2022年人教版高中物理必修1 第3章第5节 力的分解（教案）

2022年人教版高中物理必修1 第3章第5节 力的分解（教案）【知识与技能】1、理解分力及力的分解的概念2、理解力的分解与力的合成互为逆运算，且都遵守力的平行四边形定则3、掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤，学会判断一个力产生的实际效果4、知道合力和（两等大）分力之间的大小关系【过程与方法】1、在过程中观察合力与分力关系，会分析物体受力及作用效果2、体会力的分解合成在实际应用的的好处。【情感态度与价值观】1、学习和领会“等效替代”的科学思想2、培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度【教学过程】重难点一、力的分解力的分解1定义：求一个已知力的分力2力的分解原则：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则3力的分解依据(1)一个力可以分解为两个力，如果没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力(2)在实际问题中，要依据力的实际作用效果分解力的分解的几种情况1不受条件限制的分解一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解。因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示)。2有条件限制的力的分解(1)已知合力和两个分力的方向时，有唯一解。(2)已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时，若F与F1的夹角为，有下面几种可能：当FsinF2F时，有两解，如图甲所示。当F2Fsin时，有唯一解，如图乙所示。当F2F时，有唯一解，如图丁所示。力的效果分解法1力的效果分解法的一般思路在实际问题中一个力究竟该分解成怎样的两个力，要看力的实际作用效果。(1)根据力F所产生的两个效果画出分力F1和F2的方向。(2)根据平行四边形定则用作图法求出分力F1和F2的大小，要注意标度的选取。(3)根据数学知识用计算法求力F1和F2的大小。力的效果分解法1力的效果分解法的一般思路在实际问题中一个力究竟该分解成怎样的两个力，要看力的实际作用效果。(1)根据力F所产生的两个效果画出分力F1和F2的方向。(2)根据平行四边形定则用作图法求出分力F1和F2的大小，要注意标度的选取。(3)根据数学知识用计算法求力F1和F2的大小。实例产生效果分析拉力F一方面使物体沿水平地面前进，另一方面向上提物体，因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2物体的重力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1；二是使物体压紧斜面的分力F2，F1mgsin，F2mgcos球的重力产生两个效果：一是使球压紧板的分力F1；二是使球压紧斜面的分力F2。F1mgtan，F2球的重力产生两个效果：一是使球压紧竖直墙壁的分力F1；二是使球拉紧悬线的分力F2。F1mgtan，F2物体的重力产生两个效果：一是使物体拉紧AO线的分力F1；二是使物体拉紧BO线的分力F2。F1F2质量为m的物体被支架悬挂而静止，其重力产生两个效果：一是拉伸AB的分力F1；二是压缩BC的分力F2。F1mgtan，F2【典型例题】假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大(如图所示)，他先后做出过几个猜想，其中合理的是( )A刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B在刀背上加上同样的力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大【答案】D重难点二、矢量相加的法则1矢量既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形的物理量叫作矢量2标量只有大小，没有方向，求和时按照代数相加的物理量叫作标量3三角形定则把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫作三角形定则4矢量加减遵循的法则(1)平行四边形定则；(2)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知识点三、力的正交分解法1定义把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解的方法，叫作力的正交分解法2正交分解的原则一般情况下，坐标系的选取是任意的，为使问题简化，坐标系的选取一般有两个原则：(1)使尽量多的力处在坐标轴上；(2)尽量使待求力处在坐标轴上3正交分解法求合力的步骤(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系，其中x轴和y轴的选取应使尽量多的力处在坐标轴上(2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示(3)分别求出x轴、y轴上各分力的合力，即FxF1xF2xF3xFyF1yF2yF3y(4)求共点力的合力：合力大小F，设合力的方向与x轴的夹角为，则tan .4正交分解法的优点(1)借助数学中的直角坐标系对力进行描述(2)几何图形是直角三角形，关系简单，计算简便(3)分解多个力时，可将矢量运算化为代数运算【典型例题】如图所示，楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角37，一装璜工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，且沿天花板向上匀速运动，取sin 370.6，试求刷子与天花板间的动摩擦因数(取g10 m/s2)【答案】=0.75。【解析】对刷子受力分析，并利用正交分解。mgFFfFN