3.5 力的分解（课件+练习）-2019-2020学年高一物理必修一【创新教程】微点特训（人教版）

第5节　力的分解 “草长莺飞二月天，拂堤杨柳醉春烟．儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢．”中国是风筝的故乡，民间一直有清明时节放风筝的习俗．通过手中的细线，可使风筝在天空中自由飞翔、盘旋，做出各种不同的动作． 那么，人们是如何控制风筝做出各种动作的呢？ 提示：人们通过对风筝线的调节可以保持风筝面的角度，当风吹在风筝面上时，就会产生水平方向和竖直方向 的作用力．风筝面的角度不同，两个方向的作用力也不同．而这正是以力的分解为依据进行分析的，要想真正弄懂其中的道理，应先知道力的分解的有关知识． 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，它同样遵守平行四边形定则． 2．能根据实际效果进行力的分解，并能根据数学知识求分力．(重点) 3．能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则实质是一样的．(重点) 4．了解正交分解法．(难点) 一、力的分解 1．定义：已知一个力求　它的分力 的过程．力的分解是力的合成的　逆运算 ． 2．分解法则：力的分解同样遵循　平行四边形 定则．把已知力F作为平行四边形的　对角线 ，　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． 3．分解依据：在实际问题中，一般依据力的　实际作用效果 的方向来分解． 二、矢量相加的法则 1．矢量相加的法则：矢量相加时和力的合成一样遵循　平行四边形定则 ． 2．三角形定则：把两个矢量　首尾相接 ，从第一个矢量的　始端 指向第二个矢量的　末端 的有向线段就表示合矢量的大小和方向．三角形定则与平行四边形定则本质上是　一样的 ． 3．矢量和标量的区别：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 )．标量只有大小，没有方向，求和时按照　算术法则 相加． 易错点津　如图所示，两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向，由此可知三角形定则和平行四边形定则实质是一样的. [要点一]　力的效果分解法 一个力可以有无数对分力，但在具体问题中，要根据力实际产生的效果去分解． (1)基本思路： (2)按实际效果分解的几个实例： 实例 分析 地面上物体受斜向上的拉力F作用，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＝mgsin α，F2＝mgcos α 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＝mgtan α，F2＝ 质量为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＝mgtan α，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＝mgtan α，F2＝ [例1]如图所示，一个质量为m＝2 kg的均匀球体，放在倾角θ＝37°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．画出球体的重力分解图并求出球体对挡板和斜面的压力．(g＝10 N/kg) [导思]　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． (2)按力的作用效果确定分力的方向． [解析]　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．如图所示，将球的重力G分解为垂直于斜面的分力F1和垂直于挡板的分力F2，则F1＝，F2＝Gtan θ. 因此，球对斜面的压力FN1和对挡板的压力FN2大小分别为FN1＝F1＝＝N＝25 N，方向垂直斜面向下； FN2＝F2＝Gtan θ＝20tan 37°＝15 N，方向垂直挡板向左． [答案]　15 N，方向垂直挡板向左， 25 N，方向垂直斜面向下 1．如图所示是木工用凿子工作时的截面示意图，三角形ABC为直角三角形，∠C＝30°.用大小为F＝100 N的力垂直作用于MN，MN与AB平行．忽略凿子的重力，求这时凿子推开木料AC面和BC面的力分别为多大？ 解析：弹力垂直于接触面，将力F按作用效果进行分解，如图所示，由几何关系易得，推开AC面的力为F1＝＝100N.推开BC面的力为F2＝＝200 N.