第15讲 力的分解-【帮课堂】2021-2022学年高一物理同步精品讲义（粤教2019必修第一册）

第15讲 力的分解 课程标准 课标解读 知道什么是力的分解，会用平行四边形定则对力进行分解. 1.能够在实际问题中按照力的实际作用效果进行力的分解. 2.能运用力的正交分解法求解问题． SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01力的分解方法 1．力的分解：如果几个力共同产生的效果与原来一个力产生的效果相同，这几个力叫作原来那个力的分力，求一个已知力的分力叫作力的分解． 2．力的分解方法 (1)遵循原则：平行四边形定则． 以一个已知的力作为平行四边形的对角线求两个相邻的边． (2)如果没有限制，同一个力可分解为无数对大小和方向都不同的分力． (3)力的分解的一般步骤 ①根据力产生的效果确定分力的方向． ②依据平行四边形定则计算分力的大小． 【知识拓展1】不受限制条件的力的分解 一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解．因为以同一条线段为对角线的平行四边形有无穷多个(如图1甲、乙所示)． 图1 可见，将已知力F分解为两个等大的分力时，两分力间的夹角越大分力越大． 【知识拓展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2 (2)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4 ①当Fsin α<F2<F时，有两解，如图4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． 【知识拓展3】按作用效果分解力 (1)按作用效果分解力的一般思路 (2)掌握两种典型情况下力的分解(如图5所示)． 图5 【即学即练1】 1．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状，下列说法中正确的是（ ） A．夏季与冬季电线对电线杆的拉力大小相等 B．夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向相同 C．夏季电线对电线杆的拉力较大 D．冬季电线对电线杆的拉力较大 【即学即练2】 2．如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．现保持F的大小不变，将F的方向变为与水平方向成30°角斜向右上方，恰好也能让物块做匀速直线运动。则物块与桌面间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D． 知识点02 力的分解的应用 当合力一定时，分力的大小和方向会随着分力间的夹角改变而改变，两个分力的夹角越大，分力就越大． 【知识拓展4】力的正交分解法 1.力的正交分解法 把力沿着两个经选定的互相垂直的方向分解的方法叫力的正交分解法． 图6 如图6所示，将力F沿x轴和y轴两个方向分解，则 Fx＝Fcos α Fy＝Fsin α 2．正交分解法求合力 (1)建立直角坐标系：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7所示． 图7 (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＝eq \r(Fx2＋Fy2)，设合力的方向与x轴的夹角为α，则tan α＝eq \f(Fy,Fx). 【即学即练3】 3．一大力士用绳子拉动汽车，拉力为F，绳与水平方向的夹角为θ。则拉力F在竖直方向的分力为（　　） A． B． C．Fsinθ D．Fcosθ 【即学即练4】 4．如图所示为装卸工以水平向右的力 沿斜面向上推货箱，假设斜面的倾角为 ，货箱与斜面间的动摩擦因数为 ，则货箱所受摩擦力为（　　） A． B． C． D． SHAPE \* MERGEFORMAT 考法01 力的分解 【典例1】 1．小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动，于是他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法正确的是（　　） A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱 B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大 C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力 D．这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 考法02 正交分解法 【典例2】 2．表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳 、 均为 如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为4F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（　　） A．F B．2F C．4 F+mg D． SHA