【物理课件】力的合成与分解（一）力的分解【大单元教学】2023-2024学年高一物理（人教版2019必修第一册）.pptx

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1、第三章 相互作用力人教版 必修第一册3.4.2 力的合成与分解（二）力的分解教学目标1.能根据力的作用等效理解合力与分力的概念，体会等效替代的物理思想与方法。2.了解力的合成和分解，知道矢量和标量。3.通过实验探究力的合成与分解的方法，掌握力的平行四边形定则的应用。4.能应用力的合成和分解的方法求解有关问题。知识解读知识解读【温故知新】通通过过上上一一节节课课的的学学习习我我们们知知道道，求求几几个个力力的的合合力力的的过过程程叫叫力力的的合合成成。分力：分力：F F1 1、F F2 2、F F3 3合力：合力：F F等效替代等效替代力的合成力的合成遵循平行遵循平行四边形定四边形定则则思考：思

2、考：我们可不可以把一个力分解成几个力？又该怎么分呢？我们可不可以把一个力分解成几个力？又该怎么分呢？知识解读知识解读知识点一、力的分解知识点一、力的分解1.按效果进行分解 在实际分解中，常将一个力沿着该力的两个效果方向两个效果方向进行分解，效果分解法的方法步骤：画出已知力的示意图；根据此力产生的两个效果确定出分力的方向；以该力为对角线作出两个分力方向的平行四边形，即作出两个分力 知识点一、力的分解知识点一、力的分解2.利用平行四边形定则求分力的方法 作图法：利用平行四边形作出其分力的图示，按给定的标度求出两分力的大小，用量角器量出各分力与已知力间的夹角即分力的方向 计算法：利用力的平行四边形定

3、则将已知力按几何方法求解，作出各力的示意图，再根据解几何知识求出各分力的大小，确定各分力的方向 3.解体思路知识点一、力的分解知识点一、力的分解3.3.力按作用效果分解的几个典型实例力按作用效果分解的几个典型实例 F FFxFy模型转换则：（1）水平面上的物体，受到与水平方向成水平面上的物体，受到与水平方向成角的拉力角的拉力F F的作用。试根据力的作用。试根据力的作用效果分解的作用效果分解F F。知识点一、力的分解知识点一、力的分解3.3.力按作用效果分解的几个典型实例力按作用效果分解的几个典型实例 按照力的作用效果分解按照力的作用效果分解（2 2）斜面上静止的物体斜面上静止的物体GF1F2F

4、 F1 1=Gsin=Gsin，F F1 1使物体有下滑的趋势使物体有下滑的趋势F2=Gcos，F2使物体紧压斜面斜面倾角越大，F1越大、F2的越小。知识点一、力的分解知识点一、力的分解3.3.力按作用效果分解的几个典型实例力按作用效果分解的几个典型实例 （3 3）放在斜面上的物体所受重力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？产生怎样的作用效果？如何分解？G GF1F2 F1F2G G 重力产生重力产生的效果的效果使物体紧压挡板使物体紧压挡板使物体紧压斜面使物体紧压斜面重力产生重力产生的效果的效果使物体紧压挡板使物体紧压挡板使物体紧压斜面使物体紧压斜面知识点一、力的分解知识点

5、一、力的分解3.3.力按作用效果分解的几个典型实例力按作用效果分解的几个典型实例 （4 4）将重物通过绳子悬挂起来，根据力的作用效果分解将重物通过绳子悬挂起来，根据力的作用效果分解F F或或GG。F1F2FGF1F2知识点一、力的分解知识点一、力的分解3.3.力按作用效果分解的几个典型实例力按作用效果分解的几个典型实例 ABC FF1 1 ABC FF1 1 F2F2 2F2=FcotF1=Fcot（5 5）可自由转动的轻杆可自由转动的轻杆AC 和和BC，BC 杆水平。在它们的连接处杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直点施加一个竖直向下的力向下的力F。知识点一、力的分解知识点一、力的分解【典

6、例【典例1 1】如图所示，荡秋千的小学生所受的重力为400N，秋千最大摆角为60，当他处于最高位置时，把他所受的重力在垂直绳方向和沿绳方向进行分解，求这两个分力的大小。【详解】根据题意，将重力分解，如图所示由几何知识可知：知识点一、力的分解知识点一、力的分解知识点一、力的分解知识点一、力的分解【详解】将力F分解为F1、F2两个分力，这两个分力分别与劈的两个侧面平行，根据对称性，两分力F1、F2大小相等，这样，以F1、F2为为邻边的平行四边，如图所示：GGF F1 1F F2 2知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论 将一个力F分解为两个分力F1和F2，根据力的平行四边

7、形定则，是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。（1）已知合力(大小、方向)和两个分力的方向，则两个分力有唯一确定的值FF1F2(2)已知合力(大小、方向)和一个分力(大小、方向)，则另一个分力有唯一确定的值FF1F2当当一个确定的合力一个确定的合力加上相应条件限制，它的分力有没有唯一解？加上相应条件限制，它的分力有没有唯一解？1.1.已知两分力的方向：已知两分力的方向：2.2.已知一个分力的大小和方向：已知一个分力的大小和方向：FFF1F1F2F2唯一解唯一解唯一解唯一解三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论3.3.已知

8、已知一个确定的合力一个确定的合力和两个和两个分力分力F F1 1和和F F2 2的大小：的大小：两个解两个解F F1 1+F+F2 2F FF F1 1+F+F2 2=F=FF F1 1+F+F2 2F FF2F1FF2F1FFF1F2F2F1F无解无解一个解一个解F F1 1、F F2 2和和F F一起构一起构成封闭三角形成封闭三角形三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论4.4.已知已知一个确定的合力一个确定的合力和一个和一个分力分力F F1 1的的方向和另一个分力方向和另一个分力F F2 2的大小的大小：O OOFF F1 1 当当

9、 F2 Fsin 时，无解；时，无解；当当 F2=Fsin 时，有唯一解；时，有唯一解；当当 FsinF2F 时时,有两个解；有两个解；当当 F2F 时时,有唯一解。有唯一解。三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论【典例【典例2 2】把一个力分解为两个力时，下列说法正确的是（）A一个分力大小变化，另一个分力大小也一定变化B一个分力方向变化，另一个分力方向也一定变化C无论如何变化，两个分力不能同时小于这个力的一半D无论如何分解，两个分力不能同时

10、大于这个力两倍C C三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论【典例【典例3 3】两个共点力F1、F2的合力F大小为60N，F1的方向与合力F的方向成30角，的大小为40N。则（）AF1的大小是唯一的BF2的方向是唯一的CF2可取任意方向DF2有两个可能的方向D D【详解】作出【详解】作出F F1 1、F F2 2和和F F的矢量三角形图，如图所示的矢量三角形图，如图所示三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论【变式1】如图所示，将一个F=20N的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为

11、零的分力F1的方向与F成30角，则下列说法正确的是（）三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论【详解】【详解】A.A.合力和两个分力构成了力的矢量三角形，如图所示合力和两个分力构成了力的矢量三角形，如图所示故选故选D D。三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论知识点二、力的分解中定解条件讨论【详解】力的示意图如图所示：【详解】力的示意图如图所示：故选CD。三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点三、正交分解法知识点三、正交分解法1概念将力沿着两个选定的相互垂直的方向分解两个选定的相互垂直的方向分解，叫力的正交分解。

12、2优点正交分解法是在平行四边形定则的基础上发展起来的，其目的是将矢量运算转化为代数运算。其优点有：（1）可借助数学中的直角坐标系对力进行描述直角坐标系对力进行描述。（2）分解时只需熟知三角函数关系、几何关系，简便、容易求解。3适用情况常用于三个或三个以上的力的合成三个或三个以上的力的合成。三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点三、正交分解法知识点三、正交分解法三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点三、正交分解法知识点三、正交分解法三、力分解的讨论三、力分解的讨论知识点三、正交分解法知识点三、正交分解法【变式1】在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19N、40N、30N和15N，方向如图所示，求它们的合力。【详解】如图所示：建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐标轴上，并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有：则：合力：即合力的大小约为38.2 N，方向与F1夹角为45斜向上。1（2021重庆高考真题）如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为30，则该力在水平方向的分力大小为（）【详解】沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为故选故选DD。A ATHANKS