高中物理 第三章《相互作用》3.5力的分解学案 新人教版必修1

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1、3.5力的分解班级________姓名________学号_____学习目标:1．理解力的分解和分力的概念。2．知道力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循力的平行四边形定则。3．会从力的作用的实际效果出发进行力的分解，掌握力的分解的定解条件。4．会根据力的平行四边形定则用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力。5．理解力的正交分解法，会用直角三角形知识计算分力。学习重点:理解力的分解是力的合成的逆运算，会利用平行四边形进行力的分解。学习难点:力的分解的定解条件的确定。主要内容:一、分力几个力，如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生

2、的效果相同，则这几个力就叫做那个力的分力(那个力就叫做这几个力的合力)。注意：分力与合力是等效替代关系，其相同之处是作用效果相同；不同之处是不能同时出现，在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。二、力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。1．力的分解是力的合成的逆运算。同样遵守力的平行四边形定则：如果把已知力F作为平行四边形的对角线，那么，与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2。2．力的分解的特点是：同一个力，若没有其他限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线．可以作出无数个不同的平行四边形)。通

3、常根据力的作用效果分解力才有实际意义。3．按力的效果分解力F的一般方法步骤：(1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果(2)根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向；(3)根据两个分力的方向画出平行四边形；(4)根据平行四边形定则，利用学过的几何知识求两个分力的大小。也可根据数学知识用计算法。例如，物体重G，放在倾角为θ的斜面上时，重力常分解为沿斜面向下的分力F1=Gsinθ(表示重力产生的使物体沿斜面下滑的效果)和垂直斜面向下的分力F2=Gcosθ（表示重力产生的使物体紧压斜面的效果）【例一】在倾角θ=30º的斜面上有一块竖直放置的

4、挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。答案：对斜面压力：Gcos300对挡板压力：Gtan300三、对一个已知力进行分解的几种常见的情况和力的分解的定解问题将一个力F分解为两个分力，根据力的平行四边形法则，是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形。这说明两个力的合力可唯一确定，一个力的两个分力不是唯一的。要确定一个力的两个分力，一定有定解条件。1．对一个已知力进行分解的几种常见的情况①②③④⑤2．力的分解的定解条件【例二

5、】试判断：（1）若已知两个分力F1和F2的方向，如图1所示，F1、F2有唯一解吗？（2）若已知一个分力F1的大小和方向，如图2所示，另一个分力F2有唯一解吗？（3）若已知两个分力F1和F2的大小，如图3所示，F1，F2有唯一解吗？【例三】已知某力F的一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，试分析：a)F2的大小满足什么条件时，F的两个分力有唯一解？b)F2的大小满足什么条件时，F的两个分力有两解？图3—1222lbFABCDααc)F2的大小满足什么条件时，F的两个分力无解？【例四】图2-3-8是压榨机的原理示意图，B为固定铰链，A为活动铰

6、链，在A处作用一水平力F，滑块C就以比F大得多的压力压物体D．已知图中l=0.5m，b=0.05m，F=200N，C与左壁接触面光滑，D受到的压力多大？（滑块和杆的重力不计）图2-3-9（a）（b）【解析】力F的作用效果是对AB、AC两杆沿杆向产生挤压作用，因此可将F沿AC、AB方向分解为F1、F2，如图2-3-9（a）所示，则．力F2的作用效果是使滑块C对左壁有水平向左的挤压作用，对物体D有竖直向下的挤压作用．因此可将F2沿水平方向和竖直方向分解为F3、F4，如图2-3-9（b）所示，则物体所受的压力为．由图可知，且F=200N，故FN=1

7、000N．【答案】1000N【点拨】（1）在有些问题中，需要将力多次分解．根据力的作用效果，确定分力方向，是求解此类问题的关键．本题也可运用共点力的平衡知识求解，分别对活动铰链A和滑块C进行受力分析，运用平衡条件列式求得物体D对滑块C的弹力，然后根据牛顿第三定律得物体D所受的压力．（2）当合力和分力组成的平行四边形为菱形时，常将菱形转化为直角三角形，从而确定合力和分力的关系．四、力的正交分解法：1．将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法称为力的正交分解法。力的正交分解法是力学问题中处理力的最常用的方法。如放在斜面上的物体的重力分解成垂直

8、于斜面与平行于斜面的两个分力就是采用了力的正交分解法。力的正交分解法的优点：其一，借助数学中的直角坐标系(x，y)对力进行描述；其二，几何图形关系简单，是直角三角形