高一物理必修一《3.5力的分解》

3.5力的分解高一物理明龙第三章相互作用导入明标课前回顾：什么是合力？什么是分力？当几个力的作用效果与另一个力的作用效果相同，那么这一个力就叫这几个力的合力，而这几个力就叫这一个力的分力。什么是力的合成？求几个力的合力的过程叫做力的合成。力的合成遵循什么原则？平行四边形定则F2F1FF1F2·F什么是力的分解用几个分力来等效替代一个力合力F分力F1和F2合成分解等效替代求一个力的分力叫做力的分解力的分解是力的合成的逆过程1、什么是力的分解力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解。力的分解遵守平行四边形定则：把已知力作为平行四边形的对角线，平行四边形的两个邻边就是这个已知力的两个分力。同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的力。在实际问题中按力的作用效果来分解。1、什么是力的分解如何进行力的进行分解按力的效果进行力的分解在实际分解中，常将一个力沿着它作用效果的方向进行分解。按力的效果分解的步骤：一、画出已知力的示意图二、根据此力产生的效果确定分力的方向三、以该力为对角线作出分力的平行四边形，即作出分力。力的分解问题的关键是根据力的作用效果，画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题。其基本程序可表示为：实际问题定分力的方向物理抽象作出平行四边形数学计算求分力根据力的作用效果根据平行四边定则把对力的计算转化为边角的计算按力的效果分解的步骤：一、画出已知力的示意图二、根据此力产生的效果确定分力的方向三、以该力为对角线作出分力的平行四边形，即作出分力。把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？GG1G2θθ把重力分解为使物体平行与斜面下滑的力G1,和使物体垂直于斜面压紧斜面的力G2。G1=GsinθG2=Gcosθ思考题：当斜面倾斜角增大时，分析:G1和G2如何变化？2、当倾斜角减小时，分析G1和G2如何变化？按力的作用效果进行分解思考：当物体静止于斜面上时，其所受摩擦力为多大？当物体滑动时，其所受摩擦力为多大？当物体匀速滑动时，其所受摩擦力为多大？F2θcos1FFFsin2FFF1例1：放在水平地面上的物体受到一个斜向上方的拉力F的作用,且F与水平方向成θ角,如图所示.怎样把力F按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？按力的作用效果进行分解F1思考：当物体静止时，其所受摩擦力为多大？当物体滑动时，其所受摩擦力为多大？当物体匀速滑动时，其所受摩擦力为多大？θF1F2GO·θ1Ftanθ=G2Gcosθ=F2GF=cos1F=Gtan练一练：从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？（忽略一切摩擦）按力的作用效果进行分解【练习1】试根据效果将以下各力进行分解F练习三角形定则与平行四边形定则实质一样．矢量三角形定则两个矢量首尾相接，从第一个矢量的起点指向第二个矢量的终点的有向线段就表示合矢量的大小和方向.矢量相加的法则ABC矢量：既有大小，又有方向，相加时遵从平行四边形定则或者三角形定则。如：力、位移、速度、加速度等标量：只有大小，没有方向，求和时按照代数相加。如：质量、时间、路程、速率等矢量和标量的再认识3.力分解唯一性条件的讨论：（1）已知合力的大小和方向，两个分力的方向（2）已知合力的大小和方向，另一个分力的大小和方向（3）已知合力的大小和方向，两个分力的大小（1）已知一个力（合力）和两个力的方向，则两个分力有惟一确定值，即可求得惟一的一对分力。FOMNF1F2（2）已知一个力（合力）和一个分力的大小和方向，则另一个分力是惟一确定的，即可求得惟一的一对分力.OFF1F2（3）已知一个力(合力)和一个分力的方向,另一个分力有无数解，且具有最小值。OFF1F2（4）已知合力F和分力F1的方向与分力F2的大小，可作如下讨论：（1）当θ900时：①当F2Fsinθ，F1、F2和F不能构成闭合三角形,说明无解，即这种情形下不能将F分解为F1和F2一对分力②当F2=Fsinθ，F1=Fcosθ，只有一对确定的分力③当F2≥F，F1、F2和F构成惟一的三角形，即每一个大小确定的F2对应惟一确定的F1。④当FsinθF2F，每一个大小确定的F2对应两个F1的数值，即有两对分力。（2）当θ≥900时：F2F有惟一解，F2≤F无解F1的方向F1F2FθθF1F2FF1的方向F1F2FθF1'F2'②③④（5）已知合力和两个分力的大小。如已知合力F和两个分力大小分别为F1、F2，当F1+F2F时无解；当F1+F2=F时，有惟一解；当F1+F2F时，有两解，如图所示，大小确定的F1和F2可构成两个三角形，一对分力中的F1与另一对分力中的F2大小相同，方向不同。F2F2F1F1FF