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1、2022年高中物理 第10講 力的合成與分解導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1
課 題
力的合成與分解2
課 型
復(fù)習(xí)
教學(xué)目標(biāo)
1、知道力的合成與分解的基本方法
2、會進(jìn)行力的合成與分解
教學(xué)重難點(diǎn)
1. 平行四邊形定則。2、正交分解法
導(dǎo) 學(xué) 過 程
一、復(fù)習(xí)檢查題(或課前預(yù)習(xí)題)
[想一想]如圖2-2-4所示,質(zhì)量為m的物體。靜止在傾角為θ的斜面上,則物體的重力mg產(chǎn)生了哪兩個(gè)作用效果?這兩個(gè)分力與合力間遵循什么法則?請確定兩個(gè)分力的大?。?
[記一記]
(一).力的分解
1、定義:求一個(gè)力的 的過程,是 的
2、逆運(yùn)算。
2、遵循法則:平行四邊形定則、三角形定則。
3、分解的方法;
①按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解。
(1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向;
(2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力的方向畫出平行四邊形;
(3)最后由平行四邊形和數(shù)學(xué)知識求出兩分力的大小。
②力的正交分解。
(1)定義:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。
(2)建立坐標(biāo)軸的原則:一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn),在靜力學(xué)中,以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上);在動(dòng)力學(xué)中,以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系。
圖2-2-7
(3)方法:物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3
3、…求合力F時(shí),可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。
x軸上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…
y軸上的合力:Fy=Fy1+Fy2+Fy3+…
合力大小:F=
合力方向:與x軸夾角為θ,則tan θ=。
二、課堂探究問題
例1、如圖2-2-9甲所示,輕繩AD跨過固定的水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,另一端G通過細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向也成30°,輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個(gè)質(zhì)量為M2的物體,求:
圖2-2-9
(1)輕繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;
(2)輕桿BC對C
4、端的支持力;
(3)輕桿HG對G端的支持力。
規(guī)律:(1)“死結(jié)”可理解為把繩子分成兩段,且不可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)。“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開的兩段繩子上的彈力不一定相等。
(2)“活結(jié)”可理解為把繩子分成兩段,且可以沿繩子移動(dòng)的結(jié)點(diǎn)?!盎罱Y(jié)”一般是由繩跨過滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩子雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開的兩段繩子上彈力的大小一定相等,兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的平分線。
三、當(dāng)堂檢測練習(xí)
1.半球形容器固定在水平面上,O為球心,如圖3所示,一質(zhì)量為m的物體靜止在P
5、點(diǎn),OP與水平方向的夾角為θ。物體所受支持力為FN,所受摩擦力為Ff,下列關(guān)系正確的是( )
圖3
A.FN= B.Ff=
C.FN=mgsin θ D.Ff=mgsin θ
2. [多選]如圖2-2-13所示,將一個(gè)力F分解為兩個(gè)力,其中一個(gè)力F1的方向與力F的夾角為α,另一個(gè)力的大小為F2,則關(guān)于力F的分解的下列說法中正確的是( )
圖2-2-13
A.若F2=Fsin α?xí)r ,有唯一解
B.若F2>F時(shí),有唯一解
C.若F2
6、為m的物體受外力F1和F2的作用,F(xiàn)1方向水平向右,F(xiàn)2方向豎直向上。若物體靜止在斜面上,則下列關(guān)系正確的是( )
圖2-2-14A.F1sin θ+F2cos θ=mgsin θ,F(xiàn)2≤mg
B.F1cos θ+F2sin θ=mgsin θ,F(xiàn)2≤mg
C.F1sin θ-F2cos θ=mgsin θ,F(xiàn)2≤mg
D.F1cos θ-F2sin θ=mgsin θ,F(xiàn)2≤mg
四、課后鞏固訓(xùn)練
1.用輕彈簧豎直懸掛一質(zhì)量為m的物體,靜止時(shí)該彈簧的伸長量為L0。現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為3m的物體,如圖所示,靜止時(shí)彈簧的伸長量也為L0,已知斜面的傾角為30°,則物
7、體所受到的摩擦力( )
A.等于零
B.大小為mg,方向沿斜面向下
C.大小為mg,方向沿斜面向上
D.大小為mg,方向沿斜面向上
2.如圖7所示,質(zhì)量為m的物體在沿斜面向上的拉力F作用下,沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的粗糙斜面勻速上滑,此過程中斜面體保持靜止,則地面對斜面( )
A.無摩擦力
B.有水平向左的摩擦力,大小為Fcos θ
C.支持力等于(m+M)g
D.支持力為(M+m)g-Fsin θ
3.如圖11所示,三個(gè)物塊重均為100 N,疊放于水平桌面上;小球P重20 N,掛在c繩下端,a繩一端系在物塊3上,b繩一端系在水平天花板上,現(xiàn)用水平向左的拉力F=20 N作用在物塊2上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),a繩水平,b繩與水平方向成45°角。求:
(1)a、b繩中的拉力;
(2)物塊1與物塊2間,物塊2與物塊3間,物塊3與桌面間的摩擦力。
教學(xué)反思