高中物理 第3章 相互作用 5 力的分解课件 新人教版必修1

[合作探讨] 探讨 1：求分力的方法也是平行四边形定则吗？依据是什么？ 【提示】 根据力的作用效果可以应用平行四边形定则．从逻辑角度讲， 这两个分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运 算．因为力的合成遵循平行四边形定则，所以力的分解也应该遵循平行四边形 定则．
探讨 2：根据平行四边形定则，要分解一个力，我们应该把这个力当成什么？ 【提示】 我们要把这个力当成平行四边形的对角线． 探讨 3：当用平行四边形的对角线表示合力时，那么分力应该怎样表示？ 【提示】 分力应该是平行四边形的两个邻边．
3 2
N＝40
3
N.
甲
乙
(2)根据图乙所示，Fsin 30°＝80 N×12＝40 N＜F2 则 F1 有两个值． F1′＝Fcos 30°－ F22－F·sin 30°2＝(40 3－30) N F1″＝(40 3＋30) N.
【答案】 (1)40 3 N (2)(40 3－30) N 或(40 3＋30) N
2．一个合力可分解为唯一的一组分力的条件 (1)已知合力和两个分力的方向时，有唯一解．
甲
乙
图 3-5-3
(2)已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解．
甲
乙
图 3-5-4
(3)已知合力 F 以及一个分力 F1 的方向和另一个分力 F2 的大小时，若 F 与 F1 的夹角为 α，有下面几种可能：
[先填空] 1．力的分解：已知一个力求它的分___力___的过程． 2．分解法则：力的分解是力的合成的逆___运__3．分解依据：通常依据力的__作___用__效___果进行分解．
[再判断] 1．将一个力 F 分解为两个力 F1 和 F2，那么物体同时受到 F1、F2 和 F 三个 力的作用．(×) 2．某个分力的大小可能大于合力．(√) 3．一个力只能分解为一组分力．(×)
[合作探讨] 探讨 1：将某个力进行分解时，两分力的方向如何确定？ 【提示】 两分力的方向要根据力的实际作用效果来确定．
探讨 2：取一根细线，将细线的一端系在右手中指上，另一端 系上重物．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．铅笔尖端置于右手掌心，如图 3-5-7 所示．
1．画矢量图是解决力的分解问题的有效途径； 2．涉及“最大”、“最小”等极值问题时，可多画几种不同情形的图，通 过比较鉴别正确情景．
矢量相加的法则及力的效果分解法
[先填空] 1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从_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. 3．三角形定则：把两个矢量首尾相接，组成三角形，其第三边就是合矢量．
图 3-5-5
①当 Fsin α＜F2＜F 时，有两解，如图甲所示 ②当 F2＝Fsin α 时，有唯一解，如图乙所示 ③当 F2＜Fsin α 时，无解，如图丙所示 ④当 F2＞F 时，有唯一解，如图丁所示
1．(2016·扬州高一月考)已知两个共点力的合力为 50 N，分力 F1 的方向与合
力 F 的方向成 30°角，分力 F2 的大小为 30 N，则 ( ) 【导学号：16190140】
[再判断] 1．矢量、标量的运算方法不同．(√) 2．两个矢量相加的结果可能等于零．(√) 3．两个标量相加的结果可能小于其中的一个量．(√)
[后思考] 如图 3-5-6 所示是力的合成与分解的矢量三角形，三个力中哪个是合力，哪 些是分力？
图 3-5-6 【提示】 F2、F1 首尾连接，是两个分力，F3 由 F2 的始端指向 F1 的末端， 是合力．
A．F1 的大小是唯一的
B．F2 的方向是唯一的
C．F2 有两个可能的方向 D．F2 可取任意方向
【解析】 由于 F2＝30 N>Fsin 30°＝25 N，且 F2<F＝50 N，故由力的矢量三角形定则可知，F1 可 以有两个值，F2 有两个可能的方向，如图所示．故 选项 C 正确．
【答案】 C
知
知
识
识
点
点
1
3
5 力的分解
知 识 点
学 业 分 层
2
测 评
学习目标 1.知道力的分解的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算．(重点) 2．了解力的分解的一般方法，知道平行四边形定则和三角形定则都是矢量 运算法则．(重点) 3．会应用平行四边形定则或三角形定则进行矢量运算．(难点)
知识脉络
力的分解以及分解法则
[核心点击] 力的分解讨论
1．一个力在不受条件限制下可分解为无数组分力 将某个力进行分解，如果没有条件约束，从理论上讲有无数组解，因为同 一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图 3-5-2 所示)，这样分解是没 有实际意义的．实际分解时，一个力按力的作用效果可分解为一组确定的分力．
图 3-5-2
[后思考] 1．若没有条件限制，以表示某个力的线段为对角线的平形四边形，可以做 出多少个？
【提示】 无数多个．
2．为了行车方便和安全，高大的桥往往有很长的引桥，在引桥上，汽车重 力有什么作用效果？从力的分解的角度分析，引桥很长有什么好处？
图 3-5-1 【提示】 汽车重力的两个作用效果是垂直桥面向下使汽车压斜面和沿桥 面向下使汽车下滑或阻碍汽车上行．高大的桥建造很长的引桥可以减小斜面的 倾角，即减小汽车重力沿斜面向下的分力，使行车更安全．
(1)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？图3-5-7 (2)由力的作用效果确定的重力的两个分力多大？
【提示】 (1)效果：一是沿铅笔向里压手(使铅笔斜向下压掌心)，二是沿着 细线方向拉中指(使细线水平张紧)．
2．把一个 80 N 的力 F 分解成两个分力 F1、F2，其中力 F1 与 F 的夹角为 30°， 求：
(1)当 F2 最小时，另一个分力 F1 的大小； (2)F2＝50 N 时，F1 的大小．
【解析】 (1)当 F2 最小时，如图甲所示，F1 和 F2 垂直，此时 F1＝Fcos 30°
＝80×