2022年人教版高中物理必修1 第3章第5節(jié) 力的分解（教案）

2022年人教版高中物理必修1 第3章第5節(jié) 力的分解（教案）【知識(shí)與技能】1、理解分力及力的分解的概念2、理解力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算，且都遵守力的平行四邊形定則3、掌握按力的作用效果進(jìn)行分解的一般步驟，學(xué)會(huì)判斷一個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果4、知道合力和（兩等大）分力之間的大小關(guān)系【過(guò)程與方法】1、在過(guò)程中觀察合力與分力關(guān)系，會(huì)分析物體受力及作用效果2、體會(huì)力的分解合成在實(shí)際應(yīng)用的的好處?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】1、學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)“等效替代”的科學(xué)思想2、培養(yǎng)分析觀察能力，物理思維能力和科學(xué)的研究態(tài)度【教學(xué)過(guò)程】重難點(diǎn)一、力的分解力的分解1定義：求一個(gè)已知力的分力2力的分解原則：力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形定則3力的分解依據(jù)(1)一個(gè)力可以分解為兩個(gè)力，如果沒(méi)有限制，同一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力(2)在實(shí)際問(wèn)題中，要依據(jù)力的實(shí)際作用效果分解力的分解的幾種情況1不受條件限制的分解一個(gè)力分解為兩個(gè)力，從理論上講有無(wú)數(shù)組解。因?yàn)橥粭l對(duì)角線可以構(gòu)成的平行四邊形有無(wú)窮多個(gè)(如圖所示)。2有條件限制的力的分解(1)已知合力和兩個(gè)分力的方向時(shí)，有唯一解。(2)已知合力和一個(gè)分力的大小和方向時(shí)，有唯一解(3)已知合力F以及一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小時(shí)，若F與F1的夾角為，有下面幾種可能：當(dāng)Fsin<F2<F時(shí)，有兩解，如圖甲所示。當(dāng)F2Fsin時(shí)，有唯一解，如圖乙所示。當(dāng)F2<Fsin時(shí)，無(wú)解，如圖丙所示。當(dāng)F2>F時(shí)，有唯一解，如圖丁所示。力的效果分解法1力的效果分解法的一般思路在實(shí)際問(wèn)題中一個(gè)力究竟該分解成怎樣的兩個(gè)力，要看力的實(shí)際作用效果。(1)根據(jù)力F所產(chǎn)生的兩個(gè)效果畫出分力F1和F2的方向。(2)根據(jù)平行四邊形定則用作圖法求出分力F1和F2的大小，要注意標(biāo)度的選取。(3)根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)用計(jì)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實(shí)際問(wèn)題中一個(gè)力究竟該分解成怎樣的兩個(gè)力，要看力的實(shí)際作用效果。(1)根據(jù)力F所產(chǎn)生的兩個(gè)效果畫出分力F1和F2的方向。(2)根據(jù)平行四邊形定則用作圖法求出分力F1和F2的大小，要注意標(biāo)度的選取。(3)根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)用計(jì)算法求力F1和F2的大小。實(shí)例產(chǎn)生效果分析拉力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物體的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是使物體具有沿斜面下滑趨勢(shì)的分力F1；二是使物體壓緊斜面的分力F2，F(xiàn)1mgsin，F(xiàn)2mgcos球的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是使球壓緊板的分力F1；二是使球壓緊斜面的分力F2。F1mgtan，F(xiàn)2球的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是使球壓緊豎直墻壁的分力F1；二是使球拉緊懸線的分力F2。F1mgtan，F(xiàn)2物體的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是使物體拉緊AO線的分力F1；二是使物體拉緊BO線的分力F2。F1F2質(zhì)量為m的物體被支架懸掛而靜止，其重力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一是拉伸AB的分力F1；二是壓縮BC的分力F2。F1mgtan，F(xiàn)2【典型例題】假期里，一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜，對(duì)菜刀發(fā)生了興趣他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣，刀刃前部的頂角小，后部的頂角大(如圖所示)，他先后做出過(guò)幾個(gè)猜想，其中合理的是( )A刀刃前部和后部厚薄不勻，僅是為了打造方便，外形美觀，跟使用功能無(wú)關(guān)B在刀背上加上同樣的力時(shí)，分開其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越大，分開其他物體的力越大D在刀背上加上同樣的壓力時(shí)，頂角越小，分開其他物體的力越大【答案】D重難點(diǎn)二、矢量相加的法則1矢量既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平行四邊形的物理量叫作矢量2標(biāo)量只有大小，沒(méi)有方向，求和時(shí)按照代數(shù)相加的物理量叫作標(biāo)量3三角形定則把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的方法叫作三角形定則4矢量加減遵循的法則(1)平行四邊形定則；(2)三角形定則三角形定則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的知識(shí)點(diǎn)三、力的正交分解法1定義把力沿著兩個(gè)選定的互相垂直的方向分解的方法，叫作力的正交分解法2正交分解的原則一般情況下，坐標(biāo)系的選取是任意的，為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，坐標(biāo)系的選取一般有兩個(gè)原則：(1)使盡量多的力處在坐標(biāo)軸上；(2)盡量使待求力處在坐標(biāo)軸上3正交分解法求合力的步驟(1)建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，其中x軸和y軸的選取應(yīng)使盡量多的力處在坐標(biāo)軸上(2)正交分解各力：將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸和y軸上，并求出各分力的大小，如圖所示(3)分別求出x軸、y軸上各分力的合力，即FxF1xF2xF3xFyF1yF2yF3y(4)求共點(diǎn)力的合力：合力大小F，設(shè)合力的方向與x軸的夾角為，則tan .4正交分解法的優(yōu)點(diǎn)(1)借助數(shù)學(xué)中的直角坐標(biāo)系對(duì)力進(jìn)行描述(2)幾何圖形是直角三角形，關(guān)系簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)便(3)分解多個(gè)力時(shí)，可將矢量運(yùn)算化為代數(shù)運(yùn)算【典型例題】如圖所示，樓梯口一傾斜天花板與水平面的夾角37°，一裝璜工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F10 N，刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，且沿天花板向上勻速運(yùn)動(dòng)，取sin 37°0.6，試求刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)(取g10 m/s2)【答案】=0.75?！窘馕觥繉?duì)刷子受力分析，并利用正交分解。mgFFfFN