【物理必修1】第三章 第5节 力的分解.doc

3.5 力的分解 【教学目标】 1. 2.理解力的分解是力的合成的逆运算，会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力。 3.从物体的受力情况分析其力的作用效果，培养学生分析问题、解决问题的能力。 【教学重点 1.理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。 2.掌握力的正交分解。 1.判定力的作用效果及分力的确定 【教学过程】 一、分力与力的分解 复习：平行四边形定则的内容是什么？ 分力与合力是在相同作用效果的前提下才能相互替换，所以在分解某力时，一般按力的作用效果分解。 2. 力的分解既然力的分解是力的合成的逆运算，那么力的分解也必然遵循平行四边形定则，即把一个已知力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。而我们知道一条对角线可以做出无数个平行四边形，那么在进行力的分解的时候，可以有无数组解。 可以在图中比较一下合力与分力的大小关系）但在解决实际问题过程中能不能随意分解呢？ 二、力的分解方法 1.按力的作用效果分解力 （1）选择研究对象，进行受力分析； （2）根据力的作用效果，确定两分力的方向； （3）根据三角形的边角关系求分力的大小。 分析： （1）力F的作用效果：水平向前拉物体和竖直向上提物体，那么F可以分解为水平方向的力和竖直方向上的分力。 （2）方向确定，根据平行四边形定则，分解就是唯一的。 （3）如图所示，F1＝Fcosθ， F2=Fsinθ 【例题2】物体放在斜面上，受到竖直方向的重力，但它并不竖直下落，那物体受的重力产生有什么样的效果呢？ 由学生分析： （1）G方向竖直向下，又不能下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果；在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。（2）两分力方向确定了，分解是唯一的。（3）F1=Fsinθ, F2=Gcosθ 由上例可以看出，F1、F2的大小都和斜面的倾角有关。斜面的倾角增大时，F1增大， F2减小。车辆上桥时，分力F1阻碍车辆前进；车辆下桥时，分力F1使车辆运动加快。为了行车方便和安全，高大的桥梁要修长长的引桥。 讨论：为什么刀刃越锋利，使用时越感到省力？ 练习： .用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯如果BC绳处于平，AB绳与水平方向夹角为60°，求绳AB和BC所受的拉力。（） 2.在甲、乙两个图中，重为G的光滑球放在倾角为的斜面和挡板之间，在挡板与斜面垂直和挡板与水平面垂直的两种情况下，将甲、乙中球所受的重力按效果分解，并求出球对斜面和挡板的压力。（： 2. 正交分解 把一个已知力分解在相互垂直的两个方向上叫正交分解。如：前面对斜面上物体重力的分解，水平面上的物体受到的斜向上的拉力的分解等既是按效果分解，同时也是正交分解。 分解方法： 选择研究对象并进行受力分析；以力的作用点为原点建立直角坐标系； 把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上； 根据直角三角形的边和角的关系求出各分力的大小和方向。 3】： 如图所示，质量为物体静止在斜面上，求物体所受的摩擦力。 拓展： 上图中，如果接触面光滑，给物体上加一个水平向右的力，物体保持静止状态，求的大小。 思考题：已知一个力，一定可以把它分解为两个大小和方向都确定的力吗？ 3. 力有确定分解的几种情况 （1）已知一个力（合力）和两个分力的方向，则两个分力有唯一确定的值。如，要把放在斜面上的物体受的重力分解到沿斜面方向和垂直与斜面的方向，因只能作一个确定的平行四边形，所以两个分力是唯一确定的。 （2）已知合力（大小和方向）和一个分力（大小和方向），则另一个分力有唯一确定的值。（也是只能作一个平行四边行） （3）已知合力和一个分力的方向，则另一个分力有无数解，且有最小值。 如图所示，已知F和F1的方向沿OA，则从F的矢端向OA可以引无数条线段，但只有垂直与OA的线段最短，此时力的平行四边形为矩形。 （4）已知合力和一个分力的大小，则可分解成无数个分力，但当该分力小于合力，另一个分力与合力夹角最大时，分力有两对确定的解。 如图，以合力F的矢端为圆心，以代表分力F1的线段为半经画圆，过O点作圆的两条切线，切点为A、B两点，则线段OA、OB的长度表示F2的大小，此时F2与F的夹角最大，且F2与F1垂直。 1. 已知合力F和它的一个分力夹角为30°，则它的另一个分力大小可能（??? ） A. 小于F / 2????????????? B. 等于F / 2 C. 在F / 2与F之间?????? D. 大于或等于F 一个10N的力可以分解为下面哪两个力（??? ） A. 30N和5N????? B. 20