题目
6.已知力F的大小和方向,在以下三种条件下,-|||-通过作图求两个分力F1和F2。-|||-(1)图甲,已知两个分力的方向,即图中角-|||-α和β确定,求两力的大小;-|||-(2)图乙,已知分力F1的大小和方向,求另-|||-一个分力F2的大小和方向;-|||-(3)图丙,已知F1的方向和F2的大小,求-|||-F1的大小和F2的方向。-|||-以上三种情况的解是否都是唯一的?-|||-F2 F-|||-F F-|||-F2-|||-β-|||-a →F1 a a F1-|||-→(F1)-|||-甲 乙 丙

题目解答
答案
【答案】
(1)是唯一的;
(2)也是唯一的;
(3)可能有两解,可能有一解,也可能无解。
【解析】
(1)已知两个分力的方向,根据平行四边形定则,将已知力分解作出的平行四边形只有一个,这两个分力大小是唯一确定的;
(2)已知一个分力的大小和方向,根据平行四边形定则,将已知力分解作出的平行四边形只有一个,这两个分力大小是唯一确定的;
(3)已知一个分力的大小和另一个分力的方向,根据平行四边形定则,将已知力分解,可能有两解,可能有一解,也可能无解。
解析
本题考查力的分解中不同条件下解的唯一性判断,核心在于理解平行四边形定则的应用条件。关键点如下:
- 已知分力方向时,分解是唯一的,因为平行四边形的邻边方向固定,大小唯一确定;
- 已知一个分力的大小和方向时,另一个分力可通过矢量减法唯一确定;
- 已知一个分力方向和另一个分力大小时,需结合几何作图判断可能的解,可能存在两解、一解或无解。
(1)图甲:已知两个分力的方向
- 平行四边形定则要求合力$F$为平行四边形的对角线。当两个分力的方向(即邻边方向)确定时,平行四边形的形状唯一,因此分力$F_1$和$F_2$的大小唯一确定。
(2)图乙:已知分力$F_1$的大小和方向
- 根据矢量关系,$F = F_1 + F_2$,因此$F_2 = F - F_1$。由于$F_1$的大小和方向已知,通过矢量减法可唯一确定$F_2$的大小和方向。
(3)图丙:已知$F_1$的方向和$F_2$的大小
- 作图时,以$F$的终点为圆心,$F_2$的大小为半径画圆,与$F_1$的方向线的交点数量决定解的情况:
- 两解:圆与方向线有两个交点;
- 一解:圆与方向线相切;
- 无解:圆与方向线无交点。