)角線, ,那么與力那么與力F F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè), ,就表示力就表示力F F的兩個(gè)的兩個(gè). .注意注意:幾個(gè)分力與原來(lái)那個(gè)力是等效的幾個(gè)分力與原來(lái)那個(gè)力是等效的,它們可以互相代替，它們可以互相代替， F如果沒(méi)有其它限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以如果沒(méi)有其它限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形按力所產(chǎn)生的按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果實(shí)際作用效果進(jìn)行分解進(jìn)行分解效果一：效果一：使物體沿斜

3、面下滑使物體沿斜面下滑效果二：效果二：使物體緊壓斜面使物體緊壓斜面所以，我們可以由所以，我們可以由力的作用效果力的作用效果來(lái)確定分力的方向來(lái)確定分力的方向. .G例題例題.傾角為傾角為的斜面上放有一個(gè)物體，如圖所示。的斜面上放有一個(gè)物體，如圖所示。該物體受到的重力該物體受到的重力G能對(duì)物體產(chǎn)生哪些效果？應(yīng)當(dāng)能對(duì)物體產(chǎn)生哪些效果？應(yīng)當(dāng)怎樣分解重力？分力的大小各是多大？怎樣分解重力？分力的大小各是多大？F2F1兩個(gè)分力的大小為：兩個(gè)分力的大小為：分析：斜面傾角越大分析：斜面傾角越大聯(lián)系實(shí)際聯(lián)系實(shí)際：高大的橋?yàn)槭裁匆旌荛L(zhǎng)的引橋？高大的橋?yàn)槭裁匆旌荛L(zhǎng)的引橋？ 盤山公路為什么要盤山公路為什么要 “盤

4、山盤山” ?F1 增大，增大， F2減小減小sin1GF cos2GF 高大的高大的 ? ? 什什 ? ? 扇子扇子 ? ? 造很造很 ? ? 的引的引 ? 大大 ? 為什么山路不能為什么山路不能直接修建到山頂直接修建到山頂? ?FF1F2實(shí)例討論與交流實(shí)例討論與交流 (一) 體驗(yàn)鉤碼對(duì)體驗(yàn)鉤碼對(duì)O點(diǎn)的拉力產(chǎn)生的效果，點(diǎn)的拉力產(chǎn)生的效果，將將F分解。分解。FF1F2FF1F2實(shí)例討論與交流實(shí)例討論與交流 (二)趙州橋?qū)嵗懻撆c交流實(shí)例討論與交流 (三)ABC拱橋拱橋F1F2F=G我們?nèi)∈皹蛏厦娴氖瘔K進(jìn)行分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)拱橋上面我們?nèi)∈皹蛏厦娴氖瘔K進(jìn)行分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)拱橋上面物體的重力壓在上對(duì)施

5、加向下壓力由于是楔形不物體的重力壓在上對(duì)施加向下壓力由于是楔形不能向下移動(dòng)，只能擠壓相鄰的、能向下移動(dòng)，只能擠壓相鄰的、FFF1F2 1=cosF F2=sinFF1.某人用力某人用力F 斜向上拉物體，請(qǐng)分析力斜向上拉物體，請(qǐng)分析力F 產(chǎn)生的效果。產(chǎn)生的效果。 兩個(gè)分力的大小為：兩個(gè)分力的大小為：鞏固練習(xí)鞏固練習(xí) 2.光滑小球靜止在斜面和擋板之間，請(qǐng)光滑小球靜止在斜面和擋板之間，請(qǐng)分解小球所受的重力。分解小球所受的重力。F1/G = tan F1=G tan G/F2 = cos F2 = G/ cos GF1F2GF2F1 3.光滑小球靜止在斜面和擋板之間，請(qǐng)光滑小球靜止在斜面和擋板之間，請(qǐng)

6、分解小球所受的重力。分解小球所受的重力。FFaFbab 4.FF1F2 5.3、求一個(gè)已知力的實(shí)際分力的方法步驟、求一個(gè)已知力的實(shí)際分力的方法步驟1）.根據(jù)物體（結(jié)點(diǎn)）所處的狀態(tài)分析力根據(jù)物體（結(jié)點(diǎn)）所處的狀態(tài)分析力的作用效果的作用效果2）.根據(jù)力的作用效果根據(jù)力的作用效果,確定兩個(gè)分力的方向確定兩個(gè)分力的方向3）.根據(jù)兩個(gè)分力的方向作平行四邊形根據(jù)兩個(gè)分力的方向作平行四邊形4）.由平行四邊形利用幾何知識(shí)求兩個(gè)分力由平行四邊形利用幾何知識(shí)求兩個(gè)分力 力分解時(shí)有解或無(wú)解，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是代表力分解時(shí)有解或無(wú)解，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是代表合力的對(duì)角線與給定的代表分力的有向線段是合力的對(duì)角線與給定的代表分力的有向

7、線段是否能構(gòu)成平行四邊形（或三角形）。否能構(gòu)成平行四邊形（或三角形）。 若可以構(gòu)成，說(shuō)明該合力可以分解成給定若可以構(gòu)成，說(shuō)明該合力可以分解成給定的分力，即有解；的分力，即有解； 若不能，說(shuō)明該合力不能按給定的分力分若不能，說(shuō)明該合力不能按給定的分力分解，即無(wú)解。解，即無(wú)解。1.已知合力已知合力和兩個(gè)分力的方向和兩個(gè)分力的方向2.已知合力已知合力和一個(gè)分力的大小和方向和一個(gè)分力的大小和方向3.已知合力已知合力和兩個(gè)分力的大小和兩個(gè)分力的大小4.已知合力已知合力和一個(gè)分力的大小和一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向及另一個(gè)分力的方向1.已知：已知：兩個(gè)分力的方向兩個(gè)分力的方向，oFF1F2結(jié)論：結(jié)論：

8、唯一的一組解 分析：分析：過(guò)過(guò)F F矢端分別作矢端分別作F1和和F2 的平行線的平行線2.已知：已知：一個(gè)分力的大小和方向一個(gè)分力的大小和方向，OFF1F2結(jié)論：結(jié)論：唯一的一組解 分析：分析：先連接先連接F F和和F1F1的矢端，再過(guò)的矢端，再過(guò)O O點(diǎn)作射線點(diǎn)作射線OAOA與之平行，然后過(guò)與之平行，然后過(guò)合力合力F F的矢端作分力的矢端作分力F1F1的平行線與的平行線與OAOA相交，即得到另一個(gè)分力相交，即得到另一個(gè)分力F2F23.已知已知兩個(gè)分力的大小兩個(gè)分力的大小 FFF21FFF21FFF21結(jié)論：結(jié)論：(1)(1)當(dāng)當(dāng)時(shí)有兩組解。時(shí)有兩組解。時(shí)有唯一的一組解。時(shí)有唯一的一組解。時(shí)無(wú)

9、解。時(shí)無(wú)解。(2)(2)當(dāng)當(dāng)(3)(3)當(dāng)當(dāng)先以合力先以合力F F的矢端為圓心，的矢端為圓心，以以F1的長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓；的長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓；然后以然后以O(shè) O為圓心，以為圓心，以F2F2的長(zhǎng)的長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，為半徑畫(huà)圓，觀察有無(wú)交點(diǎn)。觀察有無(wú)交點(diǎn)。4.已知已知一個(gè)分力一個(gè)分力(F1)的方向的方向 和另一個(gè)分力和另一個(gè)分力(F2)的大小的大小當(dāng)當(dāng)F2Fsin時(shí)時(shí),無(wú)解無(wú)解當(dāng)當(dāng)F2=Fsin時(shí)時(shí),一組解一組解當(dāng)當(dāng)FsinF2F時(shí)時(shí),兩組解兩組解當(dāng)當(dāng)F2F時(shí)時(shí),一組解一組解結(jié)論：結(jié)論： 在很多問(wèn)題中，常把一個(gè)力分解為在很多問(wèn)題中，常把一個(gè)力分解為互相垂直的兩個(gè)分力，特別是物體受互相垂直的兩個(gè)分力，特別是物體

10、受多個(gè)力作用時(shí)，把物體受到的各個(gè)力多個(gè)力作用時(shí)，把物體受到的各個(gè)力都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上去，都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上去，然后求兩個(gè)方向上的力的合力，這樣然后求兩個(gè)方向上的力的合力，這樣可把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化，尤其是在求多個(gè)可把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化，尤其是在求多個(gè)力的合力時(shí)，用正交分解的方法，先力的合力時(shí)，用正交分解的方法，先將力分解再合成非常簡(jiǎn)單將力分解再合成非常簡(jiǎn)單 F1F2F3正交分解步驟：正交分解步驟：定義：把一個(gè)已知力沿著兩個(gè)定義：把一個(gè)已知力沿著兩個(gè)的方向進(jìn)行分解的方向進(jìn)行分解建立建立xoyxoy直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系沿沿xoyxoy軸將各力分解軸將各力分解求求xyxy軸上的合力軸上的合力

11、Fx,FyFx,Fy最后求最后求FxFx和和FyFy的合力的合力F F如圖所示，將力如圖所示，將力F沿力沿力x、y方向分解，可得：方向分解，可得： sincosFFFFyx22yxFFFF1F2F3xyOF2yF1yF3yF3xF1xF2X例：三個(gè)力例：三個(gè)力F1、F2與與F3共同作用在共同作用在O點(diǎn)。如圖點(diǎn)。如圖, 該如何該如何正交分解？正交分解？ 建立坐標(biāo)軸的原則：建立坐標(biāo)軸的原則： 少分解力；容易分解力少分解力；容易分解力例例.質(zhì)量為質(zhì)量為m的木塊在推力的木塊在推力F作用下，在水平地面上作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為做勻速運(yùn)動(dòng)已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，

12、那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的哪個(gè)那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的哪個(gè)? Amg （mg+F sin） （mg+F cos） F cos 、 練習(xí)練習(xí): 如圖，重如圖，重G的光滑小球靜止在固定斜的光滑小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到面和豎直擋板之間。若擋板逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置水平位置,在該過(guò)程中，斜面和擋板對(duì)小球在該過(guò)程中，斜面和擋板對(duì)小球的彈力的大小的彈力的大小F1、F2變化情況是（變化情況是（ ）A. F1增大增大 B. F2先減小后增大先減小后增大C. F2增大增大 D. F2減少減少 練習(xí)練習(xí):如圖，光滑圓柱體半徑為如圖，光滑圓柱體半徑為R，在圓心，在圓心O的正上方處有一定滑輪，通過(guò)定滑輪用細(xì)繩的正上方處有一定滑輪，通過(guò)定滑輪用細(xì)繩拉一質(zhì)量為的小球由拉一質(zhì)量為的小球由A點(diǎn)（點(diǎn)（OA水平）沿圓柱水平）沿圓柱緩慢運(yùn)動(dòng)到緩慢運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。求：點(diǎn)。求：（1）此過(guò)程中，該球?qū)A柱）此過(guò)程中，該球?qū)A柱 體的壓力。體的壓力。