2018-2019学年高中物理 第三章 相互作用 3.5 力的分解优质课件2 新人教版必修1

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

走班制A层次，基础较好，接受能力较强，但是班内学生的水平差别较大。

五、教学方法 演示、分析、归纳

六、课前准备

弹簧秤、橡皮筋、铺有海锦的斜面及木板.

七、课时安排 1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情境导入、展示目标

ⅠⅡ

用两个弹簧秤和一根绳，连接如图所示，绳下挂一个砝码.O点有大小F＝mg的力竖直向下作用，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.

力的分解讨论

1、一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力，如图所示.

2、分力的唯一性条件

（1）已知两个分力的方向，求分力.将力F分解为沿OA、OB两个方向上的分力时，可以从F矢端分别作OA、OB的平行线，即可得到两个分力F1和F2. 如图所示.

1 专题 受力分析 正交分解法

【学习目标】

1.掌握力的正交分解法，分析简单的日常生活和生产中的问题.

【预习案】

1： 在图3－5－15中，用绳AC和BC吊起一个重100 N的物体，两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°.求：绳AC和BC对物体的拉力的大小.

2.如图所示，AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等，O为结点，OB与竖直方向夹角为θ，悬挂物质量为m。 求：

（1）OA、OB、OC三根绳子拉力的大小 。

（2）A点向上移动少许，重新平衡后，绳中张力如何变化？

【探究案】

3.正交分解法

把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫做力的正交分解法.正交分解是在平行四边形定则的基础上发展起来的，其目的是用代数运算来解决矢量运算.利用正交分解法解题的步骤如下：

（1）正确选定直角坐标系.通常以共点力的作用点为坐标原点.选取坐标轴应使尽可能多的力与坐标轴重合.

（2）正交分解各力.将每一个不在坐标轴上的力分解到x坐标轴和y坐标轴上，并求出各分力的大小，如图3－5－4所示.

（3）分别求出x轴和y轴上各力的分力的合力即

Fx=F1x+F2x+……

Fy=F1y+F2y+……

（4）求Fx与Fy的合力即为共点力的合力.合力的大小：F=22yxFF，合力

O B

A

C 2 的方向由F与x轴间的夹角α确定，即α=arctan xyFF

正交分解法的应用 例1：在同一平面上共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次是19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图3－5－13所示，求其合力.

点评：如果物体受到多个力的作用，易采用正交分解的方法.选取坐标轴时，可以是任意的，不过选择合适的坐标轴可以使问题简化，通常坐标系的选取有两个原则：

（1）使尽量多的力分布在坐标轴上；

（2）尽量使未知量处在坐标轴上.

1 力的分解

学习目标：1.[物理观念]知道力的分解的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算． 2.[物理观念]理解力的分解应遵循平行四边形定则． 3.[科学思维]会用作图法、计算法对力进行分解． 4.[科学思维]理解并会应用正交分解法．

一、一个力可用几个力来替代

1．力的分解：一个力作用在物体上可以用几个共同作用在物体上的共点力来等效替代，这几个力称为那一个力的分力．求一个已知力的分力叫作力的分解．

2．力的分解与力的合成的关系：力的分解是力的合成的逆运算．

二、力的分解方法

1．力的分解遵循的法则

平行四边形定则——把已知力F作为平行四边形的对角线，与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2.如图所示：

2．力的分解的依据

(1)同一个力可以分解为无数组大小、方向不同的分力，因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无数多个，如图所示．

(2)在实际问题中要根据力的实际效果进行分解．

三、力的正交分解

1．定义：将一个力沿着相互垂直的两个方向分解的方法．如图所示．

2．公式：Fx＝Fcos θ，Fy＝Fsin θ.

3．适用：正交分解适用于各种矢量运算．

4．优点：将矢量运算转化成坐标轴方向上的标量运算．

2 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)将一个力F分解为两个力F1和F2，那么物体同时受到F1、F2和F三个力的作用． (×)

(2)某个分力的大小可能大于合力． (√)

(3)一个力只能分解为一组分力． (×)

(4)正交分解法中的两个坐标轴一定是水平和竖直的． (×)

2．为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，其主要目的是 ( )

A．减小过桥车辆受到的摩擦力

B．减小过桥车辆的重力

C．减小过桥车辆对引桥面的压力

D．减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力

D [车辆在引桥上时其重力产生两个效果：一是使物体沿斜面下滑，相当于分力F1的作用；二是使物体垂直压紧斜面，相当于分力F2的作用．F1＝mgsin α，F2＝mgcos α，如图所示．引桥越长，倾角α越小，沿斜面下滑的分力F1越小，而压紧斜面的分力F2越大，故A、B、C错误，D正确．]

第三章 相互作用——力

【课程标准】

1.2.1 认识重力、弹力与摩擦力。通过实验，了解胡克定律，知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。

1.2.2 通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。

一 、单元教材概述

新教材第一章、第二章学习的是关于运动学的知识，不涉及发生各种运动的原因。本章学习的是关于力的知识，并研究物体处于平衡状态下各力间的相互关系,开始建立运动和力的相互作用间的关系，本章在高中物理教学中占有重要地位，在培养学生的学科素养启着至关重要的地位。

本单元内容可分为四部分：

第一部分：包括《3.1 重力与弹力》、《3.2 摩擦力》，这是物体受到的基本性质力，为共点力作用下的物体的受力分析提前做好准备。

第二部分：《3.3 牛顿第三定律》讲述了作用力与反作用力，为解决共点力平衡为题的受力分析奠定了必要的理论知识。

第三部分：《3.4 力的合成与分解》要求学生掌握平行四边形法则进行力的合成与分解的运算，为后续的共点力平衡的学习提供工具。

第四部分：《3.5 共点力的平衡》是本章的重难点，学生在学习共点力的过程中，所形成的科学思维方法，为下一章应用牛顿第二定律带来帮助，有利于学生形成运动和力的相互作用的观念。

【注意事项】

1. 强化了胡克定律的教学过程

课程标准明确要求“通过实验，了解胡克定律”,“探究弹簧弹力与形变量的关系”被列为高中物理学生的必做实验，是新教材必考的12个实验之一。新教材中以“实验”栏目，全面陈述了探究胡克定律的实验过程，并让学生自主获得实验数据，制作弹簧弹力和伸长量关系的F-x图像，发现并概括弹簧弹力与伸长量的定量关系，形成胡克定律的结论，学生需要对本实验高度关注。

2.牛顿第三定律 — — 为受力分析奠定基础 牛顿第三定律在新教材中教学提前，出现在摩擦力之后，有利于加速对重力、弹力和摩擦力的理解，为共点力的分析奠定了知识基础。