2019-2020年高中物理《力的分解》教案4 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理力的分解教案4 新人教版必修1 一、教学目标1理解分力和力的分解概念.2会用作图法求一个力的两个分力,会用直角三角形知识计算分力.3初步学会在具体问题中把一个力进行合理的分解.4培养理论联系实际的科学方法,培养观察、分析和总结的能力.二、重点难点在具体问题中如何根据实际情况将一个力进行合理的分解.三、教学方法演示、分析、归纳四、教具弹簧秤、橡皮筋、铺有海锦的斜面及木板.五、课时 1课时六、教学过程(一):演示实验,引入分力及力的分解概念图1用两个弹簧秤和一根绳,连接如图所示,绳下挂一个砝码.O点有大小Fmg的力竖直向下作用,这个力有两个效果:沿两弹簧伸长的方向分别对弹簧和施加拉力F1和F2,且F1和F2分别使它们产生拉伸形变,可见力F可以用两个力F1和F2代替.几个力共同产生的效果跟原来一个力产生的效果相同,这几个力就叫做原来那个力的分力.求一个已知力的分力叫做力的分解.(二)如何分解?力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则.把一个力(合力)F作为平行四边形的对角线,然后依据力的效果画出两个分力的方向,进而作出平行四边形,就可得到两个分力F1和F2.(三)力的分解讨论1、一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,如图2所示.(见课本P14,图1-29)图22、分力的唯一性条件(1)已知两个分力的方向,求分力.将力F分解为沿OA、OB两个方向上的分力时,可以从F矢端分别作OA、OB的平行线,即可得到两个分力F1和F2. 如图3所示.图3(2)已知一个分力的大小和方向,求另一个分力.已知合力F及其一个分力F1的大小和方向时,先连接F和F1的矢端,再过O点作射线OA与之平行,然后过合力F的矢端作分力F1的平行线与OA相交,即得到另一个分力F2,如图4所示.图4(3)已知一个分力的方向和另一个分力的大小图7图6图5已知合力F、分力F1的方向OA及另一个分力F2的大小时,先过合力F的矢端作OA的平行线mn,然后以O为圆心,以F2的长为半径画圆,交mn,若有两个交点,则有两解(如图5),若有一个交点,则有一个解(如图6),若没有交点,则无解(如图7).(四)分力方向的确定:一个已知力究竟分解到哪两个方向上去,要根据实际情况,由力的效果来决定.例1:教材P15例1图8放在水平面上的物体受到一个斜向上方的拉力F,这个力与水平方向成角,该力产生两个效果:水平向前拉物体,同时竖直向上提物体,因此力F可以分解为沿水平方向的分力F1和沿竖直方向的分力F2.力F1、F2的大小为 F1=cos, F2=Fsin.例2、教材P15例2把一个物体放在斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不能竖直下落,而要沿着斜面下滑,同时使斜面受到压力,重力产生两个效果:使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面,因此重力G可以分解为平行于斜面使物体下滑的分力F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2.图9F1=GsinF2=Fcos例3、将铺有海锦的木板及斜面按图10所示放置,让木板呈竖直方向,并在两者之间放置一个球体,球体受到竖直向下的重力,同时又受到木板及斜面的支持力而处于静止状态,故重力在垂直于木板和斜面方向产生两个效果:使物体紧压木板和斜面.(海锦受压可以观察出来)因此,重力G可以分解为垂直于木板和斜面方向的两个分力F1和F2.图10F1=GtanF2=G/cos综上所述:虽然一个力可以分解为无数对力,但在具体问题中,一定要按照力的效果分解,才是合理的分解.(五)课堂小结 原则:根据力的实际作用效果分解 方法:平行四边形定则(解三角形)力的分解 (1)已知两个分力的方向(唯一解) 类型: (2)已知一个分力的大小和方向(唯一解) (3)已知一个分力的方向和另一个分力的大小(两解、一解或无解)高一物理教案1-63、力的分解的原则是_,而在实际问题中,常用正交分解。一个已知力有确定分力的条件是:_或_。4、物体受力分析的一般方法:先确定_;把研究对象隔离开来;分析顺序:a、已给出的力;b、_;c、_;d、_;e、其它力。注意防止“添力”和“漏力”。(二)例题选讲【例1】(出示投影片)(1)如果图甲,小球挂在墙上,绳与墙的夹角为,绳对球的拉力F产生什么样的效果,可以分解为哪两个方向的里来代替F?(2)如图乙,如果这个小球处于静止状态,重力G产生的效果是什么,如何分解重力G。师生共评(1)a:球靠在墙上处于静止状态,拉力产生向上提拉小球的效果,向左紧压墙面的效果。分力的方向确定了,分解就是唯一的。b:F的分力,在竖直方向的分力F1来平衡重力,在水平方向的分力F2来平衡墙对球的支持力。c:F1=Fcos,F2=Fsin师生共评(2):a:重力G产生两个效果,一个沿F1的直线上的分力G1来平衡F1,一个沿F2的直线方向上的分力G2来平衡F2。b:G1=,G2=Ctana【例2 】 已知合力F和它的一个分力夹角为30,则它的另一个分力大小可能是( )OF2FF1F1A A. 小于F / 2 B. 等于F / 2 C. 在F / 2与F之间 D. 大于或等于F【分析】把一个已知力分解为两个力,要得到确定的解,必须有两个附加条件,本题只给了一个分力的方向,答案是不确定的,是多解问题。如图所示,根据力的三角形法则。两分力F1,F2与合力F组成一个矢量三角形,其中一个分力F1一定在直线OA上,另一个分力F2则随着两分力夹角的增大先减小后增大,当= 90时,F2最小,此时F2 = Fsin30= F / 2,F2最大值理论上是无限大。【解答】选项B、C、D正确。【点评】将一个已知力分解为两个力,应有无数个解。为了使它的解唯一,必须有两个附加条件。附加条件往往是 两个分力的方向 一个分力的大小和方向。若已知一个分力的大小和另一个分力的方向,则有两个解。如上图所示,若只给一个条件,则应有无数解。(三)巩固练习1 一个10N的力可以分解为下面哪两个力( ) A. 30N和5N B. 20N 和 5N C. 10N和5N D. 10N和10N2如图所示,OA T2 B. T1 N2N3; B、T1T2T3,N1=N2=N3;C、T1=T2=T3,N1=N2=N3; D、T1T2T3,N1N2N3。参考答案:1C、D 2A3【分析】三个力方向相同时,合力最大,其最大值为45N,A正确。这三个力,每两个力之和都大于 第三个力,因此,这三个力作用在质点上,合力可能为0。合力的最小值为0。【解答】A、B、D。4【分析】由于定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,所以T1=T2=T3。轴心对定滑轮的支持力大小等于绳对定滑轮的力的合力。越大,F越小。【解答】A。(四)课堂小结力的合成和分解都遵守平行四边形定则,将一个已知力分解为两个力,应有无数个解。在进行力的分解时,可以按照力的实际作用效果进行分解,也可以进行正交分解,这种方法,我们以后还会学到。一个已知力有确定分力的条件是:已知两个分力的方向 或已知一个分力的大小和方向。(五)布置作业1、教材17页(4)、(6)、(7)做在作业本上。2、用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯,如果BC绳处于水平,AB绳与水平夹角为60,求绳AB和BC所受的拉力。(g9.8N/kg)说明:矢量是高中物理引入的重要概念,矢量的运算法则是平行四边形法则,矢量概念和运算方法的引入是高中物理难学的原因之一,一定要接受它,认识它,熟练运用它,为我们今后学习打下基础,使我们认识水平上一个新台阶。
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