限制条件力的分解的情况

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力的分解

力的分解一、力的分解1、定义：求一个已知力的分力的过程叫做力的分解，力在分解时，一个力只能分解成几个性质相同的力，即力的分解不改变力的性质。

2、力的分解依据：遵循平行四边形定则。

二、力的分解原则1、力的分解如果没有什么限制条件，那么一个力可以有无数组分力代替。

2、将力分解时，需要遵循以下原则：①按实际效果分解②按实际需要进行分解③方便原则：正交分解3、正交分解：将力沿着两个相互垂直的方向分解，叫做力的正交分解。

①坐标系的建立原则：在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则。

在动力学中，以加速度方向和垂直于加速度方向为坐标轴建系。

4、求解分力的其他方法：①直角三角形法②相似三角形法的方向③动态矢量三角形法：已知合力F的大小和方向及一个分力F1已知合力F的方向及一个分力F的大小和方向1的大小已知合力F的大小及一个分力F1三、典型例题1、将一个力F分解为两个力F1和F2，那么下列说法中错误的是( )A．F是物体实际受到的力 B．F1和F2不是物体实际受到的力C．物体同时受到F1、F2和F三个力的作用 D．F1和F2共同作用的效果与F相同2、重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，将重力G分解为垂直斜面向下的力F2和平行斜面向下的力F1，那么( )A．F2就是物体对斜面的压力 B．物体对斜面的正压力方向与F2方向相同C．F1就是物体受到的静摩擦力 D．物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用3、如下图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演，如果演员和独轮车的总质量为80kg，两侧的钢索互成120°夹角，则每根钢索所受拉力大小为( )A．400N B．600N C．800N D．1 600N4、如下图所示，已知力F和一个分力F1的方向的夹角为θ，则另一个分力F2的最小值为____________．5、下列说法中正确的是（）A.一个2 N的力可分解为7 N和4 N的两个分力B.一个2 N的力可分解为9 N和9 N的两个分力C.一个6 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力D.一个8 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力6、将一个大小为10 N的力分解为两个分力，如果已知其中的一个分力的大小为15 N，则另一个分力的大小可能是（）A. 5 NB. 10 NC. 15 ND. 20 N7、物体静止于光滑水平面上，力F作用于物体上的O点，现要使合力沿着OO′方向，如图所示，则必须同时再加一个力F′，如F和F′均在同一水平面上，则这个力的最小值为( )A.F cosθB.F sinθC.FtanθD.Fcotθ4.如图所示，质量为10 kg的物体在水平面上向右运动，此时物体还受到一个向左、大小为20 N的水平推力，物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2,则物体水平方向受的合力是（）A.20 N，水平向左B.20 N，水平向左C.40 N，水平向左D.0.4 N，水平向左5. 一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F＝5N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（）A. 15NB. 25NC. 20ND. 0N6、如图所示，物体M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力F和物体M 受到的摩擦力的合力方向是（）A. 竖直向下B. 竖直向上C. 斜向下偏左D. 斜向下偏右7、如图所示，一物块置于水平地面上。

力的分解课件

力的分解及分解法则 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．
2．一个合力分解为一组分力的情况分析 (1)已知合力和两个分力的方向时，有唯一解．
4．正交分解法求合力的步骤 (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．
(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，并求出各分力的大小，如图所示．
(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即： Fx＝F1x＋F2x＋… Fy＝F1y＋F2y＋… (4)求共点力的合力：合力大小F＝ F2x＋F2y ，合力的方向与x轴的夹角为α，则tan α＝FFxy.
小球对墙面的压力F1＝F1′＝mgtan 60°＝100 3 N，方向垂直墙壁向右；
小球对A点的Βιβλιοθήκη 力F2＝F2′＝mg cos 60°
＝200
N，方向沿OA方
向．
[答案] 见解析
上例中，若将竖直墙壁改为与左端相同的墙角B撑住小球且B端与A端等高，则小球对墙角的压力分别为多大？方向如何？
[提示] 由几何关系知：FA＝FB＝mg＝100 N，故小球对A、B 点的压力大小都为100 N，方向分别沿OA、OB方向．
【例3】在同一平面内共点的四个力F1，F2，F3，F4的大小依次为19 N，40 N,30 N和15 N，方向如图所示，求它们的合力．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
思路点拨：①由F1与F2，F2与F3间夹角的大小确定x轴和y轴方向，便于几个力在坐标轴上的分力计算．

力的分解

F
掰
F1
F2
导入新课
3.演示：用一根细线穿过重锤的钩子，先将细线的两端点合拢，然后慢慢将两细线分开，直到线断。
为什么细线的夹角增大到某个值时会断裂？
一、力的分解
分力 F1、F2
力的合成力的分解
合力F
1.力的分解是力的合成的逆运算 F
F1
F2
注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替,并非同时并存! 2.力的分解同样遵守平行四边行定则把一个已知力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.
2、已知合力和一个分力 F 1 的大小和方向,求另一个分力的大小和方向。
O
F
F2
例1、一个物体静止在斜面上,若斜面倾角增大,而物体仍保持静止,则它所受斜面的支持力和摩擦力的变化情况是（ C ） A.支持力变大，摩擦力变大； B.支持力变大，摩擦力变小； C.支持力减小，摩擦力变大； D.支持力减小，摩擦力减小.

F 2 sin
F1
F2 F
F1 F2

2
F一定时：夹角越小,F1、F2越大
（3）放在斜面上的物体，受到竖直向下的重力作用。
橡皮
筋
G1 G 2

把重力G分解为使物体平行与斜面下滑的力G1,和使物体垂直于斜面压紧斜面的力G2。 G1=Gsin G2=Gcos 分析：斜面倾角越大,G1增大，G2减小. 联系实际：高大的桥为什么要造很长的引桥？
O
M N
F
F F1 sin F F2 tg
F1
确定分力原则：按力所产生的实际作用效果进行分解.
b F
aGF源自GGF二、如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形．

人教版必修1第三章第五节《力的分解》

专家点评（西安市铁一中贝鸿）
“力的分解”是“力的合成”的逆运算。

力的分解和力的合成均是矢量运算的工具，是高中物理的基石，它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础，它对矢量运算普遍遵从的规律“平行四边形定则”作了更加深入的应用。

《力的分解》教学设计围绕自制教具引导学生进一步加深对平行四边形定则的理解，讲授知识的过程中注重探究，教学方法多样。

让学生始终处于积极的思考和探究活动中。

如：有层次的提出一些问题，让学生通过亲自动手研究，或同学之间的讨论，或利用多媒体进行演示分析等等。

教会了学生知识的同时，也教会了学生科学探究的方法，这是这堂课学生最大的收获，真正培养了学生的探究精神和创新意识。

力的合成分解学生的主要困难之一是无法作出物体受力的图示以及各个力之间的关系，建议加强画图训练，指导学生寻找和表示几何关系。

高中物理 3.5 力的分解教案

3.5 力的分解教案一桶水可由一个人提起，也可由两个人抬起;拉纤，同样的船，同样的水流，可由一个大力士拉,也可由两个或更多的人拉……这就是生活中我们常见的一个力的作用效果与两个或者更多个力的作用效果相同的事例.那么这一个力的大小与那两个或者更多个具有相同作用效果的力的大小之间有何关系呢？已知一个合力求分力的过程叫做力的分解，力的分解方法正是是本节我们所要探索研究的.一、力的分解1。

分力如果几个力共同作用在物体上产生的效果跟原来一个力作用在物体上相同,那么这几个力就是原来那个力的分力.2.力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。

力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则，即把已知力作为平行四边形的对角线，与已知力共面的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力。

注意:如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形（如图所示).这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力,而不像力的合成那样,一对已知力的合成只有一个确定的结果。

例（2012·甘肃省天水市一中高三期末考试）F1、F2是力F的两个分力，若F=10N，则下列哪组力不可能是F的两个分力（）A ．F 1=10N ，F 2=10NB ．F 1=20N,F 2=20NC ．F 1=2N ，F 2=6N D ．F 1=20N ，F 2=30N解析：本题考查合力和分力之间的关系。

合力F 和两分力F 1、F 2之间的大小关系为｜F 1-F 2|≤F ≤｜F 1+F 2｜，经检验,只有选项C 不可能。

本题答案为C.针对练习下列说法中正确的是（）A ．一个2 N 的力可分解为7 N 和4 N 的两个分力B ．一个2 N 的力可分解为9 N 和9 N 的两个分力C ．一个6 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力D ．一个8 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力【参考答案：BC 解析:力的分解是力的合成的逆运算，若分力为F 1、F 2，则合力的范围为｜F 1－F 2｜≤F ≤F 1＋F 2，按此原则A 、D 错误，B 、C 正确。

三角形定则和限制性条件分解力

三角形定则是矢量相加的一种重要法则，它表明两个分矢量首尾相接时，其尾首相连的矢量即为合矢量，这与平行四边形定则是等效的。在力的分解过程中，三角形定则发挥着关键作用。根据已知条件的不同，力的分解情况也会有所变化。例如，当已知两分力的方向时，可以通过三角形定则确定合，同样可以唯一确定另一个分力以及合力。然而，在某些限定条件下，如仅知两个分力的大小时，力的分解可能无解，也可能有一组解或两组解。特别是当已知一分力的方向与另一分力的大小时，根据分力大小与合力在该方向上的投影之间的关系，力的分解情况会更为复杂。这些限定条件下的力的分解问题，都可以通过三角形定则进行细致的分析和求解。

新人教版高中物理必修一 3.5力的分解课件 (共16张PPT)

x
3）分别求x轴，y轴上的合力Fx和Fy；
FxF1xF2xF1co sF2cos FyF1yF2yF1sinF2si n
4）最后求Fx和Fy的合力F。 F Fx2 Fy2
例题：在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4 的大小依次为19N、40N、30N和15N，方向如右图所示，求它们的合力。
If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
The end.
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 5:24:34 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/62021/3/62021/3/6Mar-216-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
o

力的分解课件

次为19 N、40 N、30 N和15 N,方向如图所示,求它们的合力(sin
37°=0.6,cos 37°=0.8)。
解析如图甲建立直角坐标系,把各个力分解到两个坐标轴上,并
求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy,有
Fx=F1+F2cos 37°-F3cos 37°=27 N
Fy=F2sin 37°+F3sin 37°-F4=27 N
因此,如图乙所示,合力

F= 2 + 2 ≈38.2 N,tan φ= =1

即合力的大小约为38.2 N,方向与F1方向成45°斜向上。
答案合力的大小约为38.2 N,方向与F1方向成45°斜向上
坐标轴的选取技巧
1.原则:尽量少分解力或将容易分解的力分解,并且尽量不要分解
未知力。
2.应用正交分解法时,常按以下方法建立坐标轴。
(1)研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标
轴。
(2)研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐
标轴。
(3)研究物体在杆(或绳)的作用下转动时,通常沿杆(或绳)方向和
垂直杆(或绳)的方向建立坐标轴。
mg
α,F2= α
(2)按研究问题的需要分解
实
例
产生效果分析
质量为 m 的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上,当研
究球对墙壁和绳的作用时,可如图分解重力,F1=mgtan
mg
α,F2=
α
A、B 两点位于同一平面上,质量为 m 的物体被长度相
等的 AO、BO 两线拉住,当研究物体对绳的作用时,可
方向向左压紧铅笔。
知识归纳
1.力分解的思路流程
确定分解的力

力的分解知识点与习题及答案

力的分解基本知识点与练习题基本知识点一、分力的概念1、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;2、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1、力的分解的概念：求一个已知力的分力叫做力的分解;2、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;3、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,通常根据力的作用效果分解力才有实际意义;4、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;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;假设合力F一定1、当俩个分力F1已知,求另一个分力F2,如图F2有唯一解;2、当俩个分力F 1, F2的方向已知,求这俩个力,如图F1, F2有唯一解3、当俩个分力F1, F2的大小已知,求解这俩个力;A、当F1F2一组解;B、F1F2,无解;C、F1F2,俩个解;4、当一个分力的方向已知,另一个大小未知;①2sinθ,无解; ②2sinθ,一个解;③2sinFθ,一组解; ④2sinθ,一组解⑤2sinθ为问题的临界条件;5、当一个分力的大小1F已知,求另一个分力2F;①当F1 、F 2时,只有一组解;②当F与2F的夹角先增大后减小, F2一直增大;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;2、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,解直角三角形方法多,容易求解;3、正交分解的实质：把力的平行四边形合成运算,转化成力的直线运算;4、正交分解的一般步骤：①建立x-O-y直角坐标系②将所有力依次向x轴和y轴上分解为Fx1、Fx2……,Fy1、Fy2……③分别求出x轴和y轴上的合力Fx、Fy④求出合力F,大小F y2 、Fx2 方向Fx、 Fy tan5、正交坐标系的选取原则①把更多的力,放在x轴和y轴上,分解的越少,解题越简单;②把加速度的方向,建立成一个轴,垂直加速度的方向为另一个轴,有时要分解加速度③正交分解的最高目标,使解题简单;复习练习题一、选择题;1.一个力F分解为两个力F1和F2,那么下列说法中错误的是是物体实际受到的力和F2不是物体实际受到的力C.物体同时受到F1、F2和F三个力作用和F2共同作用的效果与F相同2.下列说法中错误的是 A.一个力只能分解成惟一确定的一对分力B.同一个力可以分解为无数对分力 C.已知一个力和它的一个分力,则另一个分力有确定值D.已知一个力和它的两个分力方向,则两分力有确定值3. 已知某力的大小为10 N,则不可能将此力分解为下列哪组力N、3 N N、6 N N、100 N N、400 N4.下列哪一组物理量在运算时遵从平行四边形定则A.位移、速度、加速度、力B.位移、长度、速度、电流C.力、位移、热传递、加速度D.速度、加速度、力、路程5. 在光滑的斜面上自由下滑的物体受到的力是A. 重力和斜面的支持力B. 重力,下滑力和斜面的支持力C. 重力,下滑力D. 重力,支持力,下滑力和正压力6.将一个力分解成两个力,则这两个分力与合力的关系是A.两分力大小之和一定等于合力的大小B.任一分力都一定小于合力C.任一分力都一定大于合力D.任一分力都可能大于、小于或等于合力7.物体在斜面上保持静止状态,下列说法中正确的是①重力可分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力②重力沿斜面向下的分力与斜面对物体的静摩擦力是一对平衡力③物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力④重力垂直于斜面方向的分力与斜面对物体的支持力是一对平衡力A.①②B.①③C.②③D.②④ 8.上海南浦大桥,桥面高46m,主桥全长846m,引桥全长7500m,引桥做得这样长的主要目的是A.减小汽车的重力平行于引桥桥面向下的分力B.减小汽车对桥面的压力C.增大汽车的下滑力D.减小汽车的下滑力9.在水平木板上放一个小铁块,逐渐抬高木板一端,在铁块下滑前的过程中,铁块受到的摩擦力F 和铁块对木板的正压力F N 的变化情况是A. F 和F N 都不断增大B. F 增大,F N 减小C. F 减小,F N 增大D. F和F N 都减小10.如图,某同学把放在斜面上的木箱的重力分解为F 1和F 2两个力,F 1平行于斜面向下,F 2垂直于斜面向下,下列关于这两个力的说法中,正确的是A. F 1是木箱受的力B. F 2是斜面受的压力C. F 2是木箱受的力D.斜面受的压力与F 2大小相等11.在图中两个体重相同的小孩静止坐在秋千上,两秋千的绳子是一样的;下面的叙述正确的是A.甲中绳子容易断B.乙中绳子容易断C.甲、乙中绳子一样容易断D.不确定12.用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中,如图所示,已知绳ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30o 和60o, A F F G则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为 23,21mg 21,23mg 43,21mg 21,43mg 13.三段不可伸长的细绳OA 、OB 、OC 能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图所示,其中OB 是水平的,A 端、B 端固定,若逐渐增加C 端所挂物体的质量,则最先断的绳是A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB ,也可能是OC14.两绳相交,绳与绳、绳与天花板间夹角的大小如图所示,现用一力F 作用于交点A,F 与右绳间的夹角为a ,保持F 的大小不变,改变a 角的大小,忽略绳本身的重力,则下述哪种情况下,两绳所受的拉力相等=150o =135o =120o =90o15.一质量为m 的物体放在水平面上,在与水平面成θ角的力F 的作用下由静止开始运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,如图所示,则物体所受摩擦力 F f＜μmg =μmg ＞μmg D.不能确定二、填空题;1.复习：力的合成原则：_________________;2.力的分解是_________________的逆运算,它也遵守_________________定则;3.将竖直向下的20N 的力,分解为两个力,其中一个力大小为15N,水平向左,则另一个分力的大小为__________N,方向__________;4.如图,力F=50N 作用于放在水平面上的物体,F 与水平成37°角,如果根据F 的作用效果将它分解成两个力,那么较小的分力F 1=__________N,较大的分力F 2=__________N;要求画出力的分解图,已知sin37°=,cos37°=5.重力为G 的物体放在倾角为α的固定斜面上,现对物块施加一个与斜面垂直的压力F,如图所示,则物体对斜面的压力的大小为__________;6.如图所示,物体静止在光滑水平面上,受到一个水平恒力F 1的作用,要使物体沿OA 方向作直线运动,必须对物体再施加一个力F 2,这个力的最小值为__________; OA 与水平方向的夹角为θ7.已知一个力F=100N,把它分解为两个力,已知其中一个分力F 1与F 的夹角为30°,则另一个分力F 2的最小值为__________N;8.将18N 竖直向下的力,分解为两个分力,其中一个分力沿水平方向且大小为24N,则另一个分力的大小是__________N;三、解答题;1.如图,重力等于G 的球放在倾角为α的斜面上,用一块竖直的板挡住,请根据重力的作用效果分解重力,并计算两分力的大小;2.如图所示,在三角架B 点用一根细绳挂一个50N 的重物G,求横梁AB 和斜梁BC所受的力;3.如图所示,一半径为r 的球重为G,它被长为r 的细绳挂在光滑的竖直墙壁上;求：1细绳拉力的大小；2墙壁受的压力的大小;4.如图所示,两条轻绳AO=BO,A、B两端分别与均质水泥杆的两端固定;现在O点用F=600N的竖直向上的力吊起水泥杆,求在下列两种情况下,力F沿两条绳方向的两个分力的大小：1∠AOB＝120°；2∠AOB＝90°;5.用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯,如果BC绳处于平,AB绳与水平夹角为60°,求绳AB和BC所受的拉力;g＝kg参考答案一、选择题;1. C2. A3. A4. A5. A6. D7. D8. A9. B 10. D 11.B 12. A13. A 14. B 15. A二、填空题;1. 平行四边形定则2. 力的合成；力的平行四边形3. 25；斜向右下,与水平面呈53°角sinθ7. 50 8. 304. 30 ；405. F+Gcosα6. F1三、解答题;1. 水平向左的力,大小为Gtanα；垂直斜面向下的力,大小为G/cosα2. 50√3N；100N3. 12√3G/3 2√3G/34. 1600N 2300√2N5. 98√3/3N； 49√3/3N。

高中物理专题09 力的运算——合成与分解

平分,则合力大小F＝2F1cos
2
,方向与F1夹角为2 。
ⅰ.若两分力夹角小于120°,合力比分力大.
ⅱ.若两分力夹角等于120°,合力与分力一样大
力的合成
【题7】如图，体操吊环运动有一个高难度的动作就
是先双手撑住吊环（图甲），然后身体下移，双臂
缓慢张开到图乙位置，则在此过程中，吊环的两根
绳的拉力FT（两个拉力大小相等）及它们的合力F的
力的合成
【题6】三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F
的大小，下列说法中正确的是（ C ）
A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3 B．F至少比F1、F2、F3中的某一个大 C．若F1:F2:F3＝3:6:8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
D．若F1:F2:F3＝3:6:2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
力的分解
【题11】把一个已知力F分解，要求其中一个分力F1
跟F成30°角，而大小未知；另一个分力F2＝
3 3
F，
但方向未知，则F1的大小可能是（ D ）
A． 3 F 3
B． 3 F 2
C． 3 F
D．2 3 F 3
力的分解
3．按力的实际情况分解的方法：
（1）力的效果分解法： ①通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。 ②思路：效果分解法：按力的作用效果分解（思路图）实际问题→根据力的作用效果→确定两个实际分力的方向 →再根据两个实际分力方向（平行四边形定则） →作出平行四边形→把对力的计算转化为边角的计算 →由三角形知识或数学知识求出两分力的大小。
注意：这时, 合力实际是存在的,分力实际不存在
力的分解
2．力的分解的几种情况

第5节力的分解

第5节力的分解学习目标要求核心素养和关键能力1.知道力的分解的概念。

2.会通过效果进行力的分解。

3.会通过正交分解法进行力的分解。

4.运用力的分解知识分析日常生活中的相关问题，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

1.科学态度与责任将所学知识与生活相联系，尝试解决实际问题。

2.关键能力用数学方法分析问题的能力。

一、力的分解1.分力：一个力作用在物体上也可以用几个共同作用在物体上的共点力来等效替代，这几个力称为那一个力的分力。

2.力的分解：求一个已知力的分力叫作力的分解。

3.分解法则：力的分解是力的合成的逆运算，它也遵循平行四边形定则。

4.求一个力F的分力时，如果没有限制，同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

【判一判】(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)把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的效果应当与该力作用的效果相同。

(√)二、力的正交分解1.定义：将一个力沿着相互垂直的两个方向分解的方法，称为力的正交分解。

正交分解适用于各种矢量。

2.应用：例如：将力F沿x轴和y轴两个方向分解，如图所示，则F x＝F cos__α，F y＝F sin__α。

【想一想】(1)力的正交分解是否必须在竖直方向和水平方向上分解？(2)正交分解情况下，分力与合力的大小关系确定吗？提示(1)不一定在竖直方向和水平方向，但要确保在两个相互垂直的方向上分解。

(2)此情形下，分力一定小于合力，分力是三角形的直角边，合力是三角形的斜边。

探究1对力的分解的讨论■情境导入如图所示，在一根橡皮绳中间吊起一个重锤，当橡皮绳两个端点的距离慢慢变大时，橡皮绳也会慢慢变长。

你能从力的分解的角度解释这个现象吗？试着通过作图的方法来分析。

提示当端点距离变大时，两力之间的夹角变大，两个力的合力不变，则两力变大，橡皮绳被拉长(如图)。

2022-2022学年高一物理人教版必修一学案与检测：3.8 力的分解 Word版含解析

学案8力的分解[目标定位] 1.知道什么是力的分解，知道力的分解同样遵守平行四边形定则.2.理解力的分解原则，并会用作图法和计算法求分力.3.知道力的三角形定则，会区分矢量和标量.4.会用正交分解法求合力．一、力的分解[问题设计]王昊同学假期里去旅游，他正拖着行李箱去检票，如图1所示．王昊对箱子有一个斜向上的拉力，这个力对箱子产生了什么效果？图1答案王昊对箱子斜向上的拉力产生了两个效果：水平方向使箱子前进，竖直方向将箱子向上提起．[要点提炼]1．力的分解(1)定义：已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解．(2)分解法则：力的分解是力的合成的逆运算，遵守力的平行四边形定则．2．对一个已知力的分解可依据力的实际效果来确定：(1)依据力的实际作用效果确定两个分力的方向．(2)依据两个分力的方向作出力的平行四边形．(3)利用数学学问解三角形，分析、计算分力的大小．3．力的分解的争辩(1)假如没有限制，一个力可分解为很多对大小、方向不同的分力．(2)有限制条件的力的分解①已知合力和两个分力的方向时，有唯一解．(如图2所示)图2②已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解．(如图3所示)图3(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：图4①当F sin α<F2<F时，有两解，如图4甲所示．②当F2＝F sin α时，有唯一解，如图乙所示．③当F2<F sin α时，无解，如图丙所示．④当F2>F时，有唯一解，如图丁所示．二、力的正交分解法1．正交分解的目的：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便利，为此先将各力正交分解，然后再合成．2．正交分解法求合力的步骤(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，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．(2)正交分解各力，即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图5所示．图5(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：F x＝F1x＋F2x＋F3x＋…F y ＝F 1y ＋F 2y ＋F 3y ＋…(4)求共点力的合力：合力大小F ＝F 2x ＋F 2y ，合力的方向与x 轴的夹角为α，则tan α＝F yF x . 三、矢量相加的法则 1．三角形定则(1)内容：如图6所示，把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向其次个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向，这就是矢量相加的三角形定则．图6(2)实质：平行四边形定则的简化．(如图7所示)图72．矢量和标量(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)． (2)标量只有大小，没有方向，相加时依据算术法则．留意矢量和标量的最本质的区分是运算法则不同．一、按力的作用效果分解例1 如图8甲所示，在一个直角木支架上，用塑料垫板作斜面，将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上(如图乙)，观看塑料垫板和橡皮筋的形变．图8(1)小车重力对斜面和橡皮筋产生了哪些作用效果？假如没有小车重力的作用，还会有这些作用效果吗？(2)请依据重力产生的两个效果将重力分解，并求两分力的大小．答案 (1)斜面上小车重力产生了两个效果：一是使小车压紧斜面，二是使小车沿斜面下滑，拉伸橡皮筋．不会．(2)重力的分解如图所示设斜面的倾角为θ(忽视斜面的形变)．由几何关系知∠DOE＝θ.由三角函数可得：F1＝mg sin α，F2＝mg cos α.针对训练如图9所示，轻杆与柱子之间用铰链连接，杆的末端吊着一个重为30 N的物体，轻绳与水平轻杆之间的夹角为θ＝30°，求轻绳和轻杆各受多大的力？图9答案60 N52 N解析重物对O点的拉力F＝G，产生两个作用效果：一个是沿绳方向拉轻绳，一个是沿杆方向压杆(因轻杆处于静止时杆所受的弹力肯定沿着杆，否则会引起杆的转动)，作平行四边形如图所示，由几何关系解得F1＝Gsin θ＝60 NF2＝Gtan θ≈52 N二、有限制条件的力的分解例2按下列两种状况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力．图10(1)一个分力在水平方向上，并等于240 N，求另一个分力的大小和方向．(2)一个分力在水平方向上，另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向下(如图10所示)，求两个分力的大小．解析(1)力的分解如图所示．F 2＝F 2＋F 21＝300 N设F 2与F 的夹角为θ，则 tan θ＝F 1F ＝43，解得θ＝53°(2)力的分解如图所示． F 1＝F tan 30°＝180×33N ＝60 3 N F 2＝F cos 30°＝18032N ＝120 3 N答案 (1)300 N 与竖直方向夹角为53° (2)水平方向分力的大小为60 3 N ，斜向下的分力的大小为120 3 N 三、力的正交分解法例3 如图11所示，水平地面上有一重60 N 的物体，在与水平方向成30°角斜向上、大小为20 N 的拉力F 作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力的大小．图11解析对物体进行受力分析，如图所示，物体受重力G 、支持力F N 、拉力F 、摩擦力F f .建立直角坐标系，对力进行正交分解得： y 方向： F N ＋F sin 30°－G ＝0① x 方向：F f －F cos 30°＝0② 由①②得：F N ＝50 N ，F f ＝10 3 N. 答案 50 N 10 3 N1．力的分解：已知一个力求它的分力的过程．力的分解遵循平行四边形定则． 2．力的分解有唯一解的条件 (1)已知两个分力的方向．(2)已知一个分力的大小和方向． 3．力的分解方法(1)按力的实际作用效果分解． (2)正交分解法以共点力的作用点为原点建立直角坐标系(让尽量多的力在坐标轴上)，把不在坐标轴上的力分解到x 轴、y 轴上，然后分别求出x 轴和y 轴上的合力F x 和F y ，则共点力的合力大小F ＝F 2x ＋F 2y ，合力方向与x 轴夹角为α，tan α＝F yF x . 4．矢量相加的法则平行四边形定则、三角形定则．1.(按力的作用效果分解)在图12中，AB 、AC 两光滑斜面相互垂直，AC 与水平面成30°.假如把球O 的重力G 依据其作用效果分解，则两个分力的大小分别为( )图12A.12G ，32G B.33G ，3G C.23G ，22G D.22G ，32G 答案 A解析对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得F 1＝G sin 60°＝32G ，F 2＝G sin 30°＝12G ，A 正确．2．(有限制条件的力的分解)甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO ′方向航行，甲用1 000 N 的力拉绳子，方向如图13所示，要使船沿OO ′方向航行，乙的拉力最小值为( )图13A．500 3 N B．500 NC．1 000 N D．400 N答案B解析要使船沿OO′方向航行，甲和乙的拉力的合力方向必需沿OO′方向．如图所示，作平行四边形可知，当乙拉船的力的方向垂直于OO′时，乙的拉力F乙最小，其最小值为F乙min＝F甲sin 30°＝1 000×12N＝500 N，故B正确．3．(正交分解法)如图14所示，放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B，并静止，这时A受到水平面的支持力为F N，摩擦力为F f，若把A向右移动一些后，A 仍静止，则()图14A．F N将增大B．F f将增大C．轻绳拉力将减小D．物体A所受合力将增大答案AB解析物体A受力分析如图，系统处于静止状态，绳子的拉力不变，始终等于B的重力，即F＝m B g，A所受合力为零，故C、D均错；当A向右移动时，θ角减小，F N＝m A g－F sin θ，F f＝F cos θ，由此可得，F N、F f均增大，所以A、B正确．题组一对力的分解的理解1．若将一个力F分解为两个力F1、F2，则下列说法正确的是()A．F是物体实际受到的力B．F1、F2不是物体实际受到的力C．物体同时受到F、F1、F2三个力的作用D．F1、F2共同作用的效果与F相同答案ABD2．把一个力分解为两个力时()A．一个分力变大时，另一个分力肯定要变小B．两个分力不能同时变大C．无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半D．无论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍答案C解析设把一个力F分解为F1、F2两个分力，当F1、F2在一条直线上且方向相反时，则有F＝|F1－F2|，当F1变大时，F2也变大，A、B错．F1、F2可以同时大于F的2倍，D错．当将F沿一条直线分解为两个方向相同的力F1、F2时，则有F＝F1＋F2，可知F1、F2不行能同时小于12F，C对．3．下列说法中正确的是()A．一个2 N的力能分解为7 N和4 N的两个分力B．一个2 N的力能分解为7 N和9 N的两个分力C．一个6 N的力能分解为3 N和4 N的两个分力D．一个8 N的力能分解为4 N和3 N的两个分力答案BC题组二有限制条件的力的分解4．下列说法正确的是()A．已知合力大小、方向，则其分力必为确定值B．已知合力大小、方向和一个分力的大小、方向，则另一个分力必为确定值C．分力数目确定后，若已知各分力大小、方向，可依据平行四边形定则求出总的合力D．若合力为确定值，两分力方向已知，依据平行四边形定则肯定可以求出这两个分力的大小答案BCD解析已知合力大小、方向，其分力有很多组，A错．若已知合力大小、方向和一个分力的大小、方向，则依据平行四边形定则，另一分力为确定值，B对．若分力确定后，可依据平行四边形定则，求出总的合力，C 对．合力为确定值，两分力的方向已知，则两分力是唯一的．5．将一个有确定方向的力F ＝10 N 分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与F 成30°夹角，另一个分力的大小为6 N ，则在分解时( ) A ．有很多组解 B ．有两组解 C ．有唯一解 D ．无解答案 B解析由三角形定则作图如图所示，由几何学问知另一分力的最小值F 2′＝F sin 30°＝10×12 N ＝5 N ，而题中分力的大小为6 N ，大于最小值5 N ，小于F ＝10 N ，所以有两组解．题组三按力的作用效果分解6．如图1为某同学设计的一个小试验．他将细绳的一端系在手指上(B 处)，绳的另一端系在直杆的A 端，杆的另一端C 顶在掌心上，组成一个“三角支架”．在杆的A 端悬挂不同重物，并保持静止．通过试验会感受到( )图1A ．绳子是被拉伸的，杆是被压缩的B ．杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C 指向A C ．绳对手指施加作用力的方向沿绳由B 指向AD ．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大答案 ACD解析重物重力的作用效果，一方面拉紧绳，另一方面使杆压紧手掌，所以重力可以分解为沿绳方向的力F 1和垂直于掌心方向的力F 2，如图所示．由几何学问得F 1＝Gcos θ，F 2＝G tan θ，若所挂重物质量变大，则F 1、F 2都变大，选项A 、C 、D 正确．7．如图2所示，将绳子的一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长为10 m ．用300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m ，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为( )图2 A．1 500 N B．6 000 N C．300 N D．1 500 3 N 答案A解析由题意可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sin α＝0.5 5＝0.1，所以绳子的作用力为F绳＝F2sin α＝1 500 N，A项正确，B、C、D项错误．8．如图3所示，三段不行伸长的细绳，OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上．若渐渐增加C 端所挂重物的质量，则最先断的绳是()图3A．必定是OA B．必定是OBC．必定是OC D．可能是OB，也可能是OC答案A解析OC下悬挂重物，它对O点的拉力等于重物的重力G.OC绳的拉力产生两个效果：使OB在O点受到水平向左的力F1，使OA在O点受到沿绳子方向斜向下的力F2，F1、F2是G的两个分力．由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示，当渐渐增大所挂物体的质量时，哪根绳受的拉力最大则哪根最先断．从图中可知：表示F2的有向线段最长，F2分力最大，故OA绳最先断．题组四力的正交分解9．如图4所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()图4 A.32mg 和12mg B.12mg 和32mg C.12mg 和12μmg D.32mg 和32mg 答案 A解析依据重力mg 的作用效果，可分解为沿斜面对下的分力F 1和使三棱柱压紧斜面的力F 2，依据几何关系得F 1＝mg sin 30°＝12mg ， F 2＝mg cos 30°＝32mg ，由于，F 1与三棱柱所受静摩擦力大小相等，F 2与斜面对三棱柱的支持力大小相等，因此，选项A 正确．10．如图5所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F ，当它们滑动时，受到的摩擦力大小是( )图5A ．甲、乙、丙所受摩擦力相同B ．甲受到的摩擦力最大C ．乙受到的摩擦力最大D ．丙受到的摩擦力最大答案 C解析题图中三个物体对地面的压力分别为F N 甲＝mg －F sin θ，F N 乙＝mg ＋F sin θ，F N 丙＝mg ，因它们均相对地面滑动，由F f ＝μF N 知，F f 乙＞F f 丙＞F f 甲，故C 正确．11．如图6所示，质量为m 的物块与水平面之间的动摩擦因数为μ，现用斜向下与竖直方向夹角为θ的推力作用在物块上，使物块在水平面上匀速移动，求推力的大小．(重力加速度为g )图6答案 μmg cos θ－μsin θ解析对物块受力分析如图所示将物块受到的力沿水平和竖直方向分解，依据平衡条件有水平方向：F cos θ＝F f ①竖直方向：F N ＝mg ＋F sin θ②F f ＝μF N ③由①②③得F ＝μmg cos θ－μsin θ12．如图7所示，物体的质量m ＝4.4 kg ，用与竖直方向成θ＝37°的斜向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上，并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运动．物体与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g ＝10 N/kg ，求推力F 的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图7答案 88 N 或40 N解析若物体向上做匀速直线运动，则受力分析如图甲所示．F cos θ＝mg ＋F fF sin θ＝F NF f ＝μF N故推力F ＝mg cos θ－μsin θ＝ 4.4×100.8－0.5×0.6N ＝88 N若物体向下做匀速直线运动，受力分析如图乙所示． F cos θ＋F f ＝mgF sin θ＝F NF f ＝μF N故推力F ＝mg cos θ＋μsin θ＝ 4.4×100.8＋0.5×0.6 N ＝40 N。

力的分解

力和摩擦力.
【解题指导】审题时应重点关注以下两点：（1）“物体静止”说明物体对绳子及绳子对人的拉力都等于物体的重力. （2）人静止，说明在水平方向和竖直方向上人受力平衡.
【标准解答】人与物体静止，所受合力皆为零，对物体受力分析得，绳的拉力F1=200 N；对人受力分析如图，人受四个力作用，重力G、拉力F1、支持力FN、摩擦力Ff，可将绳的拉力
力的分解
一、力的分解的几种情况
将一个力按一定条件分解时合力可能能按要求进行分解，即有解，也可能不能按要求进行分解，即无解.分析是否有解的方法是看代表合力的有向线段与代表分力的有向线段能否按要求构成平行四边形，如果能构成平行四边形，说
明有解；如果它们不能构成平行四边形，说明无解.典型的
F1正交分解，如图.根据平衡条件可得：水平方向：摩擦力
Ff=F1x=F1cos 60°=200× 1 N =100 N竖直方向：支持力
2
FN=G-F1sin 60°= (500-200× 3 )N =100(5- 3 )N. 答案：100（5- 3 ) N 100 N
2
【规律方法】坐标轴方向的选取技巧
3.下列说法正确的是（
）
A．2 N的力能够分解成6 N和3 N的两个分力 B．10 N的力能够分解成5 N和3 N的两个分力
C．2 N的力可能分解成6 N和5 N的两个分力
D．10 N的力可以分解成10 N和10 N的两个分力【解析】选C、D.因为6 N和3 N的力的合力最大为9 N，最小为3 N，不可能得到2 N的合力，所以2 N的力不可能分解为6 N和3 N的分力，选项A错误.同理可得B错误，C、D正确.
【规律方法】应用三角形定则分析力的分解问题中解的

力的分解

（1）定义
把两个矢量首尾相接从而求出合矢笔量的方法叫做三角形定则记
F1
F
F1 F
F2
平行四边形定则
F2
三角形定则
四、矢量相加的法则
1.三角形定则（2）说明 ①三角形定则与平行四边形定则实质一样 ②所有矢量（如：速度、位移）相加都满足三角形定则合矢量 x
x2 分矢量2 x1 分矢量1
四、矢量相加的法则
当F乙垂直于OO'时， F乙最小 F乙max=F甲sin30°＝500N
F甲 30° F乙F1 乙2 F乙3
F1 F2 F3
作业
新课程导学第39页课堂达标第3题
新课程导学第39页课堂达标第3题
作业：一个木箱质量m=60kg，静止在水平地面上，工人推木箱,若动摩擦因数为μ＝0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求: （sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2 )
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.（sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解：重力G的两个作用效
果分别是：
G1
①压斜面，②压挡板沿这两个方向分解重力
θ θ
G2跟G方向的夹角为θ 由数学知识有：
G2 G
tanq = G1
G
球对档板的压力N1＝G1 G tanq
F
30°
例解4:木箱重500 N，放在水平地面上，一个人用大小为200 N与水平方向成30°向上的力拉木箱，木箱沿地平面匀速运动，求木箱受到的摩擦力和地面所受的压力。
解：画出物体受力图，如图所示。 y
建立合适的直角坐标系