物理人教版高中一年级必修1 力的分解

5力的分解,一、力的分解法则,1、力的分解是力的合成的逆运算,2、力的分解同样遵守平行四边行定则,分力F1、F2,合力F,力的合成,力的分解,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.,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!,求一个力的分力的过程叫做力的分解,3.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,二、力的分解有确定解的几种情况：,1、已知合力和两个分力的方向,F1,F2,F1,2、已知合力和一个分力的大小和方向,F2,（唯一解）,（唯一解）,3、已知两个分力的大小,结论：,1.当时有两组解。,2.当或时有唯一的一组解。,3.当或时无解。,4、已知一个分力的大小和另一个分力的方向,1、当已知大小的分力FF2,时，,有两组解。,2、当已知大小的分力F2=,时，,有唯一的一组解,3、当已知大小的分力F2F,1.按力所产生的实际作用效果进行分解,三、确定分力原则,例如：重力,效果一：使物体沿斜面下滑,效果二：使物体紧压斜面,体会重力的作用效果,G,例1：倾角为的斜面上放有一个物体，如图所示。该物体受到的重力G能对物体产生哪些效果？应当怎样分解重力？分力的大小各是多大？,两个分力的大小为：,学生分析：斜面倾角越大,联系实际：高大的桥为什么要造很长的引桥？,G1增大，G2减小,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，放在倾角为的斜面上时，重力常分解为沿斜面向下的分力F1=Gsin(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=Gcos（表示重力产生的使物体紧压斜面的效果）,2、按实际需要进行分解(问题处理的方便程度),主要分解原则,例题2,重为G的球放在光滑的竖直挡板和倾角为的斜面之间,求挡板和斜面对球的作用力各多大?,解1：球受到重力G、,挡板弹力F、,斜面支持力N，,共三个力作用。,把重力分解为水平方向的分力G1，和垂直于斜面方向的分力G2。,F=G1=Gtg,N=G2=G/cos,解2：分解支持力N,注意：,1、力的分解是不是一定要按力的实际作用效果来分解？,不是，一般根据解题的需要（方便程度）来分解,2.力的分解中一定要明确合力与分力及两者对应的平行四边形,四、力的正交分解（最常用的分解方法）,在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化，尤其是在求多个力的合力时，用正交分解的方法，先将力分解再合成非常简单,1.目的,正交分解步骤：,定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解,建立xoy直角坐标系,沿xoy轴将各力分解,求xy轴上的合力Fx,Fy,最后求Fx和Fy的合力F,2.力的正交分解,如图所示，将力F沿力x、y方向分解，可得：,方向：,（与X轴的夹角）,例1木箱重500N，放在水平地面上，一个人用大小为200N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。,由于物体在水平方向和竖直方向都处于平衡状态，所以,2.如图所示，质量为m的木块在力F作用下在水平面上做匀速运动。木块与地面间的动摩擦因数为，则物体受到的摩擦力为（）,mg(mg+Fsin)(mg-Fsin)Fcos,B、D,G,例题3：质量为m的物体放在倾角为的斜面上，它与斜面的滑动摩擦因数为，在水平恒定推力F的作用下，物体沿斜面匀速向上运动。则物体受到的摩擦力是（）,N,f,F,A、mgcosB、（mgcos+Fsin）C、Fcos-mgsinD、Fsin,BC,F1,F2,G2,G1,【例4】大小均为F的三个力共同作用在O点，如图，F1与F2、F2与F3之间的夹角均为60，求合力。【例5】如图，从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5，已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，用正交分解法求这五个力的合力大小和方向。,例6.用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是（）每根绳子拉力大小的变化情况是（）A.减小B.不变C.增大D.无法确定,B,C,五、矢量相加法则,1.矢量的平移,（1）矢量的相等,在物理学中，若表示同一物理量的两个矢量大小与方向都相同，则这两个矢量相等,（2）矢量的平移,若将表示某一矢量的有向线段平行的从原来位置移动到其它位置，且在其他位置时箭头指向与原来位置相同，则在这两个位置上的矢量完全相同,2.矢量相加法则,（1）平行四边形定则,（2）三角形形定则,（3）三角形定则与平行四边形定则在本质上三一样的。,将两个矢量首尾相接，从第一个矢量的箭尾指向第二个矢量的箭头的有向