拓展课四学历案2023-2024学年高中物理新人教版必修第一册师说

拓展课四力的效果分解法和力的正交分解法目标要求1.学会根据力的效果分解力．2．熟练掌握力的正交分解法．拓展1力的效果分解法【导学】如图所示，人拉着旅行箱前进，拉力F与水平方向成α角．(1)拉力产生了什么效果？(2)按力的作用效果分解力F并求出两分力大小．【归纳】1．分解原则：根据力的作用效果确定分力的方向，然后再画出力的平行四边形．2．分解实例实例分析地面上物体受到斜向上的拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2，F1＝Fcosθ，F2＝Fsinθ放在斜面上的物体的重力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑的趋势；二是使物体压紧斜面；F1＝mgsinα，F2＝mgcosα3.分解力的基本思路【典例】例1在日常生活中，力的分解有着广泛的应用，如图甲用斧子把木桩劈开，已知两个侧面之间的夹角为2θ，斧子对木桩施加一个向下的力F时，产生了大小相等的两个侧向分力F1、F2，由图乙可得下列关系正确的是()A．F1＝F2＝F2sinθB．F1＝FC．F1＝F2＝F2sin2θD．F1＝F例2用两根最大承受拉力相等、长度不等的细线AO、BO悬挂一个中空铁球，如图所示，当在球内不断注入铁砂时，则()A．AO先被拉断B．BO先被拉断C．AO、BO同时被拉断D．条件不足，无法判断拓展2力的正交分解法【归纳】1．定义：把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法．2．坐标轴选取：坐标轴的选取是任意的，为使问题简化，建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则：(1)使尽量多的力处在坐标轴上；(2)尽量使某一轴上各分力的合力为0.3．力的正交分解法的步骤求三个或三个以上力的合力时，常选用正交分解的方法．【典例】例3如图所示，已知共面的三个力F1＝20N，F2＝30N，F3＝40N，作用于物体的同一点上，三个力之间的夹角都是120°，求合力的大小．例4如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面间的动摩擦因数均相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，下列说法正确的是()A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最大C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大拓展课四力的效果分解法和力的正交分解法拓展1提示：(1)拉力产生向前拉箱和向上提箱两个效果．(2)力的分解图如图所示，F1＝Fcosα，F2＝Fsinα.[例1]解析：根据力的平行四边形定则，力F与它的两个分力如图所示，由几何关系知F1＝F2＝F2sinθ，故答案：A[例2]解析：依据力的作用效果，分解重力，如图所示，可知：FB>FA.又因为两绳承受拉力能力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳先断，选项B正确．答案：B拓展2[例3]解析：如图甲所示，建立直角坐标系，以力的作用点为坐标原点，F3方向为x轴正方向，垂直于F3方向建立y轴，向上为y轴正方向．将F1沿坐标轴正交分解为F1x、F1y；将F2沿坐标轴正交分解为F2x、F2y.然后求出x轴方向的合力Fx，y轴方向的合力Fy.再将Fx与Fy合成，求出合力F的大小，如图乙所示．F1x＝F1sin30°＝10N，F1y＝F1cos30°＝103N，F2x＝F2sin30°＝15N，F2y＝F2cos30°＝153N，Fx＝F3－F1x－F2x＝15N，Fy＝F2y－F1y＝53N，所以F＝Fx2+Fy答案：103N[例4]解析：将题图甲、乙中的F沿水平方向和竖直方向正交分解，则三个物体对