3.5力的分解 教案

1、適用學科高中物理適用年級高一適用區(qū)域人教版區(qū)域課時時長分鐘2課時知識點1、力的分解是力的合成的逆運算。2、分力和力的分解的概念。 3、按力的實際作用效果來分解力。4、用作圖法求分力,用直角三角形的知識計算分力。教學目標1、知道力的分解是力的合成的逆運算。2、理解分力和力的分解的概念。 3、初步學會按力的實際作用效果來分解力。4、初步學會用作圖法求分力,初步學會用直角三角形的知識計算分力。5、初步學會用力的分解知識解釋一些簡單的物理現(xiàn)象。教學重點理解分力和力的分解的概念,利用平行四邊形定那么進行力的分解。教學難點按實際作用效果分解力。教學過程一、導入力的概念是什么?力的作用效果是什么?力是物體間

2、的相互作用力的作用效果是使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變提出問題：歌曲?眾人劃槳開大船?,從物理學的角度說,二個人劃槳產(chǎn)生的力太小不能開大船,眾人劃槳產(chǎn)生的力合起來才能開動大船如果知道每個人劃槳的力,怎樣求合起來的力呢?學習了這一節(jié)課后我們就可以解決這個問題了二、知識講解一考點解讀1幾種特殊情況的共點力分解類型作圖合力的計算互相垂直Ftan 兩力等大,夾角F2F1cosF與F1夾角為兩力等大且夾角120°合力與分力等大二考點詳析考點1 正交分解正交分解的方法和步驟 (1)定義：將力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法。 (2)建立坐標軸的原那么：一般選共點力的作用點為原點,在靜力

3、學中,以少分解力和容易分解力為原那么(即盡量多的力在坐標軸上)；在動力學中,以加速度方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標系。(3)方法：物體受到多個力作用F1、F2、F3,求合力F時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。x軸上的合力：FxFx1Fx2Fx3 y軸上的合力：FyFy1Fy2Fy3合力大?。篎 合力方向：與x軸夾角為,那么tan 。三 、例題精析例題1將力F分解成F1和F2,假設(shè)F1的大小和F2與F的夾角(為銳角),那么錯誤的 ( )A. 當F1Fsin時,無解B. 當F1=Fsin時,一解C. 當FF1時,有一解D. 當F1Fsin時,有兩解【參考答案】D【解析】當時,根據(jù)平行四

4、邊形定那么,如圖,有兩組解,假設(shè),只有一組解；當時,兩分力和合力恰好組成三角形,有唯一解； 時,分力和合力不能組成三角形,無解,故D正確?！军c睛】：此題關(guān)鍵是根據(jù)平行四邊形定那么作圖分析,知道合力與分力是等效替代關(guān)系.例題2如下列圖,加裝“保護器的飛機在空中發(fā)生事故失去動力時,上方的降落傘就會自動彈出。一根傘繩能承重2019N,傘展開后傘繩與豎直方向的夾角為37°,飛機的質(zhì)量約為8噸。忽略其他因素,僅考慮當飛機處于平衡時,降落傘的傘繩至少所需的根數(shù)最接近于     圖中只畫出了2根傘繩,sin37°=0.6,cos37

5、76;=0.8A. 25 B. 50 C. 75 D. 100【參考答案】B【解析】試題分析：飛機處于平衡時,傘繩的拉力的合力與飛機的重力大小相等,一根傘繩最大拉力的豎直分量為,所以需要的根數(shù)為,B對。【點睛】：共點力的平衡、力的合成與分解。例題3如下列圖,用與豎直方向成角(45°)的傾斜輕繩a和水平輕繩b配合固定一個小球,這時繩b的拉力為T1,現(xiàn)保持小球在原位置不動,使繩b在原豎直平面內(nèi)逆時轉(zhuǎn)過角固定,繩b的拉力變?yōu)門2；再轉(zhuǎn)過角固定,繩b的拉力為T3,那么 ( )A. T1T3T2 B. T1T2T3C. T1T3T2 D. 繩a的拉力減小【參考答案】AD【解析】試題分析：以小球

6、為研究對象,分析受力,運用作圖法比較拉力的大小,進行選擇解：以小球為研究對象,分析受力：重力、a、b兩繩的拉力T1、T2根據(jù)平衡平衡條件得知,T1和T2的合力方向豎直向上,大小與重力相等,保持不變,作出b繩在三個不同位置時,兩個拉力的變化,如圖,可圖得到,T1=T3T2由圖看出,繩a的拉力減小故AD正確應(yīng)選AD【點睛】：以小球為研究對象,分析受力,運用作圖法比較拉力的大小,進行選擇例題4迎澤大橋的引橋就是一個斜面。汽車上橋時,為了分析阻礙車輛前進和壓橋面的效果,將其所受重力分解為平行橋面向下的分力F1 和垂直橋面向下的分力F2。以下論述正確的選項是A. F1 和F2 是汽車實際受到的兩個力B.

7、 F1 和F2 是汽車重力的兩個等效替代力C. F1 是物體對橋面的摩擦力,F2 是汽車對橋面的壓力D. 假設(shè)引橋變短,傾角増大,那么F1 減小,F2 增大【參考答案】B【解析】A、和是汽車重力在兩方向的分力,并不是汽車實際受到的兩個力,故B正確,A錯誤；C、的方向沿斜面向下,產(chǎn)生使木塊向下滑動的趨勢,不是木塊對斜面的壓力；另外,是重力垂直于斜面向下的分力,也不是木塊對斜面的壓力,木塊對斜面的壓力是由于木塊的形變而產(chǎn)生的,故C錯誤；D、斜面上物體的重力,按效果分解的力圖如題圖,根據(jù)數(shù)學知識可知,假設(shè)引橋變短,傾増大,那么增大, 減小,故D錯誤。【點睛】：斜面上物體的重力,按效果分解為為平行于斜

8、面使物體下滑的分力和垂直于斜面使物體緊壓斜面的分力,作出力的分解圖,由數(shù)學知識求出兩個分力的大小。四 、課堂運用根底1、關(guān)于重力、彈力和摩擦力,以下說法正確的選項是A物體受到摩擦力時,一定受到彈力B兩物體之間有彈力時,一定受到摩擦力C兩物體相互接觸時一定能產(chǎn)生彈力D滑動摩擦力的大小與物體所受的重力大小成正比【參考答案】A【解析】A、摩擦力產(chǎn)生的條件是：彈力、相對運動或相對運動趨勢、外表粗糙,故A正確；B、由A選項分析,可知,兩物體之間有彈力時,不一定受到摩擦力,故B錯誤；C、物體相互接觸時且擠壓,才一定產(chǎn)生彈力,故C錯誤；D、滑動摩擦力的大小與物體的壓力大小成正比,并不是重力,故D錯誤2、風箏

9、節(jié)上有一款“空中騎行風箏,風箏在線的牽引下懸停在空中,示意圖如圖。那么空氣對風箏的作用力F的方向可能是ABCD【參考答案】D【解析】由題意可知,風箏受到豎直向下的重力,沿著線的拉力,由于風箏處于平衡,即三力平衡,因此風箏受到風力方向與重力和拉力的合力,等值反向,故ABC錯誤,D正確3、【題干】作用在同一個物體上的兩個共點力,一個力的大小是2N,另一個力的大小是4N,它們合力的大小可能是A1NB3NC8ND12N【參考答案】B【解析】兩力合成時,合力范圍為：|F1F2|FF1+F2,所以2NF6N,故B正確,ACD錯誤 穩(wěn)固1、一質(zhì)量均勻的鋼管,一端支在水平地面上,另一端被豎直繩懸吊著如下列圖,

10、那么鋼管受到幾個力的作用A2B3C4D5【參考答案】B【解析】對鋼管受力分析,受重力、細線的豎直向上拉力、地面豎直向上的支持力；地面對鋼管沒有靜摩擦力,否那么水平方向不能平衡。 2、【題干】兩個大小分別是30N 和40N的共點力它們的合力大小可能是A5NB25NC100ND120N【參考答案】B【解析】當夾角為零時合力最大,最大值為30N+40N=70N；當夾角180°時合力最小,最小值為40N30N=10N；故合力介于10N至70N之間,故B正確,ACD錯誤3、【題干】如下列圖,在“探究求合力的方法的實驗中,兩彈簧測力計將橡皮條拉伸到0點,它們示數(shù)分別為F1和F2按下來用一只彈簧測

11、力計拉橡皮條時A將橡皮條拉伸到O點B拉力大小等于F1F2C拉力大小等于F1+F2D沿F1和F2角平分線方向【參考答案】A【解析】本實驗中要求效果相同,所以用一只彈簧測力計拉橡皮條時,應(yīng)將橡皮條拉伸到O點,從而保證效果相同,拉力大小并不一定與開始時兩彈簧的和或差相等,同時拉力方向并不與F1和F2角平分線方向,故A正確BCD錯誤 拔高【2019·全國新課標卷】一質(zhì)點做速度逐漸增大的勻加速直線運動,在時間間隔t內(nèi)位移為s,動能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質(zhì)點的加速度為： ABCD【參考答案】A【解析】設(shè)初速度為,末速度為,根據(jù)題意可得,解得,根據(jù),可得,解得,代入可得,故A正確。2、【題干】在“探究

12、求合力的方法實驗中,把橡皮條一端固定于P點,另一端自由端通過細繩套連接兩只彈簧測力計a、b,并將該端拉至O點,如下列圖。以下操作中錯誤的選項是A讀數(shù)時,視線要垂直于彈簧測力計的刻度板B平行于木板拉彈簧測力計,且示數(shù)不能超過最大刻度C改用一只彈簧測力計拉橡皮條時,自由端仍要拉到O點D保持彈簧測力計b的位置不變,改變彈簧測力計a的位置,重復(fù)實驗【參考答案】D【解析】A、為了防止讀數(shù)誤差,讀數(shù)時,視線要垂直于彈簧測力計的刻度板,故A正確；B、拉橡皮筋時,彈簧秤、橡皮條、細繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行；并且示數(shù)不能超過最大刻度,故B正確； C、為了保證效果相同,改用一只彈簧測力計拉橡皮條時,自由端仍要

13、拉到O點,故C正確；D、實驗中不需要保證b測力計的位置不變,只需要讓結(jié)點到達O點即可,故D錯誤3、【題干】體育課上某同學做引體向上。他兩手握緊單杠,雙臂豎直,身體懸垂；接著用力上拉使下頜超過單杠身體無擺動；然后使身體下降,最終懸垂在單杠上。以下說法正確的選項是A在上升過程中單杠對人的作用力始終大于人的重力B在下降過程中單杠對人的作用力始終小于人的重力C假設(shè)增大兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力變大D假設(shè)增大兩手間的距離,最終懸垂時單臂的拉力不變【參考答案】C【解析】AB、在上升或下降過程中,由于身體的運動性質(zhì)不確定,因此無法確定,單杠對人的作用力與人的重力大小關(guān)系,故AB錯誤；CD、依據(jù)力的合

14、成法那么,當增大兩手間的距離,即增大兩拉力的夾角,因拉力的合力不變,那么有拉力大小增大,故C正確,D錯誤 課堂小結(jié)合力：一個物體受到幾個力配合作用產(chǎn)生的效果與一個力對物體作用產(chǎn)生的效果相同時,這個力就叫做那幾個力的合力.力的合成：求幾個力的合力叫做力的分解.力的平行四邊形定那么：如果用表示兩個共點力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么,合力F的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來,這叫做力的平行四邊形定那么.共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于同一點,這幾個力叫做共點力.平行四邊形定那么的具體應(yīng)用方法有兩種：圖解法,計算法合力大小的范圍：運用合力與分力

15、關(guān)系模擬演示器,讓兩個力F1和F2之間的夾角由0°180°變化,可以得到1合力F隨的增大而減小.2當=0°時,F有最大值Fmax= F1+ F2,當=180°時,F有最小值Fmin= F1- F23合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個分力.一般地 | F1-F2| F F1+ F2課后作業(yè)根底1、如下列圖,丘陵地帶輸電線路的電線桿常常要拖著電線翻山越嶺,圖中A、C為一根輸電線的兩端,B為輸電線的最低點,設(shè)輸電線為粗細均勻的均質(zhì)導線,由于導線自身的重力的作用可能使導線在某點斷開,那么以下說法正確的選項是A最易斷裂點在A點B最易斷裂點在B點C最易

16、斷裂點在C點D最易斷裂點不在A、B、C點【參考答案】C【解析】以AC間電線為研究對象,作出力圖如下列圖。由題可知,可見,FcFa,C點對電線的拉力大于A點對電線的拉力,那么C點比A點更容易中被拉斷。應(yīng)選：C。2、帆船運動中,運發(fā)動可以調(diào)節(jié)帆面與船前進方向的夾角,使船能借助風獲得前進的動力。以下列圖中能使帆船獲得前進動力的是ABCD【參考答案】D【解析】A、風給帆的作用力沿著風向,而風給帆的彈力垂直于帆,因此船是向后退的,故A錯誤；B、同理,船也是向后退的,故B錯誤；C、船仍是向后退的,故C錯誤；D、風給帆的作用力沿著風向,而風給帆的彈力垂直于帆,因此船是向前進的,故D正確3、冰壺是冬奧會正式比

17、賽工程,如下列圖,冰壺被運發(fā)動推出后在冰面上滑行,此時冰壺受到的作用力有A重力、支持力B重力、支持力和推力C重力、支持力和阻力D重力、支持力、推力和阻力【參考答案】C【解析】冰壺被推出后不再受推力,豎直方向重力與支持力平衡,水平方向受到空氣阻力與冰面的阻力,沒有推力可言,故C正確,ABD錯誤穩(wěn)固1、如圖,雙面磁性玻璃擦給玻璃的外層清潔帶來便利。在某次清潔豎直玻璃窗過程的休息時段,主動擦與從動擦保持正對靜止,那么從動擦A共受4個力作用B所受合力不可能為零C所受摩擦力可能大于重力D所受彈力的施力體是主動擦【參考答案】A 【解析】A、從動擦受到重力、主動擦對從動擦的吸引力、玻璃的支持力和玻璃的摩擦力

18、,共受到4個力的作用。故A正確；B、由題意,在某次清潔豎直玻璃窗過程的休息時段,從動擦處于靜止狀態(tài),所以從動擦受到的合外力等于0故B錯誤；C、從動擦受到的合外力等于0,所以在豎直方向上,從動擦受到的摩擦力與重力大小相等,方向相反。故C錯誤；D、從動擦受到的彈力是玻璃對從動擦的彈力,施力體玻璃。故D錯誤。2、如下列圖,壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行,關(guān)于它在此平面內(nèi)的受力分析,以下列圖示中正確的選項是ABCD【參考答案】A【解析】壁虎勻速直線運動對壁虎進行受力分析：可知F與mg大小相等,方向相反3、有三只豹子在搶食一獵物,三只豹子沿水平方向用大小分別為300N、400N和500N的力拖動獵物假

19、設(shè)豹子的方位不確定,那么這三個力的合力的最小值和最大值分別為AO 1200NB100N 1200NC200N 1000ND400N 1000N【參考答案】A【解析】300N、400N和500N方向相同的時候,合力最大為1200N,300N、400N的合力的范圍是100NF700N,所以當300N、400N的合力為500 N的時候,與第三個力大小相等方向相反,此時的合力最小為0,故A正確,BCD錯誤拔高1、2019年初,浙江氣溫低,冰凍現(xiàn)象嚴重。一小貓在爬一結(jié)冰的小山坡時,雖拼命攀爬,但由于打滑,其相對地面的位置沒有發(fā)生變化,那么在這一過程中,小貓受到的力有A重力、支持力、靜摩擦力B重力、支持力、滑動摩擦力C重力、支持力、攀爬力、靜摩擦力D重力、支持力、攀爬力、滑動摩擦力【參考答案】B【解析】小貓爬的時候,受重力和山坡的支持力；由于打滑,故受到的是滑動摩擦力,故ACD錯誤,B正確2、如圖,在一段平坦的地面上等間距分布著一排等高的輸電線桿,掛在線桿上的電線粗細均勻且呈對稱性。由于熱脹冷縮,冬季兩相鄰線桿之間的導線長度會有所減少。對B線桿及兩側(cè)的電線,冬季與夏季相比A電線最高點處的張力變小B電線最低處的張力不變C線桿對地面的壓力變小D線桿兩側(cè)電線