第3章 第5节 力的分解-【优学精讲】2026-2027学年高中物理必修一同步教参(教科版)
第5节 力的分解
1.知道力的分解的概念,力的分解原则。 2.会用力的效果分解法求分力。
3.会用正交分解法求分力。
一、一个力可用几个力来替代
一个力的作用可以用几个力的共同作用来等效替代,这几个力称为那一个力的分力。求一个已知力的分力叫作力的分解。
二、力的分解的应用
1.力的分解遵循的法则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。
2.力的分解的原则
(1)同一个力可以分解为无数组大小、方向不同的分力,因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无数多个,如图所示。
(2)在实际问题中要根据力的实际作用效果进行分解。
三、力的正交分解
将一个力沿着相互垂直的两个方向分解的方法。
(1)合力F一定时,分力的大小随分力F1、F2之间夹角的增大而增大。( )
(2)一个力理论上可以分解为无数多组分力。( )
(3)力的分解是力的合成的逆运算。( )
(4)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。( )
(5)力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则。( )
学科网(北京)股份有限公司
提示:(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
知识点一 力的分解的几种情况
1.不受条件限制的力分解
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(如图所示)。
分力大小与两分力间夹角的关系:
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。
2.有条件分解的几种情况
已知条件 | 示意图 | 解的情况 | |
合力、两个分力的方向 | 一组解 | ||
合力、两个分力的大小(同一平面内) | 无解或两组解 | ||
合力、一个分力的大小和方向 | 一组解 | ||
合力以及其中一个分力的大小和另一个分力的方向 | ①当F1=F sin θ时,有一组解 | ||
②当F1<F sin θ时,无解 | |||
③当F sin θ<F1<F时,有两组解 | |||
学科网(北京)股份有限公司
|
| ④当F1≥F时,有一组解 |
(多选)如图,将力F=40 N(大小、方向已知)分解为两个分力F1和F2,已知F2和F的夹角θ=37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。关于分力F2以下说法正确的是( )
A.当F1=10 N时,有唯一解
B.当F1=24 N时,有两个解
C.当F1=35 N时,有两个解
D.当F1=60 N时,有唯一解
[解析] 力的示意图如图所示,当F1<F sin θ=24 N时,分力和合力不能构成三角形,无解;当F1=F sin θ=24 N时,两分力和合力恰好构成直角三角形,有唯一解;当F>F1>F sin θ=24 N时,根据平行四边形定则,有两组解;若F1>F时,只有一组解。
[答案] CD
如图所示,将一个已知力F分解为F1、F2,已知F=10 N,F1与F的夹角为37°,则F2的最小值是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )
学科网(北京)股份有限公司