高中物理 第1部分 第二章 第6节《力的分解》课件 教科版必修1

1、第第 二二 章章 第第 6 6 节节 理解理解 教材新知教材新知 把握把握 热点考向热点考向 知识点一知识点一 知识点二知识点二 考向一考向一 考向二考向二 应用应用 创新演练创新演练 随堂基础巩固随堂基础巩固 课时跟踪训练课时跟踪训练 1 求一个力的分力叫做力的分解，力的求一个力的分力叫做力的分解，力的 分解是力的合成的逆运算。分解是力的合成的逆运算。 2力的分解与力的合成都遵循平行四边力的分解与力的合成都遵循平行四边 形定则。形定则。 3力的分解方法有实际效果分解法和正力的分解方法有实际效果分解法和正 交分解法。交分解法。 力力 的的 分分 解解 自学教材自学教材 1定义定义 求一个已知力

2、的求一个已知力的 的过程。的过程。 2与合成的关系与合成的关系 力的分解是力的合成的力的分解是力的合成的 。 3分解方法分解方法 把一个已知力把一个已知力F作为平行四边形的作为平行四边形的 ，与力，与力F共点共点 的平行四边形的两个的平行四边形的两个 ，就表示力，就表示力F的两个分力的两个分力F1和和 F2。如图。如图261所示。所示。 图图261 分力分力 逆运算逆运算 对角线对角线 邻边邻边 4分解依据分解依据 依据平行四边形定则，如果没有限制，一个力可依据平行四边形定则，如果没有限制，一个力可 以分解为以分解为 组大小、方向不同的分力。实际问组大小、方向不同的分力。实际问 题中，应根据力

3、的题中，应根据力的 来分解。来分解。 无数无数 实际作用效果实际作用效果 重点诠释重点诠释 (1)把一个力分解为两个力，从理把一个力分解为两个力，从理 论上讲有无数组解。因为同一条对角线论上讲有无数组解。因为同一条对角线 可以构成的平行四边形有无穷多个可以构成的平行四边形有无穷多个(如图如图262所示所示)，这，这 样分解是没有实际意义的，实际分解时，按力的作用效果样分解是没有实际意义的，实际分解时，按力的作用效果 可分解为两个确定的分力。可分解为两个确定的分力。 图图262 分解思路为：分解思路为： (2)按实际效果分解的几个实例：按实际效果分解的几个实例： 实例实例分析分析 地面上物体受斜

4、向上的拉力地面上物体受斜向上的拉力F，拉力，拉力 F一方面使物体沿水平地面前进，另一方面使物体沿水平地面前进，另 一方面向上提物体，因此拉力一方面向上提物体，因此拉力F可分可分 解为水平向前的力解为水平向前的力F1和竖直向上的力和竖直向上的力 F2。F1Fcos ，F2Fsin 实例实例分析分析 质量为质量为m的物体静止在斜面上，其重力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产生两个效果：一是使物体具有沿斜 面下滑趋势的分力面下滑趋势的分力F1；二是使物体压；二是使物体压 紧斜面的分力紧斜面的分力F2。F1mgsin ，F2 mgcos 1下列说法错误的是下列说法错误的是

5、() A力的分解是力的合成的逆运算力的分解是力的合成的逆运算 B把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的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效果应当与该力作用的效果相同 C力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则 D分力一定小于合力分力一定小于合力 解析：解析：力的合成是求几个力的合力，而力的分解是求一个力的合成是求几个力的合力，而力的分解是求一个 力的分力，且都满足平行四边形定则，因此，力的分力，且都满足平行四边形定则，因此，A、C均正均正 确；合力与分力有等效替代关系。所以合力的作用效果与确；合力与分力有等效替代

6、关系。所以合力的作用效果与 分力的共同作用效果一定相同，分力的共同作用效果一定相同，B正确；分力可以大于合正确；分力可以大于合 力，如两力大小相等方向相反时，合力为零。力，如两力大小相等方向相反时，合力为零。 答案：答案：D 力的正交分解力的正交分解 自学教材自学教材 1定义定义 把一个力沿着相互垂直的两个方向分把一个力沿着相互垂直的两个方向分 解的方法，如图解的方法，如图263所示。所示。 2公式公式 F1 ，F2 。 3适用适用 各种矢量运算。各种矢量运算。 图图263 FcosFsin 重点诠释重点诠释 1正交分解的目的正交分解的目的 将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力，将力的合

7、成化简为同向、反向或垂直方向的分力， 便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算，便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算，“分解分解”的的 目的是为了更好地目的是为了更好地“合成合成”。 2正交分解的适用情况正交分解的适用情况 适用于计算三个或三个以上力的合成。适用于计算三个或三个以上力的合成。 图图264 3正交分解的步骤正交分解的步骤 (1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐建立坐标系：以共点力的作用点为坐 标原点建立直角坐标系，标出标原点建立直角坐标系，标出x轴和轴和y轴。选轴。选 取坐标系时应使尽量多的力落在坐标轴上。取坐标系时应使尽量多的力落在坐标轴上。 (2)正交分解各力：将每一个与坐标

8、轴不正交分解各力：将每一个与坐标轴不 重合的力分解到重合的力分解到x轴和轴和y轴上，并求出各分力轴上，并求出各分力 的大小，如图的大小，如图264所示。所示。 2为了行车方便与安全，许多高大的桥要造很长的引桥，为了行车方便与安全，许多高大的桥要造很长的引桥， 这样做的主要目的是这样做的主要目的是 () A减小过桥车辆的重力减小过桥车辆的重力 B减小过桥车辆受到的摩擦力减小过桥车辆受到的摩擦力 C减小过桥车辆对桥面的压力减小过桥车辆对桥面的压力 D减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力 解析：解析：如图所示，重力如图所示，重力G产生的效果是使产生的效果是

9、使 物体下滑的分力物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分和使物体压紧斜面的分 力力F2，则，则F1Gsin ，F2Gcos ，倾角，倾角 减小，减小，F1减小，减小，F2增大，高大的桥造很长的引桥主要目增大，高大的桥造很长的引桥主要目 的是减小桥面的坡度，即减小过桥车辆的重力平行于引的是减小桥面的坡度，即减小过桥车辆的重力平行于引 桥面向下的分力，从而使行车安全，选项桥面向下的分力，从而使行车安全，选项D正确。正确。 答案：答案：D 按力的作用效果分解按力的作用效果分解 例例1如图如图265所示，一个所示，一个 质量为质量为m2 kg的均匀球体，放在倾角的均匀球体，放在倾角 37的光滑斜面上，

10、并被斜面上一个的光滑斜面上，并被斜面上一个 竖直的光滑挡板挡住，处于平衡状态。求出球体对挡板和竖直的光滑挡板挡住，处于平衡状态。求出球体对挡板和 斜面的压力。斜面的压力。(g10 N/kg) 图图265 思路点拨思路点拨解答该题时应注意以下两点：解答该题时应注意以下两点： (1)球的重力产生两个作用效果：压斜面和压挡板。球的重力产生两个作用效果：压斜面和压挡板。 (2)按力的作用效果确定分力的方向。按力的作用效果确定分力的方向。 解析解析球受到竖直向下的重力作用，该重力总是球受到竖直向下的重力作用，该重力总是 使球向下运动，但由于斜面和挡板的限制，球才保持静使球向下运动，但由于斜面和挡板的限制

11、，球才保持静 止状态。因此，球的重力产生了两个效果：使球垂直压止状态。因此，球的重力产生了两个效果：使球垂直压 紧斜面和使球垂直压紧挡板。紧斜面和使球垂直压紧挡板。 答案答案15 N，垂直挡板向左，垂直挡板向左25 N，垂直斜面向下，垂直斜面向下 借题发挥借题发挥 按照力的作用效果分解力时，首先要弄清所分解的按照力的作用效果分解力时，首先要弄清所分解的 力产生了哪些效果，根据这些作用效果确定各分力的方力产生了哪些效果，根据这些作用效果确定各分力的方 向，最后应用平行四边形定则进行分解。向，最后应用平行四边形定则进行分解。 (1)上例题中挡板垂直斜面时，求球体对斜面和对挡板上例题中挡板垂直斜面时

12、，求球体对斜面和对挡板 的压力。的压力。 (2)挡板水平时，求球对斜面和对挡板的压力。挡板水平时，求球对斜面和对挡板的压力。 解析：解析：(1)如图所示，将球的重力分解为沿如图所示，将球的重力分解为沿 垂直斜面方向的分力垂直斜面方向的分力F1和沿垂直挡板方向和沿垂直挡板方向 的分力的分力F2，由三角形知识知，由三角形知识知F1Gcos， F2Gsin 球对斜面的压力球对斜面的压力N1F1Gcos 20cos 37N16 N，方向垂直斜面向下。，方向垂直斜面向下。 球对挡板的压力球对挡板的压力N2F2Gsin 20sin 3712 N， 方向垂直挡板向下。方向垂直挡板向下。 (2)挡板水平时，小

13、球只受两个力：重力和水平挡板的挡板水平时，小球只受两个力：重力和水平挡板的 支持力。故此时球对斜面的压力为支持力。故此时球对斜面的压力为0，对挡板的压力，对挡板的压力N G20 N。 答案：答案：(1)16 N，方向垂直斜面向下，方向垂直斜面向下12 N，方向垂直，方向垂直 挡板向下挡板向下 (2)020 N，竖直向下，竖直向下 力的正交分解法的应用力的正交分解法的应用 图图266 例例2在同一平面内共点的四个力在同一平面内共点的四个力F1、 F2、F3、F4的大小依次为的大小依次为19 N、40 N、30 N 和和15 N，方向如图，方向如图266所示，求它们的所示，求它们的 合力。合力。

14、思路点拨思路点拨解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点： (1)建立恰当的直角坐标系。建立恰当的直角坐标系。 (2)沿坐标轴分解各力并求沿坐标轴分解各力并求Fx、Fy。 (3)由由Fx和和Fy求出合力的大小和方向。求出合力的大小和方向。 解析解析如图如图(a)所示建立直角坐标系，把各个力分解所示建立直角坐标系，把各个力分解 到两个坐标轴上，并求出到两个坐标轴上，并求出x轴、轴、y轴上的合力轴上的合力Fx和和Fy，有，有 FxF1F2cos 37F3cos 3727 N FyF2sin 37F3sin 37F427 N 答案答案合力的大小约为合力的大小约为38.2 N，方向与，方向与F1夹角为夹角为45 斜向上。斜向上。 借题发挥借题发挥 正交分解法的优点：正交分解法的优点： (1)借助数学中的直角坐标系对力进行描述。借助数学中的直角坐标系对力进行描述。 (2)几何图形关系简单，是直角三角形，计算简便。几何图形关系简单，是直角三角形，计算简便。 (3)求合力的思维方法：求合力的思维方法：“先分先分再合再合”。 如图如图267所示，重力为所示，重力为500 N的人通过的人通过 跨过定滑轮的轻绳牵引重跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体，的物体， 当绳与水平面成当绳与水平