物理必修15 力的分解精品学案设计

3.5 《力的分解》导学案

【学习目标】

1．理解分力与力的分解的概念。

2．知道力的分解同样遵守平行四边形定则，会用几何知识求分力。

3．掌握正交分解法。

【重点难点】

力的分解方法[来源:学,科,网]

【学法指导】

认真阅读教材，观察图片展示的信息，体会力的作用效果，学会根据平行四边形定则求力的分解问题。

【知识链接】

如图所示，物块静止在斜面上，物块受到几个力的作用？画出物块的受力示意图。物块的重力具有怎样的作用效果？

【学习过程】

探究一、力的分解

1．知道合力求        ，叫力的分解。

2．力的分解是                的逆运算，同样遵守                   定则。

若没有限制，对于一条对角线，可以做多少组平行四边形？试试看。

[来源:Z#xx#k.Com]

结论：同一个力，如果没有限制，可以分解为         对大小、方向不同的分力。

探究二、按实际效果进行力的分解

【例1】把物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到的重力产生两个作用效果，一个是让物体压紧斜面，另一个是让物体沿斜面向下滑，如图所示：画出重力的示意图，根据平行四边形定则，求出重力的两个分力。

★拓展思考：看看下面物体受到的力产生了什么作用效果？可以怎么分解？

解法是力学问题中处理力的最常用的方法。

优点：①借助数学中的直角坐标系(x，y)对力进行描述；②几何图形关系简单，是直角三角

探究三、几种特定条件下力的分解

若已经知道合力的大小和方向，讨论下列几种情况下力的分解（试试能做几个平行四边形？）

（1）知道一个分力的大小和方向         （2）知道两个分力的方向

（3）知道两个分力的大小[来源:学_科_网]

（4）知道一个分力F1的方向和一个分力F2的大小

①当F2 < Fsinθ时                           ②当F2 = Fsinθ时

③当 Fsinθ< F2< F时                        ④当F2 ≥ F时

探究四、矢量相加的法则

1．平行四边形定则

两个力合成时，以表示这两个力的__________为邻边作平行四边形，其_______________就代表合力的大小和方向。

2．三角形定则

两个力合成时，将这两个力首尾相接，作为三角形的两个边，第三边就代表合力的大小和方向。

三角形定则与平行四边形定则，实质是相同的。

3．既有_______又有_______，相加时遵守________________定则（或三角形定则）的物理量，叫做矢量。

【训练测试】

1．将一个力F分解为两个力F1和F2，那么下列说法中错误的是（　　）

A．F是物体实际受到的力

B．F1和F2不是物体实际受到的力

C．物体同时受到F1、F2和F三个力的作用

D．F1和F2共同作用的效果与F相同

2．重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，将重力G分解为垂直斜面向下的力F2和平行斜面向下的力F1，那么（　　）

A．F2就是物体对斜面的压力

B．物体对斜面的正压力方向与F2方向相同

C．F1就是物体受到的静摩擦力

D．物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用

3．如下图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演，如果演员和独轮车的总质量为80kg，两侧的钢索互成120°夹角，则每根钢索所受拉力大小为（　　）

A．400N　　     B．600N　　

C．800N　　     D．1 600N

4． 春天有许多游客放风筝，会放风筝的人可使风筝静止在空中．如图所示，AB代表风筝截面，OL代表风筝线．已知风向水平，则风筝可能静止的是下列各图中的（　　）

5．如下图所示，已知力F和一个分力F1的方向的夹角为θ，则另一个分力F2的最小值为____________．

6．如下图所示，表面光滑、质量不计的尖劈，插在缝A、B之间，在尖劈背上加一压力F，则尖劈对A侧压力为________．对B侧压力为________．

7．（ 用细绳AC和BC吊起一重为10kg的重物，两绳与水平方向的夹角如图所示．

（1）求AC绳和BC绳受到的拉力大小．

（2）如果AC绳和BC绳的最大承受力分别为100N和150N，试分析若逐渐增大重物的质量，哪一根绳将先断，并求出此时的重物的质量为多大．

【参考答案】

1．答案：C[来源:Zxxk.Com]

解析：合力与分力的作用效果相同，但分力不是物体实际受到的力，在分析物体受力时，不能将分力也当做物体所受的力．

2．答案：B

3．答案：C

解析：两根钢索的合力与重力大小相等方向相反，因两钢索互成120°角，所以每根钢索的拉力大小为800N.

4．答案：B

5．答案：F·sinθ

6．答案：，Fcotα

解析：将F沿垂直劈两侧面分解，如图所示，则

tanα＝，sinα＝.

所以F1＝＝F·cotα，F2＝.

7．答案：（1）50N；50N　（2）BC先断；10kg

解析：（1）TAC＝mg·sin30°＝50N，

TBC＝mgcos30°＝50N

（2）若TBC＝150N，则TAC＝50N（未断），

故BC绳先断．[来源:学.科.网Z.X.X.K]

此时的重物重力G＝TBC/cos30°＝100N，

质量为m＝10kg.

【学习反思】

体会合力和分力的效果是相同的。理解力的分解遵循的原则——力的实际效果。知道什么情况下力的分解是唯一的。