2018-2019学年粤教版必修1 3.4 力的合成与分解 教案
2018-2019学年粤教版必修1 3.4 力的合成与分解 教案第2页

  【例1】物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用,若两力大小分别为5N、5 N,求这两个力的合力.

  解析:根据平行四边形定则作出平行四边形,如图所示,由于F1、F2相互垂直,所以作出的平行四边形为矩形,对角线分成的两个三角形为直角三角形,由勾股定理得:

  N=10 N

  合力的方向与F1的夹角θ为:

   θ=30°

  2.力的分解

  (1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。

  (2)两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果分解。

  【例2】将一个力分解为两个互相垂直的力,有几种分法?

  解析:有无数种分法,只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线,在有向线段的另一端向这条直线做垂线,就是一种方法。如图所示。

  (3)几种有条件的力的分解

  ①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。

  ②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。

  ③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。

  ④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。

  (4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:

  ①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。如图所示,F2的最小值为:F2min=F sinα

  ②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F2与合力F垂直,如图所示,F2的最小值为:F2min=F1sinα

  ③当已知合力F的大小及一个分力F1的大小时,另一个分力F2取最小值的条件是:已知大小的分力F1与合力F同方向,F2的最小值为|F-F1|

  (5)正交分解法:

  把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。

  用正交分解法求合力的步骤:

  ①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向

②把各个力向x轴、y轴上投影,但应注意的是:与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向