物理新课标必修1-3-5教学文案

1、第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理物理新课标必修1-3-5第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理*理解分力及力的分解的概念理解分力及力的分解的概念*会用作图法和数学几何知识求分力会用作图法和数学几何知识求分力*知道力的分解是力的合成的逆运算知道力的分解是力的合成的逆运算*知道多个力求合力时，常常先分解知道多个力求合力时，常常先分解再合成再合成第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理谁都知道，顺风扬帆，乘风破浪，风对船帆的压力是谁都知道，顺风扬帆，乘风破浪，风对船帆的压力是推动帆船前进的动力可是，如果遇上了逆风，帆船还能推动帆船前进的动力可是，如果

2、遇上了逆风，帆船还能依靠风的力量前进吗？有没有依靠风的力量前进吗？有没有“顶顶”风破浪的帆船呢？风破浪的帆船呢？回答是肯定的回答是肯定的帆船遇到逆风的时候，只要操纵得当就能从逆风那里帆船遇到逆风的时候，只要操纵得当就能从逆风那里得到前进的动力，得到前进的动力，“顶顶”风破浪，照样能高速前进你知风破浪，照样能高速前进你知道这其中的奥妙吗？道这其中的奥妙吗？第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理1求一个力的分力叫做求一个力的分力叫做2力的分解是力的分解是的逆运算同样遵守的逆运算同样遵守 定则把一个已知力定则把一个已知力F作为平行四边形的对作为平行四边形的对

3、角线，那么，与力角线，那么，与力F共点的平行四边形的共点的平行四边形的，就表示力就表示力F的两个的两个.3在不同情况下，作用在物体上的同一个力可以产在不同情况下，作用在物体上的同一个力可以产生生的效果，如果没有其他限制，对于同一条对的效果，如果没有其他限制，对于同一条对角线，可以作出角线，可以作出的平行四边形，也就是说，同的平行四边形，也就是说，同一个力一个力F可以分解为可以分解为的分力的分力力的分解力的分解力的合成力的合成平行四边形平行四边形两个邻边两个邻边分力分力F1、F2几个不同几个不同无数个不同无数个不同无数对大小、方向不同无数对大小、方向不同第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理4

4、一切矢量相加都遵从一切矢量相加都遵从5把两个矢量首尾相接从而求出合矢量，这个方法把两个矢量首尾相接从而求出合矢量，这个方法叫做叫做三角形定则与平行四边形定则的实三角形定则与平行四边形定则的实质质的的平行四边形定则平行四边形定则三角形定则三角形定则是一样是一样第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理(1)定义：求一个已知力的分力，叫力的分解定义：求一个已知力的分力，叫力的分解(2)力的分解依据：力的分解是力的合成的逆运算力的分解依据：力的分解是力的合成的逆运算(3)力的分解原则：力的分解原则：一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解因一个力分解为两个力，从

5、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(如图所如图所示示)第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理在实际问题中一个力究竟该分解成怎样的两个力，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具体求解方法：要看力的实际作用效果具体求解方法：a根据力根据力F所产生的两个效果画出分力所产生的两个效果画出分力F1和和F2的方的方向向b根据平行四边形定则用作图法求出分力根据平行四边形定则用作图法求出分力F1和和F2的的大小，要注意标度的选取大小，要注意标度的选取c根据数学知识用计算法求力根据数学知识用计算法求力F1和和

6、F2的大小的大小.第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理(1)定义：在许多情况下，根据力的实际作用效果，我定义：在许多情况下，根据力的实际作用效果，我们可以把一个力分解为两个相互垂直的分力把力沿着两们可以把一个力分解为两个相互垂直的分力把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法个选定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法(2)适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成(3)步骤：步骤：建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系坐标系x轴和轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上轴的选择应使

7、尽量多的力在坐标轴上正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和轴和y轴上，并在图上注明，用符号轴上，并在图上注明，用符号Fx和和Fy表示，如图所表示，如图所示示第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理在图上标出力与在图上标出力与x轴或力与轴或力与y轴的夹角，然后列出轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式，与两轴重合的力不需要分解的数学表达式，与两轴重合的力不需要分解分别求出分别求出x轴、轴、y轴上各力的分力的合力，即：轴上各力的分力的合力，即：FxF1xF2xFyF1yF2y第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理特别提醒：特别提醒：(1)

8、建立坐标系之前，要对物体进行受力分析，画出各建立坐标系之前，要对物体进行受力分析，画出各力的示意图，一般各力的作用点都移到物体的重心上力的示意图，一般各力的作用点都移到物体的重心上(2)建立坐标系的原则：使尽量多的力落在坐标轴上，建立坐标系的原则：使尽量多的力落在坐标轴上，尽量减少分解力的个数尽量减少分解力的个数第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理如图如图(a)，提箱子的力，提箱子的力F产生两个效果：竖直向上的产生两个效果：竖直向上的效果效果F1，水平向左压在腿上的效果，水平向左压在腿上的效果F2，若，若F与水平夹角为与水平夹角为.则则F1_，F2_.如图如图(b)，斜面上的小孩的重力产生

9、两个效果：平行，斜面上的小孩的重力产生两个效果：平行于斜面使物体下滑的分力于斜面使物体下滑的分力G1、垂直于斜面使物体紧压斜面、垂直于斜面使物体紧压斜面的力的力G2.G1_，G2_.(上海交大附中上海交大附中0809学年高一上学期期末学年高一上学期期末)如图如图(c)，一人通过箱带拉着一个旅行箱前进，拉力是一人通过箱带拉着一个旅行箱前进，拉力是12N，箱带与，箱带与水 平 面 夹 角 是水 平 面 夹 角 是 3 0 ， 该 拉 力 的 水 平 分 力 的 大 小 为， 该 拉 力 的 水 平 分 力 的 大 小 为_N，竖直分力的大小为，竖直分力的大小为_N.第三章第三章 相互作用相互作用人

10、教版物理第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理(1)矢量和标量矢量和标量矢量：在物理学中，有大小、有方向，又遵循平行矢量：在物理学中，有大小、有方向，又遵循平行四边形定则的物理量叫做矢量我们学习过的矢量有力、四边形定则的物理量叫做矢量我们学习过的矢量有力、速度、加速度、位移等速度、加速度、位移等标量：在物理学中，只有大小，没有方向的物理量标量：在物理学中，只有大小，没有方向的物理量叫做标量我们学习过的标量有质量、体积、路程等，标叫做标量我们学习过的标量有质量、体积、路程等，标量的运算法则是代数运算量的运算法则是代数运算平行四边形定则是矢量运算的普适法则平行四边形定则是矢量运算的普适法则第三章

11、第三章 相互作用相互作用人教版物理三角形定则：把两个矢量首尾相接与它们的合矢量三角形定则：把两个矢量首尾相接与它们的合矢量组成一个三角形，从而求出合矢量，这个方法叫做三角形组成一个三角形，从而求出合矢量，这个方法叫做三角形定则定则a两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向如二个矢量末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向如下图下图第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理b推论：三个力合成时，若每两个力都首尾相接地推论：三个力合成时，若每两个力都首尾相接地组成三角形，则三力合力为零如下图所示组成三角形，则三力

12、合力为零如下图所示第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理 把一个力把一个力F分解成两个分力分解成两个分力F1，F2，已知一个分力，已知一个分力F1的方向和另一个分力的方向和另一个分力F2的大小，它的解的大小，它的解()A一定是惟一解一定是惟一解B可能有惟一解可能有惟一解C可能无解可能无解 D可能有两个解可能有两个解解析：解析：本题采用图示法和三角形知识进行分析，从力本题采用图示法和三角形知识进行分析，从力F的端点的端点O作出分力作出分力F1的方向，以的方向，以F的另一端为圆心，用另的另一端为圆心，用另一分力一分力F2的大小为半径作圆的大小为半径作圆(1

13、)若若F2F2Fsin，圆与，圆与F1相割，可得两个三角形，应相割，可得两个三角形，应有两个解，如图有两个解，如图(c)所示所示(4)若若F2F，圆与，圆与F作用线相交一个点，可得一个三角作用线相交一个点，可得一个三角形，还是一解如图形，还是一解如图(d)所示所示答案：答案：BCD第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理 (2009苏州中学高一检测苏州中学高一检测)下列说法正确的是下列说法正确的是()A已知合力大小、方向，则其分力必为确定值已知合力大小、方向，则其分力必为确定值B已知两分力大小、方向，则它们的合力必为确定已知两分力大小、方向，则它们的合力必为确定值值C分力数目确定后，若已知各分

14、力大小、方向，必分力数目确定后，若已知各分力大小、方向，必可依据平行四边形定则求出总的合力来可依据平行四边形定则求出总的合力来D若合力为确定值，可根据要求的两个方向、依据若合力为确定值，可根据要求的两个方向、依据平行四边形定则一定可求出这两个分力大小平行四边形定则一定可求出这两个分力大小答案：答案：BC第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理解析：解析：已知合力大小、方向其分力可能有无数多组，已知合力大小、方向其分力可能有无数多组，A错若已知两分力大小、方向，根据平行四边形定则，错若已知两分力大小、方向，根据平行四边形定则，其合力为确定值，其合力为确定值，B对若分力确定后，可应用平行四边对若分

15、力确定后，可应用平行四边形定则，求总的合力，形定则，求总的合力，C对合力为确定值，若两分力的对合力为确定值，若两分力的方向与合力在同一直线上，则两分力可能有无数组解，方向与合力在同一直线上，则两分力可能有无数组解，D错错.第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理 如下图所示，光滑斜面的倾角为如下图所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的，有两个相同的小球，分别用光滑挡板小球，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板挡住，挡板A沿竖直方向，挡沿竖直方向，挡板板B垂直斜面，则两挡板受到小球压力大小之比为垂直斜面，则两挡板受到小球压力大小之比为_，斜面受到的两个小球压力的大小之比为，斜面受到的两个小球压力的大小之

16、比为_第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理解析：解析：根据两球所处的环境，正确进行力的作用效果根据两球所处的环境，正确进行力的作用效果分析，作力的平行四边形，力的计算可转化为直角三角形分析，作力的平行四边形，力的计算可转化为直角三角形的边角计算，从而求出压力之比的边角计算，从而求出压力之比. 对球对球1所受重力来说，其效果有二：第一，使物体欲所受重力来说，其效果有二：第一，使物体欲沿水平方向推开挡板；第二，使物体压紧斜面因此，其沿水平方向推开挡板；第二，使物体压紧斜面因此，其力的分解如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为：力的分解如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为：第三章第三章 相互作

17、用相互作用人教版物理F1Gtan，F2G/cos.对球对球2所受重力所受重力G来说，其效果有二：第一，使物体垂来说，其效果有二：第一，使物体垂直挤压挡板；第二，使物体压紧斜面因此，其力的分解直挤压挡板；第二，使物体压紧斜面因此，其力的分解如上图乙所示，由此可得两个分力的大小分别为：如上图乙所示，由此可得两个分力的大小分别为：第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理答案：答案：1 cos，1 cos2点评：点评：要根据重力要根据重力G产生的实际效果进行分解产生的实际效果进行分解本题中两档板放置的方位不同，重力的分力大小和方本题中两档板放置的方位不同，重力的分力大小和方向也就不一样向也就不一样第三

18、章第三章 相互作用相互作用人教版物理 三段不可伸长的细绳三段不可伸长的细绳OA、OB和和OC能承受的最大拉能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如下图所示其中力相同，它们共同悬挂一重物，如下图所示其中OB是水是水平的，平的，A端、端、B端固定，若逐渐增加端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，端所挂物体的质量，则最先断的绳是则最先断的绳是()A必定是必定是OAB必定是必定是OBC必定是必定是OCD可能是可能是OB也可能是也可能是OC答案：答案：A第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理解析：解析：选选O点为研究对象审题知点为研究对象审题知O点处于静止状态，点处于静止状态，O点受力的合力为点受

19、力的合力为0.做受力图如图平移后得静力平衡三角做受力图如图平移后得静力平衡三角形形所以由静力平衡三角形知，所以由静力平衡三角形知，FA、FB和和FC中中FA最大，故最大，故首先断的绳为首先断的绳为OA，故选，故选A.第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理 如图，重力为如图，重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重重200N的物体，当绳与水平面成的物体，当绳与水平面成60角时，物体静止，不角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦求地面对人的支持力和摩擦力计滑轮与绳的摩擦求地面对人的支持力和摩擦力第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理解析：解析：人和物体静止，所受合力

20、皆为零，对物体分析人和物体静止，所受合力皆为零，对物体分析得到：绳的拉力得到：绳的拉力F等于物重等于物重200N；人受四个力作用，将绳；人受四个力作用，将绳的拉力分解，即可求解的拉力分解，即可求解如图所示，将绳的拉力分解得：如图所示，将绳的拉力分解得：水平分力水平分力第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理点评：点评：正交分解法不仅可以应用于力的分解，也可应正交分解法不仅可以应用于力的分解，也可应用于其他任何矢量的分解，我们选取坐标轴时，可以是任用于其他任何矢量的分解，我们选取坐标轴时，可以是任意的，不过选择合适的坐标轴可以使问题简化，通常坐标意的，不过选择合适的坐标轴可以使问题简化，通常坐标

21、系的选取有两个原则：系的选取有两个原则：(1)使尽量多的矢量处在坐标轴上，使尽量多的矢量处在坐标轴上，(2)尽量使未知量处在坐标轴上尽量使未知量处在坐标轴上第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理 举重运动中保持杠铃的平衡十分重要如图所示，举重运动中保持杠铃的平衡十分重要如图所示，若运动员举起若运动员举起1 800 N的杠铃后双臂保持的杠铃后双臂保持106角，处于平角，处于平衡状态，此时运动员两手臂受力各是多大衡状态，此时运动员两手臂受力各是多大(sin530.8，cos530.6)?答案：答案：1 500 N1 500 N第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理解析：解析：方法一取杠铃为研究

22、对象，受到重力和两手方法一取杠铃为研究对象，受到重力和两手对它的作用力，如图所示为方便起见，把三个力画成共对它的作用力，如图所示为方便起见，把三个力画成共点力点力第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理将两个将两个FN分解为竖直方向和水平方向的分力分解为竖直方向和水平方向的分力FNy和和FNx，如图所示，则有，如图所示，则有G2FNy2FNcos53，可解得可解得FN1 500 N.方法二将它们移到同一点，再把两个方法二将它们移到同一点，再把两个FN合成，得图合成，得图所示的菱形，加一条辅助线后得到四个直角三角形，所以所示的菱形，加一条辅助线后得到四个直角三角形，所以 第三章第三章 相互作用相

23、互作用人教版物理 工厂里常用三角皮带传递动力，而很少使用平皮带，工厂里常用三角皮带传递动力，而很少使用平皮带，为研究其中的原因，某同学选用两本硬质面的书，一本小为研究其中的原因，某同学选用两本硬质面的书，一本小字典字典A，一本稍大的精装书，一本稍大的精装书B，用与书内页相同的纸在这两，用与书内页相同的纸在这两本书外作为封面本书外作为封面(1)模拟平皮带的情况：把小字典模拟平皮带的情况：把小字典A平放在大书平放在大书B上，上，将将B一端逐渐抬起，直至字典刚可滑动，记下这时大书斜一端逐渐抬起，直至字典刚可滑动，记下这时大书斜面的倾角面的倾角1，如图中，如图中(a)所示，设字典质量为所示，设字典质量

24、为m，则此时字，则此时字典与大书本间的最大静摩擦力典与大书本间的最大静摩擦力Fmgsin1.第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理(a)(b)(2)模拟三角皮带的情况：如图中模拟三角皮带的情况：如图中(b)，把小字典跨放在，把小字典跨放在大书本的书脊上，同样将大书本的一端抬高，至小字典刚大书本的书脊上，同样将大书本的一端抬高，至小字典刚要滑动为止，设书脊与水平面的夹角为要滑动为止，设书脊与水平面的夹角为2，则最大静摩擦，则最大静摩擦力力Fmgsin2，这里小字典比作三角皮带槽，大书本比，这里小字典比作三角皮带槽，大书本比作三角皮带，这个最大静摩擦力也相当于三角皮带槽与三作三角皮带，这个最大静摩擦力也相当于三角皮带槽与三角皮带间的最大静摩擦力角皮带间的最大静摩擦力第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理实验中，你可以发现实验中，你可以发现2比比1要大得多由此即可说明要大得多由此即可说明三角皮带可以产生大得多的摩擦力为什么三角皮带可以三角皮带可以产生大得多的摩擦力为什么三角皮带可以产生比平皮带大得多的静摩擦力呢？试作分析说明产生比平皮带大得多的静摩擦力呢？试作分析说明第三章第三章 相互作用相互作用人教版物理答案：答案：可以结合下图来分析，字典所受重力可以结合下图来分析，字典所受重力G与弹力与弹力