2013年高中物理 第3章 第5节 力的分解精品课件 新人教版必修1

第五节 力的分解

课标定位 学习目标：1.理解力的分解和分力的概念. 2.能够根据力的作用效果确定分力的方向. 3.会用平行四边形定则或三角形定则解决力的 分解问题. 重点难点：1.力的分解中常用的两种方法：正交 分解、按力的实际作用效果分解. 2.平行四边形定则或三角形定则的应用.

第 五 节 力 的 分 解

课前自主学案 核心要点突破

课堂互动讲练知能优化训练

课前自主学案

一、力的分解 分力 1.定义：求一个力的______叫做力的分解. 逆运算 2.力的分解是力的合成的_________,同样遵 平行四边形定则 守____________________. 3.把一个已知力F作为平行四边形的对角线， 邻边 那么，与力F共点的平行四边形的两个_____就 表示力F的两个分力.

在不同情况下，作用在物体上的同一个力可以 产生几个不同的效果，如果没有其他限制，同 一个力可以分解为_____对大小、方向不同的 无数 分力，所以一个已知力要根据力的实际 作用效果 ____________进行分解. 二、矢量相加的法则 1.矢量：既有大小，又有方向，相加时遵守 平行四边形定则 __________________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 算术法则 _____________相加的物理量. 首尾相接 3.三角形定则：把两个矢量__________从而 求出合矢量.

核心要点突破

一、力的分解方法(一)——按效果分解 1.根据一条对角线可以作出无数个平行四边形， 即有无数组解，但在实际分解时，一般要按力的 实际作用效果分解，其方法是： (1)先根据力的实际效果确定两个分力的方向； (2)再根据两个分力的方向作出力的平行四边形； (3)解三角形或解平行四边形，计算出分力的大小 和方向. 2.按实际效果分解的几个实例

实例

分 析 地面上物体受斜向上的拉力F, 拉力F一方面使物体沿水平地面 前进，另一方面向上提物体， 因此拉力F可分解为水平向前的 力F1和竖直向上的力F2 质量为m的物体静止在斜面上， 其重力产生两个效果：一是使 物体具有沿斜面下滑趋势的分 力F1;二是使物体压紧斜面的分 力F2.F1=mgsinα,F2= mgcosα

实例

分 析 质量为 m 的光滑小球被竖直 挡板挡住而静止于斜面上 时，其重力产生两个效果： 一是使球压紧板的分力 F1; 二是使球压紧斜面的分力 mg F2.F1=mgtanα,F2= cosα 质量为 m 的光滑小球被悬线 挂靠在竖直墙壁上，其重力 产生两个效果：一是使球压 紧竖直墙壁的分力 F1;二是 使球拉紧悬线的分力 F2.F1 mg =mgtanα,F2= cosα

实例

分 析 A、B 两点位于同一平面 上，质量为 m 的物体被 AO、BO 两线拉住，其重 力产生两个效果：一是使 物体

拉紧 AO 线的分力 F1; 二是使物体拉紧 BO 线的 mg 分力 F2.F1=F2= 2sinα 质量为 m 的物体被支架悬 挂而静止，其重力产生两 个效果： 一是拉伸 AB 的分 力 F1;二是压缩 BC 的分 力 F2.F1=mgtanα,F2= mg cosα

特别提醒：按力的作用效果分解时，准确确定 两个分力的方向是关键，作出平行四边形后常 用三角函数、相似三角形求解. 二、力的分解方法(二)——正交分解法 1.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 决矢量的运算，“分”的目的是为了更好的“ 合”. 2.适用情况：适用于计算三个或三个以上力 的合成.

3.步骤 (1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点， 直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐 标轴上.

图3-5-1 (2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分 解到x轴和y轴上，并在图上注明，用符号Fx和Fy 表示，如图3-5-1所示.

(3)在图上标出力与 x 轴或力与 y 轴的夹角，然 后列出 Fx、Fy 的数学表达式，与两轴重合的力 不需要分解. (4)分别求出 x 轴、y 轴上各力的分力的合力， 即： Fx =F1x+F2x + Fy=F1y+F2y+ 2 2 (5)求共点力的合力：合力大小 F= Fx +Fy , Fy 合力的方向与 x 轴的夹角为 α,则 tanα= , Fx Fy 即 α=arctan . Fx

特别提醒：(1)建立坐标系之前，要对物体进行 受力分析，画出各力的示意图，一般各力的作 用点都移到物体的重心上. (2)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.

三、对力的分解的讨论 力分解时有解或无解，简单地说就是代表合力 的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构 成平行四边形(或三角形).若可以构成平行四边形 (或三角形),说明该合力可以分解成给定的分力， 即有解.如果不能构成平行四边形(或三角形),说 明该合力不能按给定的分力分解，即无解.具体 情况有以下几种： 1.已知合力和两个分力的方向，有唯一解，分解 如图3-5-2:

图3-5-2

2.已知合力和两个分力的大小. (1)若|F1-F2|>F,或F>F1+F2,则无解. (2)若|F1 -F2|<F<F1 +F2 ,有两个解.分解如图3 -5-3.

图3-5-3

3.已知合力和一个分力的大小和方向，有唯 一解.如图 3-5-4.

图 3-5-4