3.4.2 力的分解 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.4.2 力的合成与分解 第二课时 力的分解 1 人为什么能轻松拉动汽车 力的分解 学习目标 1.理解力的分解的概念，理解力的分解是力的合成的逆运算。 2．会进行力的分解，能用力的正交分解法求分力。 3.知道力的分解有确定解的几种情形。 力的分解 力的分解 1.分力：几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。 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 2.力的分解：求一个已知力的分力叫力的分解。 Ｆ2 Ｆ1 F 把一个合力F分解为两个分力F1、F2，这个过程是否遵守平行四边形定则呢？ 力的分解 力的分解 3.力的分解法则 （1）力的分解是力的合成的逆运算 分力F1、F2 合力F 力的合成 力的分解 F F1 F2 （2）力的分解同样遵守平行四边形定则 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。 力的分解 力的分解 力的分解是力的合成的逆运算 F合 F1 F2 两个分力的合成，由平行四边形可求得唯一的一个合力。 那么力的分解结果也是唯一的？ 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。 力的分解 力的分解方法1 1.按力所产生的实际作用效果进行分解。 例1：水平面上的物体，受到与水平方向成一定角度的拉力F的作用 分析合力F产生的作用效果： （1）水平向前拉物体 （2）竖直向上提物体 按照两个作用效果的方向得出分力的方向 θ F2= F sinθ F1= F cosθ 力的分解 例2：一物块在斜面上运动，它的重力产生了什么效果？ 力的分解方法1  F1 F2 G 合力G产生的作用效果： （1）使物块有下滑（趋势） （2）挤压斜面使斜面发生形变 按照两个作用效果的方向得出分力的方向  F1=Gsin F2=Gcos   例3： θ 放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？ F2= G cosθ G F1 F2 θ θ F1 F2 G θ F1= G sinθ F1= G tanθ F2= G/cosθ 使物体紧压挡板 使物体紧压斜面 力的分解方法1 力的分解 3.4 力的合成与分解 力的分解 力的分解方法2 2.正交分解法 （1）定义：把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。 （2）原理：正交分解法的基本原理是基于矢量的合成与分解法则，即平行四边形法则。将一个矢量分解为两个相互垂直的分量，可以更方便地进行计算和分析。 （3）正交分解步骤： ①建立xoy直角坐标系 ②沿xoy轴将各力分解 ③求xy轴上的合力Fx,Fy ④最后求Fx和Fy的合力F 怎样去选取坐标呢？原则上是任意的，实际问题中，让尽可能多的力落在坐标轴上，这样就可以尽可能少分解力。 力的分解 力的分解方法2 θ F Fy 0 x y Fx x方向的分力: Fx =F·cosθ Fy=F·sinθ y方向的分力: 合力F： 力的分解 力的分解方法2 例3：某人用力F=20 N 斜向上30°的力拉物体， 请利用正交分解法求水平和竖直两个方向上的分力。 F θ Fx Fy y x 力的分解 有限制条件的力的分解 1.已知合力F和一个分力F1的大小和方向时，分析：F2的大小和方向 （1）在同一条直线上 F F1 F2 （2）不在在同一条直线上 F2有唯一解 力的分解 有限制条件的力的分解 2.已知合力F和两个分力F1、F2的方向时，分析：F1、F2的大小 （1）在同一条直线上 F1=2N F2=6N F1=4N F2=8N F=4N （2）不在在同一条直线上 F1、F2解不唯一 F1、F2有唯一解 力的分解 有限制条件的力的分解 3.已知合力F和两个分力F1、F2的大小时，分析：F1、F2的方向 （1）F<|F1－F2|或 F>F1+F2 F、F1、F2构不成矢量三角形 无解 （2）|F1－F2|<F<F1+F2 F F1 F2 F1 F2 F1、F2两个解 4.已知一个确定的合力和一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小： O F F1 θ ①当 F2< Fsinθ 时，无解； ②当 F2=Fsinθ 时，有唯一解； ③当 Fsinθ<F2<F 时, 有两个解； ④当 F2≥F 时, 有唯一解。 有限制条件的力的分解 新知学习 作者编号：43999 力的分解 课堂练习 1.将一个8N的力分解成两个分力，下列各组值不可能的有（　 ） A.1N和10N　　　 B. 10N和10N　　 C. 10N和15N 　　 D. 15N和15N A 力的分解 课堂练习 2.如图所示，一个质量为m的均匀光滑球放在倾角为θ的固定斜面上，并被斜面上一挡板档住，处于静止状态。已知重力加速度为g，设球对挡板的压力大小为F1。球对斜面的压力大小F2，则（　　） A．F1=mgsinθ B．F2=mgcosθ C．F1:F2=sinθ：1 D．撤去挡板瞬间球的加速度为gtanθ C 力的分解 课堂练习 3.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 A 力的分解 课堂练习 4.为了把陷在泥坑里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始时相距12m，然后在绳的中点用400N的力F，沿与绳垂直的方向拉绳，如果中点被拉过60cm(如图所示)，假设绳子的伸长可以不计，求汽车受到的拉力。 $$