河北省滄州市頤和中學(xué)高中物理《3.5 力的分解》教案 新人教版必修1

1、河北省滄州市頤和中學(xué)高中物理3.5 力的分解教案 新人教版必修1 教學(xué)過程導(dǎo)入：師：上節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們了解到在效果相同的前提下可以用一個(gè)力來等效替換某幾個(gè)力，這個(gè)過叫做力的合成。那在效果相同的前提下我們完全可以用幾個(gè)力來等效替換某一個(gè)力呢？這個(gè)過程就叫做力的分解。這也是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。一、力的分解【定義】：求一個(gè)力的分力的過程叫做力的分解。師：如何求解一個(gè)已知力的分力呢？生：從前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道，兩個(gè)分力與合力之間滿足平行四邊形定則，力的合成是以兩個(gè)分力為鄰邊作平行四邊形求對角線，而力的分解則是以一個(gè)已知的力為平行四邊形的對角線求兩個(gè)相鄰的邊。師：不錯(cuò)！由此可以看到：力的分解是力的

2、合成的逆運(yùn)算。師：既然大家都知道求一個(gè)已知力的分力就是根據(jù)平行四邊形的對角線求兩個(gè)相鄰的邊，那大家看看黑板，我在黑板上畫了一個(gè)力，那大家能不能求出它的兩個(gè)分力呢？F1F2F3F4F5F6F師：好多學(xué)生猶豫了，為什么呢？相信不少同學(xué)已經(jīng)看出來了，如果沒有特殊限制，那根據(jù)一條對角線可以作出無數(shù)個(gè)平行四邊形。也就是說同一個(gè)力F可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的分力。如下圖：教師一定要注意學(xué)生是否真的會(huì)作平行四邊形，注意學(xué)生作圖的順序。從上圖可以看出，力F可以分成F1 、F2，也可以分成F3 、F4，還可以分成F5 、F6，還可以，也就是說可以用來等效替換F的分力有無數(shù)對。二、將一個(gè)已知力力分解的幾種情

3、況：1、已知兩個(gè)分力方向。 2、已知其中一個(gè)分力F1的大小和方向3、已知兩個(gè)分力的大小。結(jié)論：1、當(dāng)時(shí)有兩組解。2、當(dāng)時(shí)有唯一的一組解。3、當(dāng)時(shí)無解。4、已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向。結(jié)論：1、當(dāng)已知大小的分力時(shí)，有兩組解。2、當(dāng)已知大小的分力=時(shí)有唯一的一組解。3當(dāng)已知大小的分力時(shí)無解。三、實(shí)際問題中的力的分解具體問題中一個(gè)力究竟應(yīng)該怎樣分解呢？先讓我們一起來看看下面兩個(gè)實(shí)例：1、農(nóng)田耕作時(shí)，拖拉機(jī)斜向上拉耙。拖拉機(jī)拉著耙，對耙的拉力是斜向上的，這個(gè)力產(chǎn)生了兩個(gè)效果；一方面使耙克服泥土的阻力前進(jìn)；另一方面同時(shí)把耙往上提，使它不會(huì)插得太深。也就是一個(gè)力產(chǎn)生了兩個(gè)效果（畫出物體的受力示意

4、圖，如下）。師：如果這兩個(gè)效果是由兩個(gè)力F1、F2產(chǎn)生，使耙克服泥土的阻力前進(jìn)的效果是由一個(gè)水平向前的力F1產(chǎn)生；把耙往上提，使它不會(huì)插得太深的效果是由一個(gè)豎直向上的力F2產(chǎn)生的。那F1、F2與拉力F是怎樣的一種關(guān)系？生：一種等效關(guān)系，可以進(jìn)行等效替換。FF1F2師：也就是說是分力與合力的關(guān)系。F往上提往前拉F1往前拉F2往上提等效【牢記】：通常按力的作用效果來進(jìn)行力的分解G2、如圖：將一木塊放到光滑的斜面上，試分析重力的作用效果并將重力進(jìn)行分解。讓學(xué)生分組思考討論。五分鐘后，找學(xué)生代表匯報(bào)討論結(jié)果，教師不作評論，只記下結(jié)果。G帶領(lǐng)學(xué)生觀察視頻文件。師：通過剛才的討論觀察，我們了解到：作用在物

5、體上的重力產(chǎn)生了兩個(gè)效果，一是使物體沿斜面下滑，另一個(gè)就是使物體與斜面之間發(fā)生擠壓。那我們將重力進(jìn)行分解時(shí)就根據(jù)重力的實(shí)際作用效果把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向，如圖：師：分析可以看到，上橋時(shí)，分力G1阻礙車輛前進(jìn)，車輛下橋時(shí)，分力G1使車輛運(yùn)動(dòng)加快。為了行車方便與安全，高大的橋要造很長的引橋，來減小橋面的坡度。【牢記】：分解后，用G1和G2來等效替換G，則G不存在了；1、 G2是作用在物體上的，不是物體對斜面的壓力；2、 G1使物體下滑，所以G1又叫做下滑力?？梢娤禄κ侵亓Φ囊粋€(gè)分力，并不是一個(gè)真實(shí)存在的力。3、 一個(gè)力是否是真實(shí)的力，看能否找到該力的施力物體。B、實(shí)際作用效果分

6、析：如果沒有重力，物體會(huì)與斜面和擋板間有擠壓嗎？不會(huì)！所以重力的兩個(gè)實(shí)際作用效果就是一是使物體與斜面間有擠壓，一是使物體下滑從而使物體與擋板間有擠壓。例、如圖：兩球的重力均為G，那求解球?qū)醢搴托泵娴膲毫Α?2/2/2/2/2NNG1=NG2=NN1N2G2G1OO例、作圖分析O點(diǎn)的受力情況OT2NT1ON2T1N1先理論分析，有假設(shè)法。至于棒與繩的區(qū)別，如果用繩代替棒，情況不變，說明棒起的就是拉力作用，如果不行，說明棒的作用不是沿棒的方向。Aa帶領(lǐng)學(xué)生觀看視頻文件，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)體會(huì)三、一個(gè)力分解成三個(gè)或三個(gè)以上的力四、正交分解法：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過如何求幾個(gè)力的合力，就是用平行四邊形定則把兩

7、個(gè)合成一個(gè)，兩個(gè)合成一個(gè)如此能合成最后一個(gè)力。學(xué)過力的分解后，對于求合力，我們又有了一種新的方法：正交分解法。就是建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，把所有不在坐標(biāo)軸上的力分解到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，接著分別兩個(gè)坐標(biāo)軸上的分力各自合成，最后再把兩個(gè)軸上的合力再進(jìn)行合成。F1F1yF1xF2F2xF2y例、如圖，物體重為100N，分別求兩個(gè)分力大小。F1F2450300解：方法1、將兩繩子拉力合成等于重力。方法2、將重力分解到兩繩子方向，并相互抵消。方法3、正交分解法（最好解的方法）例、如圖一個(gè)木塊正在傾角為為的三角斜面上勻速下滑，試求斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)。解：因?yàn)閯蛩?，所以合外力?。物體受重力G、支持力N、摩擦力f。這三個(gè)力的合力為0。如何利用這個(gè)關(guān)系呢？我們可以將重力分解，分解后則有，所以動(dòng)摩擦因數(shù)為tan。問：如果此時(shí)給物體加上一個(gè)沿斜面向下的力F，那物體現(xiàn)在受到的合外力是多少？解：加了一個(gè)力以后剛才的那三個(gè)力