2019-2020年高中物理《力的分解》教案4 新人教版必修1.doc
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2019-2020年高中物理《力的分解》教案4 新人教版必修1 一、教学目标 1．理解分力和力的分解概念. 2．会用作图法求一个力的两个分力，会用直角三角形知识计算分力. 3．初步学会在具体问题中把一个力进行合理的分解. 4．培养理论联系实际的科学方法，培养观察、分析和总结的能力. 二、重点难点 在具体问题中如何根据实际情况将一个力进行合理的分解. 三、教学方法 演示、分析、归纳 四、教具 弹簧秤、橡皮筋、铺有海锦的斜面及木板. 五、课时 1课时 六、教学过程 （一）：演示实验，引入分力及力的分解概念 图1 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. （二）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. （三）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2所示.（见课本P14，图1-29） 图2 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3所示. 图3 （2）已知一个分力的大小和方向，求另一个分力. 已知合力F及其一个分力F1的大小和方向时，先连接F和F1的矢端，再过O点作射线OA与之平行，然后过合力F的矢端作分力F1的平行线与OA相交，即得到另一个分力F2，如图4所示. 图4 （3）已知一个分力的方向和另一个分力的大小 图7 图6 图5 已知合力F、分力F1的方向OA及另一个分力F2的大小时，先过合力F的矢端作OA的平行线mn，然后以O为圆心，以F2的长为半径画圆，交mn，若有两个交点，则有两解（如图5），若有一个交点，则有一个解（如图6），若没有交点，则无解（如图7）. （四）分力方向的确定： 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：教材P15例1 图8 放在水平面上的物体受到一个斜向上方的拉力F，这个力与水平方向成θ角，该力产生两个效果：水平向前拉物体，同时竖直向上提物体，因此力F可以分解为沿水平方向的分力F1和沿竖直方向的分力F2.力F1、F2的大小为 F1=cosθ, F2=Fsinθ. 例2、教材P15例2 把一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落，而要沿着斜面下滑，同时使斜面受到压力，重力产生两个效果：使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面，因此重力G可以分解为平行于斜面使物体下滑的分力F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2. 图9 F1=Gsinθ F2=Fcosθ 例3、将铺有海锦的木板及斜面按图10所示放置，让木板呈竖直方向，并在两者之间放置一个球体，球体受到竖直向下的重力，同时又受到木板及斜面的支持力而处于静止状态，故重力在垂直于木板和斜面方向产生两个效果:使物体紧压木板和斜面.（海锦受压可以观察出来）因此，重力G可以分解为垂直于木板和斜面方向的两个分力F1和F2. 图10 F1=Gtanθ F2=G/cosθ 综上所述：虽然一个力可以分解为无数对力，但在具体问题中，一定要按照力的效果分解，才是合理的分解. （五）课堂小结 原则：根据力的实际作用效果分解 方法：平行四边形定则（解三角形） 力的分解 （1）已知两个分力的方向（唯一解） 类型： （2）已知一个分力的大小和方向（唯一解） （3）已知一个分力的方向和另一个分力的大小（两解、一解或无解） [高一物理教案1-6] 3、力的分解的原则是____________，而在实际问题中，常用正交分解。一个已知力有确定分力的条件是：________________________或________________________________________。 4、物体受力分析的一般方法： ①先确定______________；②把研究对象隔离开来；③分析顺序：a、已给出的力；b、___________；c、___________；d、____________；e、其它力。注意防止“添力”和“漏力”。 （二）例题选讲 【例1】（出示投影片） （1）如果图甲，小球挂在墙上，绳与墙的夹角为θ，绳对球的拉力F产生什么样的效果，可以分解为哪两个方向的里来代替F？ （2）如图乙，如果这个小球处于静止状态，重力G产生的效果是什么，如何分解重力G。 师生共评（1）a：球靠在墙上处于静止状态，拉力产生向上提拉小球的效果，向左紧压墙面的效果。分力的方向确定了，分解就是唯一的。 b：F的分力，在竖直方向的分力F1来平衡重力，在水平方向的分力F2来平衡墙对球的支持力。 c：F1=Fcosθ，F2=Fsinθ 师生共评（2）：a：重力G产生两个效果，一个沿F1的直线上的分力G1来平衡F1，一个沿F2的直线方向上的分力G2来平衡F2。 b：∴G1=，G2=Ctana 【例2 】 已知合力F和它的一个分力夹角为30，则它的另一个分力大小可能是（ ） θ O F2 F F1 F1′ A A. 小于F / 2 B. 等于F / 2 C. 在F / 2与F之间 D. 大于或等于F 【分析】把一个已知力分解为两个力，要得到确定的解，必须有两个附加条件，本题只给了一个分力的方向，答案是不确定的，是多解问题。如图所示，根据力的三角形法则。两分力F1，F2与合力F组成一个矢量三角形，其中一个分力F1一定在直线OA上，另一个分力F2则随着两分力夹角θ的增大先减小后增大，当θ= 90时，F2最小，此时F2 = Fsin30= F / 2，F2最大值理论上是无限大。 【解答】选项B、C、D正确。 【点评】将一个已知力分解为两个力，应有无数个解。为了使它的解唯一，必须有两个附加条件。附加条件往往是① 两个分力的方向 ② 一个分力的大小和方向。若已知一个分力的大小和另一个分力的方向，则有两个解。如上图所示，若只给一个条件，则应有无数解。 （三）巩固练习 1． 一个10N的力可以分解为下面哪两个力（ ） A. 30N和5N B. 20N 和 5N C. 10N和5N D. 10N和10N 2．如图所示，OA < OB，则OA绳受到拉力T1与OB绳受到的拉力T2的大小是（ ） A. T1 > T2 B. T1 < T2 C. T1 = T2 D. 不能确定 3．作用于同一质点上的三个力，大小分别是20N、15N和10N，它们的方向可以变化，则该质点所受这三个力的合力 A、最大值是45N； B、可能是20N； C、最小值是5N； D、可能是0。 4．如右图所示，一个物体由绕过定滑轮的绳拉着，分别用图中所示的三种情况拉住，在这三种情况下，若绳的张力分别为T1、T2、T3，轴心对定滑轮的支持力分别为N1、N2、N3。滑轮的质量和摩擦均不计，则： A、T1=T2=T3，N1>N2>N3； B、T1>T2>T3，N1=N2=N3； C、T1=T2=T3，N1=N2=N3； D、T1
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