《力的分解》导学案

课时3.5力的分解1.理解力的分解概念,强化“等效替代”的物理思想。2.理解力的分解是力的合成的逆运算。3.初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。4.会用作图法和直角三角形的知识求分力。5.尝试运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理的问题,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。6.能区别矢量和标量,知道三角形定则,了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的。1.求一个力的分力叫作①力的分解。2.力的分解是②力的合成的逆运算,同样遵守③平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么,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、F2。3.在不同的情况下,作用在物体上的同一个力可以产生几个不同的效果。如果没有其他限制,对于同一条对角线,可以做出④无数个不同的平行四边形。也就是说,同一个力F可以分解为⑤无数对大小、方向不同的分力。4.一切矢量相加都遵循⑥平行四边形定则。5.把两个矢量首尾相接从而求出合矢量,这个方法叫作⑦三角形定则。三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的。主题1:力的分解请阅读教材中“力的分解”相关内容,回答下列问题。(1)如图所示,耙受拖拉机一个斜向左上方的拉力F,这个拉力对耙产生了什么效果?这样的效果能不能用两个力F1和F2来实现?方向如何?(2)F1和F2与F产生的效果是相同的,那么能不能用F1和F2来代替F?这体现了怎样的物理思想?(3)力的分解和力的合成是怎样的关系?力的分解与力的合成遵循什么定则?主题2:力的分解原则(1)分析图中力的作用效果:①如图甲所示,利用一根铅笔将拴有重物的细绳撑起,感受重物竖直向下拉细绳的力产生了哪两个作用效果?②如图乙所示,小孩拉小车前进中,小车受到的拉力有怎样的作用效果?③如图丙所示,小孩滑滑梯的过程中,重力有怎样的作用效果?(2)按照力的实际作用效果来分解一个力的步骤是怎样的?(3)将问题(1)中小车受到的拉力、滑滑梯小孩的重力按其效果进行分解,并求出各力的分力,这些分力是不是物体的真实受力?主题3:对力的分解的讨论(1)已知合力和两分力的方向,力的分解有唯一的解吗?(2)已知合力F和一个分力F1的大小和方向,力的分解有唯一的解吗?(3)若知道合力F,另外知道一个分力的方向和另一个分力的大小,试分析分力的解的情况。1.一个力F分解为两个力F1和F2,那么下列说法正确的是()。A.F是物体实际受到的力B.F1和F2是物体实际受到的力C.物体同时受到F1、F2和F三个力作用D.F1和F2共同作用的效果与F相同2.将一个已知力分解,下列情况中它的两个分力是唯一的是()。A.已知一个分力的大小和方向B.已知一个分力的大小和另一个分力的方向C.已知两个分力的大小D.已知两个分力的方向,并且不在一条直线上3.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是()。4.(1)如图甲所示,提箱子的力F产生两个效果:竖直向上的效果F1和水平向左压在腿上的效果F2。若F与水平方向的夹角为θ,则F1=,F2=。甲乙(2)如图乙所示,斜面上的小孩的重力产生两个效果:平行于斜面使物体下滑的分力G1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力G2,则G1=,G2=。拓展一、对合力、分力、力的分解的正确认识1.如图所示,光滑斜面上物体的重力mg可分解为F1、F2两个力,下列说法中正确的是()。A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力B.物体受到mg、FN、F1、F2四个力的作用C.物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用D.力FN、F1、F2三力的作用效果与mg、FN两个力的作用效果相同拓展二、分解力的原则——按效果分解2.如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直斜面,则两挡板受到小球的压力大小之比为,斜面受到的两个小球的压力大小之比为。拓展三、正交分解法的应用3.如图所示,位于斜面上的物体A在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态,则斜面作用于物体A的静摩擦力()。A.方向不可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小不可能等于F答案课时3.5力的分解知识体系梳理①力的分解②力的合成③平行四边形④无数个不同⑤无数对大小、方向不同⑥平行四边形定则⑦三角形定则重点难点探究主题1:(1)拖拉机对耙的拉力F产生两个效果:水平方向使耙前进,竖直方向将耙向上提。力F对耙的作用效果可以用水平方向的分力F1和竖直方向的分力F2来实现。(2)可以。这是一种等效替代思想。(3)力的分解是力的合成的逆运算。力的分解与力的合成均遵循平行四边形定则。主题2:(1)①重物竖直向下拉细绳的力有两个作用效果,一个是沿绳BO斜向下拉手指的效果,另一个是沿铅笔向里压手掌的效果。②小车受到的拉力有两个效果,一个是水平向前拉小车的效果,另一个是竖直向上提小车的效果。③重力产生两个作用效果,一个是平行斜面向下,使小孩沿斜面下滑的效果,另一个是垂直斜面向下使小孩压紧斜面的效果。(2)①正确找出力的两个作用效果,画出两个作用效果的方向,即为两个分力的方向。②利用合力和两个分力的方向画出平行四边形。③根据几何关系求出两个分力的大小。(3)将小车受到的拉力分解,如图甲所示,F1=Fcosθ,F2=Fsinθ将小孩所受重力分解,画侧视图,如图乙所示,F1=Gcosθ,F2=Gsinθ其中F1、F2不是物体的真实受力。一个实际力的分力只是这个力实际产生的效果,它并不存在。所以,在画受力分析图时,不能把分力作为物体受到的力画在受力物体上。主题3:(1)已知合力和两分力的方向,相当于平行四边形的对角线确定,两条邻边的方向确定,所对应的平行四边形就是唯一的,因此,力的分解有唯一的解。(2)当合力F和一个分力F1确定之后,相当于平行四边形的对角线确定,一条邻边的方向、长度也确定,那么,所对应的平行四边形就是唯一的,因此,力的分解有唯一的解。(3)若分力F1方向确定,与合力F的夹角为θ,F2的大小确定。当F2=Fsinθ时,有唯一解;当FsinθF2F时,可以作出两个平行四边形,可以有两组解;当F2≥F时只能作出一个平行四边形,有唯一解;当F2Fsinθ时,无法作出平行四边形,此时无解。基础智能检测1.AD2.AD3.C4.(1)FsinθFcosθ(2)GsinθGcosθ全新视角拓展1.CD【解析】F1、F2两个力是重力mg的两个分力,其作用效果与重力mg等效,性质与重力的性质相同,所以F2不是物体对斜面的压力,物体只受重力mg和斜面支持力FN的作用。力的合成与分解的原理就是分力的作用效果与合力的作用效果相同,考虑了合力的作用效果后,就不能再考虑分力的作用效果,否则就是重复考虑了力的作用效果,导致错误的结论,故C、D正确。2.1∶cosθ1∶cos2θ【解析】本题要根据重力G产生的实际效果进行分解。由于两挡板放置的方位不同,重力的分力大小和方向也就不一样。根据两球所处的情景,正确进行力的作用效果分析,画力的平行四边形,力的计算可转化为直角三角形的边角计算,从而求出压力大小之比。对球1所受重力来说,其效果有二:一是使物体欲沿水平方向推开挡板;二是使物体压紧斜面。因此,其力的分解如图甲所示,由此得两个分力的大小分别为:F1=Gtanθ,F2=甲乙对球2所受重力G来说,其效果有二:一是使物体垂直挤压挡板;二是使物体压紧斜面。因此,其力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为:F3=Gsinθ,F4=Gcosθ所以挡板A、B所受压力之比=,斜面所受两个小球压力之比=。3.BC【解析】物体静止不动,合外力为零,采用正交分解法建立直角坐标系,如图所示,则在x方向合力为零。当F=mgsinθ时,物体没有相对运动的趋势,即没有受到静摩擦力,选项C正确;当Fmgsinθ时,物体相对斜面有向上运动的趋势,静摩擦力方向应向下,选项B正确;当Fmgsinθ时,物体相对斜面有向下运动的趋势,静摩擦力方向应向上,选项A错误;当mgsinθ=2F时,静摩擦力应向上且大小等于F,选项D错误。