高中物理 3.5 力的分解学案 新人教版必修.doc

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1、黑龙江省友谊县红兴隆管理局第一高级中学2014高中物理3.5力的分解学案新人教版必修1为什么高大的桥要造很长的引桥，为什么刀刃的夹角越小越锋利呢？取一根细线，将细线的一端系在右手中指上，另一端系上一个重物．用一支铅笔的尾部顶在细线上的某一点，使细线的上段保持水平、下段竖直向下，铅笔的尖端置于右手掌心如右图所示．你能感觉到重物竖直向下拉细线的力产生了哪两个作用效果吗？请根据你的感觉在图中标出这两个分力的方向．要点一、力的分解1．基本定义求一个已知力的分力叫力的分解．2．分解依据力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则．3．分解原则(1)把一个已知力

2、作为平行四边形的对角线，则与已知力共点的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力．由于同一条对角线可以作出无数个不同的平行四边形，因此，如果没有限制，从理论上分析，一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力．进行力的分解，主要是按力的实际作用效果进行分解．如在斜面上静止的物体，其重力产生的效果：一是使物体有沿斜面下滑的趋势，二是使物体压紧斜面．但不能就此认为斜面上的物体的重力都这样分解，如光滑小球被竖直挡板挡在斜面上静止，此时其重力产生的效果一是使球压紧竖直挡板，二是使球压紧斜面．4．分解思路力的分解，关键是根据力的实际作用效果确定分力的方向，然后画出力

3、的平行四边形，这样就可以利用数学关系确定所求的分力，具体思路为：要点二、力按作用效果分解的几个典型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.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F2.F1＝mgtanα，F2＝.质量为

4、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＝mgtanα，F2＝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线的分力F2.F1＝F2＝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＝.要点三、力的正交分解法1．力的正交分解法在许多情况下，根据力的实际作用效果，我们可以把一个力分解为两个相互垂直的分力．把力沿着两个选定

5、的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法．2．正交分解法的原理一条直线上的两个或两个以上的力，其合力可由代数运算求得．当物体受到多个力作用，并且这几个力只共面不共线时，其合力用平行四边形定则求解很不方便．为此，我们建立一个直角坐标系，先将各力正交分解在两条互相垂直的坐标轴上，分别求出两个不同方向上的合力Fx和Fy，然后由F＝求合力．3．正交分解法的步骤(1)以力的作用点为原点建立直角坐标系，标出x轴和y轴．如果这时物体处于平衡状态，则两轴方向可根据解题方便自己选择．(2)将与坐标轴不重合的力分解为x轴方向和y轴方向的两个分力，并在图上标明Fx和Fy.(3)在

6、图上标出力与x轴或力与y轴的夹角，然后列出力Fx、Fy的表达式．如图3－5－2所示，F与x轴夹角为θ，则Fx＝Fcosθ，Fy＝Fsinθ，与两轴重合的力就不要再分解了．(4)列出x轴方向上各分力的合力和y轴方向上各分力的合力的两个方程，然后求解.一、对力作用效果的理解例1如图3－5－7所示，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法中正确的是(　　)A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力B．物体受到mg、FN、F1、F2四个力的作用C．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用D．力FN、F1、F2三力的作用效果与m

7、g、FN两个力的作用效果相同解析　F1、F2两个力是重力mg的两个分力，其作用效果与重力mg等效，性质与重力的性质相同，所以F2不是物体对斜面的压力，物体只受重力mg和斜面支持力FN的作用．力的合成与分解的原理就是分力的作用效果与合力作用效果相同，考虑了合力作用效果后，就不能再考虑分力的作用效果，否则是重复考虑了力的作用效果，导致错误的结论，故C、D正确．答案　CD(1)物体对斜面的压力和重力G垂直斜面的分力F2不是一个力．(2)在分析物体受力时，合力与分力不能重复考虑.二、力分解有定解的条件例2在已知的一个力的分解中，下列情况具有唯一解的是(　　)A．已

8、知两个分力的方向，并且不在同一直线上B．已知一个分力的大小和方向C