《2022年高二物理 3．5 力的分解學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高二物理 3．5 力的分解學(xué)案（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高二物理 3．5 力的分解學(xué)案 ☆學(xué)習(xí)目標(biāo) 知道什么是力的分解，了解力的分解的一般方法；知道平行四邊形定則和三角形定則都是矢量運(yùn)算法則；能用平行四邊形定則和三角形定則進(jìn)行矢量運(yùn)算 ☆重點(diǎn)難點(diǎn) 【重點(diǎn)】平行四邊形定則和三角形定則在力的分解中的應(yīng)用；根據(jù)力的作用效果對(duì)力進(jìn)行分解；正交分解法?！倦y點(diǎn)】一個(gè)確定的力可以對(duì)應(yīng)無數(shù)組分解方法，但按照實(shí)際效果來分解就可確定。 ☆預(yù)習(xí)檢測(cè) 一、力的分解 1.求一個(gè)力的 叫做力的分解；力的分解是力的合成的 ，同樣遵循

2、 ，把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的 ，那么與力F共點(diǎn)的平行四邊形的 ，就表示力F的兩個(gè)分力. 2.在不同情況下，作用在物體上的同一個(gè)力可以產(chǎn)生幾個(gè)不同的效果。如果沒有其他限制，同一個(gè)力可以分解為 對(duì)大小、方向不同的分力，所以一個(gè)已知力要根據(jù) 進(jìn)行分解，要考慮力的實(shí)際作用效果. [問題情境] 1．用兩細(xì)線懸掛一鐵球，在細(xì)線的夾角逐漸增大的過程中細(xì)線斷掉了，這是怎么回事呢？ 3、早期的石匠用鋼釬劈石頭，他們選用較細(xì)的鋼釬在被劈的大石塊上鑿一個(gè)深孔，然后把一根較粗的鋼釬安放于孔內(nèi)，如圖1所示用

3、鐵錘沿鋼釬的方向用力一砸，石塊就會(huì)被劈開．鋼釬對(duì)石塊產(chǎn)生什么作用效果？堅(jiān)硬的石塊為何能被小小的鋼釬劈開？ 二、矢量相加的法則 3.既有大小又有方向，相加時(shí)遵從 （或三角形定則）的物理量叫做矢量；只有大小而沒有方向，求和時(shí)按照 相加的物理量，叫做標(biāo)量. 4.所有矢量的合成都遵從 ，從另一個(gè)角度，兩個(gè)矢量與它們的合矢量又組成一個(gè) ，像這樣把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的方法叫做

4、 定則。 ☆要點(diǎn)提煉 1．力的分解的幾種常見情況： (1)已知兩個(gè)分力的方向，求兩個(gè)分力的大?。鐖D3所示，已知F和α、β，顯然該力的平行四邊形是唯一的，即F1、F2的大小也唯一確定． 圖3 (2)已知一個(gè)分力的大小和方向，求另一個(gè)分力的大小和方向．如圖3所示，已知F、F1及α，顯然此平行四邊形也是唯一確定的，即另一個(gè)分力F2的大小和方向只有唯一答案． (3)已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向，即F、α及F2的大小已知．這時(shí)又可能有下列情形： ①F2>F sin α，有兩個(gè)平行四邊形，即有兩解，如圖4甲所示；但若F2≥F，則只有一個(gè)解，如圖乙所示．

5、 ②F2＝F sin α，有一個(gè)平行四邊形，即唯一解，如圖丙所示． ③F2

6、逆運(yùn)算，同樣遵循平行四邊形定則 D．分解一個(gè)力往往根據(jù)它產(chǎn)生的效果來分解 變式訓(xùn)練1　將圖7甲、乙兩種情況中各力按作用效果分解． 圖7 (1)地面上的物體受斜向上的拉力F. (2)電線OC對(duì)O點(diǎn)的拉力F. G A θ E B D O C TA TB 圖1 例2 如圖1所示，物體所受重力為G，保持物體與細(xì)繩AO的位置不變，讓細(xì)繩BO的B端沿四分之一圓弧從D點(diǎn)向E點(diǎn)慢慢地移動(dòng)，試問：在此過程中AO中的張力TA與BO中的張力TB如何變化？ 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1．若將一個(gè)力F分解為兩個(gè)力F1、F2，則下列說法正確的是( ) A．F是物

7、體實(shí)際受到的力 B．F1、F2不是物體實(shí)際受到的力 C．物體同時(shí)受到F、F1、F2三個(gè)力的作用 D．F1、F2共同作用的效果與F相同 2．將某個(gè)力F分解為兩個(gè)不為零的力，下列情況具有唯一解的是( ) A．已知兩個(gè)分力的方向，并且不在同一直線上 B．已知一個(gè)分力大小和方向 C．已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向 D．已知兩個(gè)分力的大小 3．在力的分解中，有唯一解的條件是（ ） A．已知兩個(gè)分力的方向 B．已知兩個(gè)分力的大小 C．已知一個(gè)分力的大小和方向 D．已知一個(gè)分力的大小，另一個(gè)分力的方向 4．把一個(gè)力分解為兩個(gè)分力

8、時(shí)，下列說法中正確的是 ( ) A．兩個(gè)分力中，一個(gè)分力變大時(shí)，另一個(gè)分力一定要減小 B．兩個(gè)分力必然同時(shí)變大，或同時(shí)變小 C．不論如何分解，兩個(gè)分力不能同時(shí)小于這個(gè)力的1／2 D．不論如何分解，兩個(gè)分力不能同時(shí)大于這個(gè)力的2倍 4．將一個(gè)8N的力分解成兩個(gè)分力，下列各組值可能的有（ ） A． 1N和10N B. 10N和10N C． 10N和5N D. 20N和20N 5．如圖9所示，重物A靜止，試根據(jù)力的作用效果把重物A的重力分解，并把分解示意圖畫在對(duì)應(yīng)的圖上． 圖9 6.在同一平面內(nèi)共點(diǎn)的四個(gè)力F1、F2、F3、F4

9、的大小依次為19N、40N、30N和15N，方向如圖1所示，求它們的合力. 37° 圖1 106° F2 F1 F3 F4 參考答案 課前自主學(xué)習(xí) 1．替代　分力　逆運(yùn)算　平行四邊形定則　對(duì)角線　兩條邊 2．平行四邊形定則　三角形定則　算術(shù)法則 3．首尾相接 思考　如圖所示，鋼釬對(duì)石塊產(chǎn)生向兩邊撐的作用效果，由于鋼釬的頂角很小，力F的兩個(gè)分力F1、F2的夾角很大，根據(jù)平行四邊形定則可知兩個(gè)分力F1、F2遠(yuǎn)大于F，故沿鋼釬方向不太大的力F可以把石塊劈開． 核心知識(shí)探究 一、 [問題情境] 1．兩根細(xì)線的合力與重力等大反向，在夾角逐漸增大

10、時(shí)，合力不變，兩根細(xì)線的拉力增大，超過細(xì)線的最大承受力時(shí)，細(xì)線就斷掉了． 2．兩名力氣比較大的同學(xué)拉繩子時(shí)的夾角很大，合力很小，合力與女同學(xué)的拉力等大反向． [要點(diǎn)提煉] 1．效果　2.逆運(yùn)算　3.平行四邊形 [問題延伸] 合力與分力僅是效果上有等效代替關(guān)系，并不是又多出了兩個(gè)力． [問題情境] 斜面上物體的重力G有兩個(gè)效果，一是使物體沿斜面下滑(有時(shí)也稱下滑力)的力F1，二是使物體壓緊斜面的力F2，如右圖所示．由幾何關(guān)系，得F1＝Gsinα，F(xiàn)2＝Gcos α. [問題延伸] 1．θ越大重力沿斜面的分力就越大，滑梯上的人就較容易下滑． 2．長(zhǎng)長(zhǎng)的引橋可以減小上坡的傾角，因

11、為θ越大重力沿斜面的分力就越大，車輛上坡艱難而下坡又不安全． 二、 [問題情境] 1．矢　標(biāo)　代數(shù)　數(shù)學(xué)　平行四邊形　三角形 2．(1)大小　箭頭指向　(2)合矢量 解題方法探究 例1　ABCD　[力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵循平行四邊形定則；力的分解的原則是根據(jù)力的實(shí)際作用效果來分解力；合力和分力的作用效果是相同的；合力與分力的關(guān)系只有等效代替關(guān)系，沒有固定的大小關(guān)系，故A、B、C、D都正確．] 變式訓(xùn)練1　(1)地面上物體受斜向上的拉力F，拉力F一方面使物體沿水平地面前進(jìn)，另一方面向上提物體，因此拉力F可分解為水平向前的力F1和豎直向上的力F2，如右圖所示． (2)如

12、下圖所示，電線OC對(duì)O點(diǎn)的拉力等于燈的重力，電線AO、BO都被拉緊，可見，OC上向下的拉力可分解為斜向下拉緊AO的力F1和水平向左拉緊BO的力F2. 例2　AC [如右圖所示，先畫一條有向的線段AB表示力F.過F的始端A畫一與AB成30°角的射線(即F1的作用線)，過F的末端B作F1所在射線的垂線交于C.則由直角△ABC可知，CB的大小為.在CB兩邊對(duì)稱地作兩條線DB和EB，使其大小均為(因?yàn)?，所以這兩條線可以畫出來)．在直角△EBC中，因CB＝，EB＝，故∠EBC＝30°. ∠DBC＝∠ABE＝30°，△ABD為直角三角形(∠ABD＝90°)．利用直角三角形知識(shí)可知E為直角△

13、ADB的斜邊AD的中點(diǎn)且AE＝，AD＝，即F1的大小可能是，也可能是，本題選項(xiàng)A、C正確．] 變式訓(xùn)練2　30 N 解析　合力和分力構(gòu)成三角形，如右圖所示．從F的末端作OA的垂線，垂線段的長(zhǎng)度最小，即另一個(gè)分力F2的最小值，由幾何關(guān)系知F2＝Fsin 30°＝60× N＝30 N. 效果評(píng)估 1．ABD　2.AB　3.C 4. 解析：由于物體始終平衡，所以TA和TB的合力大小恒等于G，方向豎直向上，當(dāng)細(xì)繩的B端從D點(diǎn)向E點(diǎn)慢慢地移動(dòng)時(shí)，各力變化情況如圖6所示，可見TA逐漸增大，TB先減小后增大. 注意：（1）“慢慢地”“緩慢地”是指系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)；（2）

14、運(yùn)用圖解法時(shí)要分清什么量不變；（3）正確判斷某個(gè)分力方向的變化情況及其空間范圍. 【參考答案】 1.D 2.AC 3.C 4．BCD (a) F2 F3 F4 37° x y 37° O F1 Fy O x y Fx F (b) 5.解析：如圖（a）建立直角坐標(biāo)系，把各個(gè)力分解到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，并求出x軸和y軸上的合力Fx和Fy，有Fx=F1+F2cos37°－F3cos37°=27N ；Fy= F2sin37°+F3sin37°－F4=27N。因此，如圖（b）所示，總合力N，，所以=45°. 6.解析：如圖所示，我們只要將鐵絲的A、B兩端固定，并盡可能的將鐵絲繃緊，越緊越好。然后用手指在鋼絲中間的O點(diǎn)用力F向下按，力F在鋼絲的AO、BO兩部分所產(chǎn)生拉伸效果F2、F1如圖2所示，顯然比F要大的多！越大，則F1、F2越大。意即：開始時(shí)繃的越緊，相應(yīng)的F1、F2就越大！當(dāng)F1、F2的大小超出鋼絲的承受能力時(shí)，鋼絲便斷了。這是“一指斷鋼絲”的原理分析，古人說的好，“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，要想知道的更透徹，同學(xué)們可以自己做做看。