高中物理 第5节 力的分解 新人教版必修1公开课一等奖课件省赛课获奖课件

第五节力分解第1页课标定位学习目标：1.理解力分解和分力概念．2．能够根据力作用效果确定分力方向．3．会用平行四边形定则或三角形定则处理力分解问题．重点难点：1.力分解中常用两种办法：正交分解、按力实际作用效果分解．2．平行四边形定则或三角形定则应用．第2页

关键重点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第五节力分解第3页课前自主学案一、力分解1．定义：求一种力______叫做力分解．2．力分解是力合成_________，同样遵守____________________．3．把一种已知力F作为平行四边形对角线，那么，与力F共点平行四边形两个_____就表达力F两个分力．分力逆运算平行四边形定则邻边第4页在不一样情况下，作用在物体上同一种力能够产生几个不一样效果，假如没有其他限制，同一种力能够分解为_____对大小、方向不一样分力，因此一种已知力要根据力实际____________进行分解．二、矢量相加法则1．矢量：现有大小，又有方向，相加时遵守__________________或三角形定则物理量．2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照_____________相加物理量．3．三角形定则：把两个矢量__________从而求出合矢量．无数作用效果平行四边形定则算术法则首尾相接第5页关键重点突破一、力分解办法(一)——按效果分解1．根据一条对角线能够作出无数个平行四边形，即有没有数组解，但在实际分解时，一般要按力实际作用效果分解，其办法是：(1)先根据力实际效果确定两个分力方向；(2)再根据两个分力方向作出力平行四边形；(3)解三角形或解平行四边形，计算出分力大小和方向．2．按实际效果分解几个实例第6页实例分析地面上物体受斜向上拉力F，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可分解为水平向前力F1和竖直向上力F2质量为m物体静止在斜面上，其重力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑趋势分力F1；二是使物体压紧斜面分力F2.F1＝mgsinα，F2＝mgcosα第7页第8页第9页尤其提醒：按力作用效果分解时，精确确定两个分力方向是关键，作出平行四边形后常用三角函数、相同三角形求解．二、力分解办法(二)——正交分解法1．目标：将力合成化简为同向、反向或垂直方向分力，便于利用一般代数运算公式处理矢量运算，“分”目标是为了更加好“合”．2．适用情况：适用于计算三个或三个以上力合成．第10页3．步骤(1)建立坐标系：以共点力作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴选择应使尽可能多力在坐标轴上．图3－5－1(2)正交分解各力：将每一种不在坐标轴上力分解到x轴和y轴上，并在图上注明，用符号Fx和Fy表达，如图3－5－1所示．第11页第12页尤其提醒：(1)建立坐标系之前，要对物体进行受力分析，画出各力示意图，一般各力作用点都移到物体重心上．(2)建立坐标系标准：使尽可能多力落在坐标轴上，尽可能减少分解力个数．第13页三、对力分解讨论力分解时有解或无解，简单地说就是代表协力对角线与给定代表分力有向线段是否能组成平行四边形(或三角形)．若能够组成平行四边形(或三角形)，说明该协力能够分解成给定分力，即有解．假如不能组成平行四边形(或三角形)，说明该协力不能按给定分力分解，即无解．详细情况有下列几个：1．已知协力和两个分力方向，有唯一解，分解如图3－5－2：图3－5－2第14页2．已知协力和两个分力大小．(1)若|F1－F2|>F，或F>F1＋F2，则无解．(2)若|F1－F2|<F<F1＋F2，有两个解．分解如图3－5－3.图3－5－3第15页第16页第17页(1)当F2＜Fsinα时，无解．如图3－5－5甲；(2)当F2＝Fsinα时，有一种解．如图3－5－5乙；(3)当F＞F2＞Fsinα时，有两个解．如图3－5－5丙；(4)当F2≥F时，有一种解，如图3－5－5丁．第18页即时应用(即时突破，小试牛刀)(2023年抚顺高一检测)将力F分解为两个不为零力，下列情况具有惟一解是()A．已知两个分力方向，并且不在同始终线上B．已知一种分力大小和另一分力方向C．已知两个分力大小D．已知一种分力大小和方向第19页解析：选AD.力F分解为不共线惟一一对分力条件为已知两个分力方向或已知同一种分力大小和方向，A、D正确．已知一种分力大小和另一种分力方向或已知两个分力大小，力F一般可分解为两对分力，B、C错误．第20页课堂互动讲练按实际效果分解力类型一例1

如图3－5－6所示，重力为G物体放在倾角为α光滑斜面上，分别被垂直斜面挡板如甲图和竖直放置挡板如乙图挡住．试对两个图中物体重力根据力作用效果进行分解，作出示意图，并求出两分力大小．第21页图3－5－6第22页【思绪点拨】两种情况，物体对挡板和斜面有弹力作用，按力作用效果进行分解．【精讲精析】分解示意图如图3－5－6所示．甲图中两分力大小分别为：G1＝Gsinα，G2＝Gcosα.乙图中两分力大小分别为：G1′＝Gtanα，G2′＝G/cosα.第23页【答案】见精讲精析【办法总结】对一种力根据效果分解，才有实际意义，分解思绪如下：(1)先根据力实际作用效果确定两个实际分力方向；(2)再根据两个实际分力方向画出平行四边形；(3)根据平行四边形定则和所学数学知识求出两分力大小和方向．第24页

变式训练1如图3－5－7所示，在三角形支架B点用一根细绳挂一种重为120N重物G，已知θ＝30°，求横梁BC和斜梁AB所受力大小(A、C处为光滑铰链连接)．

图3－5－7第25页答案：160N

200N第26页正交分解法应用类型二例2

如图3－5－8所示，重力为500N人通过跨过定滑轮轻绳牵引重力为200N物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止．不计滑轮与绳摩擦，求地面向人支持力和摩擦力大小．图3－5－8第27页【思绪点拨】对人进行受力分析，将人受到几个力沿水平和竖直两个方向分解，在这两个方向上分别列出平衡方程，然后求解．【精讲精析】人与重物静止，所受协力皆为零，对重物受力分析得，绳拉力F1＝200N；对人受力分析，人受四个力作用，重力G、拉力F1、支持力FN、摩擦力Ff，可将绳拉力F1正交分解，如图3－5－9所示．根据平衡方程可得：图3－5－9第28页【答案】

326.8N

100N第29页【办法总结】正交分解法不但能够应用于力分解，也可应用于其他任何矢量分解，我们选用坐标系时，能够是任意，不过选择合适坐标系能够使问题简化，一般坐标系选用有两个标准：(1)使尽可能多矢量落在坐标轴上；(2)尽可能使未知量落在坐标轴上．

变式训练2一种物体A重力为G，放在粗糙水平面上，物体与水平面间动摩擦因数为μ，如图3－5－10所示，拉力与水平方向夹角为θ，为拉动此物体做匀速直线运动，求拉力F为多大？第30页图3－5－10解析：首先分析物体A，A受到四个力作用，分别为：拉力F、第31页第32页力动态分析类型三例3

如图3－5－11所示，半圆形支架BAD，两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G物体，使OA绳固定不动，将OB绳B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直位置C过程中，分析OA绳和OB绳所受力大小如何变化？图3－5－11第33页【思绪点拨】本题可利用图解法来求，根据题意画好矢量图，协力一定，一种力方向变化时，对另一种分力影响，从图上可清楚表达出来．【自主解答】由于绳结点O受重物拉力FT，因此才使OA绳和OB绳受力，因此将拉力FT分解为FTA、FTB(如图3－5－12所示)图3－5－12第34页OA绳固定，则FTA方向不变，在OB向上接近OC过程中，在B1、B2、B3三个位置，两绳受力分别为FTA1和FTB1、FTA2和FTB2、FTA3和FTB3.从图形上看出，FTA逐渐变小，而FTB却是先变小后增大，当OB和OA垂直时，FTB最小．【答案】

OA绳拉力逐渐变小，OB绳拉力先变小后变大【办法总结】在此类动态分析题中，协力是一种恒力(即大小、方向都不变)，其中一种分力F1方向是一定，另一种分力F2大小、方向都在变，当F2与F1垂直时，F2取得最小值，解题时要注意这一特点．第35页

变式训练3

如图3－5－13所示，斜面上放一种小球，小球被竖起木板挡住，若斜面和木板都是光滑，当木板由竖直位置迟缓变至水平位置时，小球对木板压力F和对斜面压力FN变化情况是(

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图3－5－13第36页A．F增大、FN增大B．F增大、FN减小C．F先减小后增大、FN减小D．F减小、FN先减小后增大解析：选C.球重力产