3.5力的分解
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必修一 3.5 力的分解(教案)一、教材分析本节课是必修一的重点,是对平行四边形定则的具体应用,是研究力的平衡的基础,也是学习牛顿运动定律的基础。
本节课的内容包括,力的分解、矢量、标量等概念,以及矢量相加的法则。
本节课有两个关键点,一是力的分解遵循平行四边形定则,二是一个已知力究竟分解到哪两个方向上去,要根据实际情况,由力的效果来决定。
二、教学目标(一)知识与技能1、知道什么是分力及力的分解的含义。
2、理解力的分解的方法,会用三角形知识求分力。
(二)过程与方法1、培养运用数学工具解决物理问题的能力。
2、培养用物理语言分析问题的能力。
(三)情感、态度与价值观通过分析日常现象,培养学生探究周围事物的习惯。
三、重点难点力的分解四、学情分析下作用,这个力有两个效果:沿两弹簧伸长的方向分别对弹簧Ⅰ和Ⅱ施加拉力F1和F2,且F1和F2分别使它们产生拉伸形变,可见力F可以用两个力F1和F2代替.几个力共同产生的效果跟原来一个力产生的效果相同,这几个力就叫做原来那个力的分力.求一个已知力的分力叫做力的分解.(三)合作探究、精讲点拨如何分解?力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则.把一个力(合力)F作为平行四边形的对角线,然后依据力的效果画出两个分力的方向,进而作出平行四边形,就可得到两个分力F1和F2.只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做标量.力、速度是矢量;长度、质量、时间、温度、能量、电流强度等物理量是标量.(四)反思总结、当堂检测(参考导学案)力的分解--平行四边形定则—力的作用效果(五)发导学案、布置预习(六)作业:课本P66 1、2、3九、板书设计一、概念:力的分解二、怎样分解一个力1、无数对2、唯一性的条件结论:一个已知力究竟分解到哪两个方向上去,要根据实际情况,由力的效果来决定。
例1、例2、三、矢量相加的法则十、教学反思1、学生对将一个力按照作用效果分解,理解接受较好,困难是怎样确定力的作用效果,老师应该在这个方面下点功夫。
3.5力的分解要点一、力的分解1.基本定义:求一个已知力的分力叫力的分解.2.分解依据:遵循平行四边形定则.3.分解原则:按力的实际作用效果进行分解.4.分解思路力的分解,关键是根据力的实际作用效果确定分力的方向,然后画出力的平行四边形,这样就可以利用数学关系确定所求的分力,具体思路为:要点二、力按作用效果分解的几个典型实例要点三、力的正交分解法1.正交分解法的原理建立一个直角坐标系,先将各力正交分解在两条互相垂直的坐标轴上,分别求出两个不同方向上的合力F x和F y,然后由F=F2x+F2y求合力.2.正交分解法的步骤(1)以力的作用点为原点建立直角坐标系,标出x轴和y轴.如果这时物体处于平衡状态,则两轴方向可根据解题方便自己选择.(2)将与坐标轴不重合的力分解为x轴方向和y轴方向的两个分力,并在图上标明F x和F y.(3)在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角,然后列出力F x、F y的表达式.如图3-5-2所示,F与x轴夹角为θ,则F x=Fcos θ,F y=Fsin θ,与两轴重合的力就不要再分解了.(4)列出x轴方向上各分力的合力和y轴方向上各分力的合力的两个方程,然后求解.课堂检测一、对力作用效果的理解例1如图3-5-7所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法中正确的是()A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力B.物体受到mg、F N、F1、F2四个力的作用C.物体只受到重力mg和斜面的支持力F N的作用D.力F N、F1、F2三力的作用效果与mg、F N两个力的作用效果相同二、力分解有定解的条件例2在已知的一个力的分解中,下列情况具有唯一解的是()A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上B.已知一个分力的大小和方向C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向D.已知两个分力的大小三、正交分解法的应用例3如图3-5-8所示,质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间动摩擦因数为μ,则物体受到的摩擦力的大小为()A.Fsin θB.Fcos θC.μ(Fsin θ+mg) D.μ(mg-Fsin θ)巩固练习1.如图3-5-9所示,一个物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用,若将它们平移并首尾相接,三个力矢量组成了一个封闭三角形,则物体所受这三个力的合力大小为()A.2F1B.F2 C.2F3D.02.将一个竖直向下的8 N的力分解为两个力,其中一个分力方向水平,大小为6 N,那么另一个分力大小为()图3-5-9图3-5-8图3-5-7图3-5-2A.10 N B.8 N C.6 N D.2 N 3.将质量为m的长方形木块放在水平桌面上,用与水平方向成α角的斜向右上方的力F拉木块,如图3-5-10所示,则()A.力F的水平分力为Fcos α,等于木块受的摩擦力B.力F的竖直分力为Fsin α,它使物体m对桌面的压力比mg小C.力F的竖直分力为Fsin α,它不影响物体对桌面的压力D.力F与木块重力mg的合力方向可以竖直向上图3-5-10答案 B4.关于力的分解,下列说法正确的是()A.力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的作用效果代替一个力的作用效果B.某个分力的大小可能大于合力大小C.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则D.分解一个力往往根据它产生的效果来分解5.在光滑斜面上自由下滑的物体受到的力有()A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力C.重力、下滑力和斜面的支持力D.重力、下滑力、正压力和斜面的支持力6.将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法中正确的是()A.F是物体实际受到的力B.F1和F2两个分力在效果上可以取代FC.物体受到F1、F2和F三个力的作用D.F是F1和F2的合力7.已知竖直平面内有一个大小为10 N的力作用于O点,该力与x轴正方向之间的夹角为30°,与y轴正方向之间的夹角为60°,现将它分解到x轴和y轴方向上,则() A.F x=5 N,F y=5 N B.F x=5 3 N,F y=5 NC.F x=5 N,F y=5 3 N D.F x=10 N,F y=10 N8.一个物体受三个力的作用,已知一个力是80 N,指向东偏北30°的方向;一个力为40 N,指向西北方向;一个力为20 N,指向南方,求三个力的合力大小.答案63.3 N9.图3-5-11为剪式千斤顶,是用来顶起汽车的装置.当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,同时抬起重物.汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,当千斤顶两臂之间的夹角为120°时,其两臂受的压力各是多大?图3-5-11答案 1.0×105 N10.如图3-5-12所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力.若物块静止不动,则摩擦力的大小为多少?图3-5-12答案mg+Fsin α11.如图3-5-2所示,重力为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体,当绳与水平面成60°角时,物体静止.不计滑轮与绳的摩擦.求地面对人的支持力和摩擦力.答案100(5-3) N100 N图3-5-2例3如图3-5-3所示,一倾角为θ的固定斜面上,有一块可绕其下端转动的挡板P,今在挡板与斜面间夹有一重为G 的光滑球.试求挡板P由图示的竖直位置缓慢地转到水平位置的过程中,球对挡板压力的最小值是多大?图3-5-3答案Gsin θ。
3.5 力的分解教案一桶水可由一个人提起,也可由两个人抬起;拉纤,同样的船,同样的水流,可由一个大力士拉,也可由两个或更多的人拉……这就是生活中我们常见的一个力的作用效果与两个或者更多个力的作用效果相同的事例.那么这一个力的大小与那两个或者更多个具有相同作用效果的力的大小之间有何关系呢?已知一个合力求分力的过程叫做力的分解,力的分解方法正是是本节我们所要探索研究的.一、力的分解1。
分力如果几个力共同作用在物体上产生的效果跟原来一个力作用在物体上相同,那么这几个力就是原来那个力的分力.2.力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则,即把已知力作为平行四边形的对角线,与已知力共面的平行四边形的两条邻边就表示已知力的两个分力。
注意:如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图所示).这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力,而不像力的合成那样,一对已知力的合成只有一个确定的结果。
例(2012·甘肃省天水市一中高三期末考试)F1、F2是力F的两个分力,若F=10N,则下列哪组力不可能是F的两个分力()A .F 1=10N ,F 2=10NB .F 1=20N,F 2=20NC .F 1=2N ,F 2=6N D .F 1=20N ,F 2=30N解析:本题考查合力和分力之间的关系。
合力F 和两分力F 1、F 2之间的大小关系为|F 1-F 2|≤F ≤|F 1+F 2|,经检验,只有选项C 不可能。
本题答案为C.针对练习 下列说法中正确的是( )A .一个2 N 的力可分解为7 N 和4 N 的两个分力B .一个2 N 的力可分解为9 N 和9 N 的两个分力C .一个6 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力D .一个8 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力【参考答案:BC 解析:力的分解是力的合成的逆运算,若分力为F 1、F 2,则合力的范围为|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2,按此原则A 、D 错误,B 、C 正确。