高中物理 第三章 相互作用第5节《力的分解》学案2 新人教版必修1.doc

3.5 力的分解名师导航重点与剖析1.力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则.由于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形，因而，在分解一个力时，如果没有限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力.2.在实际情况中分解力时是按照力的作用效果来分解.其一般步骤是：根据力f产生的两个作用效果画出两个分力f1、f2的方向.把力f作为对角线，画出平行四边形，求出分力f1、f2的大小；或者根据数学知识用计算的办法求出分力f1和f2的大小.3.力的正交分解把一个力沿着两个互相垂直的方向分解叫力的正交分解.其他矢量如：位移、速度、加速度等也可以正交分解，它是在平行四边形定则基础上发展起来的一种有关矢量的运算方法，这种方法应用广泛，必须掌握好.问题与探究问题1 为什么越锋利的刀削工具越容易劈开物体？探究思路：刀、斧、凿、刨等切削工具的刃部叫劈，使用劈的时候，在劈背上加力f，这个力产生两个作用效果，使劈的侧面挤压物体，把物体劈开.我们可以证明，在f一定时，劈的两个侧面间的夹角越小，使劈的侧面挤压物体的分力就越大.问题2 公园中架设的缆车钢索，是尽量绷直好呢，还是让它稍松弛一些？如果你是工程技术人员，应怎样处理？探究思路：由于钢索要承担缆车的重力，究竟是绷直好还是松弛些好，我们要从两种情况下钢索承担的力的大小去考虑.而钢索承担力的大小又要服从力的平行四边形定则，所以我们可以利用平行四边形定则，结合力的示意图，问题就很容易解决了.典题与精析【例1】 一电灯重为g，悬吊情况如图351所示，若角=45，求拉绳受到的力各是多大？图351 【例2】 为了把陷在泥泞里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始时汽车和大树相距12 m，然后在绳的中点用400 n的拉力f，沿与绳垂直的方向拉绳，结果中点被拉过0.6 m，如图353所示.假设绳子的伸长可以忽略不计，求此时汽车受到的拉力大小.图353【例3】 已知三个力f1=20 n、f2=30 n、，f3=40 n，作用在物体的同一点上，它们之间的夹角为120，求合力的大小和方向.【例4】 质量为m的木块在推力f作用下，在水平地面上做匀速运动（如图358）.已知木块与地面间的动摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值中的哪一个图358a.mgb.（mg+fsin）c.（mgfsin）d.fcos自主广场基础达标1.下列说法正确的是a.一个2 n的力可分解为7 n和4 n的两个分力b.一个2 n的力可分解为9 n和9 n的两个分力c.一个6 n的力可分解为4 n和3 n的两个分力d.一个8 n的力可分解为4 n和3 n的两个分力2.把一个已知力分解为两个分力，在下列情况下具有唯一解的是a.已知两个分力的方向，且两分力不在同一直线上b.已知一个分力的大小和方向c.已知一个分力的大小和另一个分力的方向d.已知两个分力的大小3.放在光滑斜面上的木块实际受到的力有a.重力和支持力b.重力、支持力和下滑力c.重力、支持力、下滑力和垂直斜面向下的力d.支持力、下滑力和垂直斜面向下的力4.用两根绳子吊起一重物，在逐渐增大两绳子之间的夹角时，保持重物静止，则两绳子对重物的拉力大小和合力大小的变化情况分别是a.增大，增大b.减小，增大c.增大，不变d.不变，增大5.如图359所示，教室里同一块小黑板用相同的细绳按四种方式悬挂着，其中，则每根细绳所受的拉力中，数值最大的是a.甲图b.乙图c.丙图d.丁图图359 图35106.水平地面上斜放着一块木板ab，如图3510所示，在木板上放一木块处于静止状态，现使斜面的b端缓慢地放低，则木块所受弹力n、摩擦力f的变化情况是a.n增大，f减小b.n减小，f增大c.n减小，f减小d.n增大，f增大7.小船用绳牵引，如图3511所示，设水平阻力不变，在小船匀速靠岸的过程中图3511a.绳子的拉力不断增大b.绳子的拉力不变c.船所受浮力增大d.船所受浮力不变8.已知力f和一个分力f1的方向的夹角为，则另一个分力的最小值为_.9.用力的分解解释下列实际问题：（1）公园的滑梯倾角比较大；（2）很高的桥梁需要很长的引桥.10.如图3512，接触面均光滑，球处于静止状态，球的重力g=50 n，用力的分解法求：球对斜面的压力和球对竖直挡板的压力.图351211.如图3513所示，用绳子ac和bc悬一重力为100 n的物体，绳子ac和bc与天花板的夹角分别为30和60.图3513（1）求每条绳子的拉力分别是多大？（2）如果不断增加物体，哪一根绳子先断？综合发展12.如图3514所示，重10 n的木块放在倾角为30的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数=.当木块受到一个平行于斜面的推力f（f0）作用后，可在斜面上做匀速直线运动，则f的方向可能是图3514a.沿斜面向下，与重力下滑分力方向一致b.水平向右或向左c.水平偏上任何角度d.水平偏下任何角度13.已知力f的大小和方向，在以下两种条件下（如图3515），通过作图求两个分力f1和f2.（1）图甲，已知两分力的方向，求两分力的大小；（2）图乙，已知分力的大小和方向，求另一个分力f2的大小和方向.图3515参考答案典题与精析例1 【精析】由于电灯受到竖直向下的重力作用，此时重力产生两个作用效果，使电灯拉紧绳ob和绳oa，因此，将重力g应该分解为这样两个分力：使电灯拉紧绳ob的分力f1和拉紧绳oa的分力f2，如图352所示.图352【答案】g g【绿色通道】分解力通常有两种方法：（1）依据力产生的效果来分解；（2）正交分解法（把一个力沿互相垂直的两个方向进行分解叫力的正交分解）.本题采用了第一种方法，此题也可用第二种方法解答，同学们不妨试一试.图354例2【精析】以绳的中点为结点，对其受力分析：两段绳的拉力f1、f2，按力的作用效果将力f沿两段绳的方向分解，f1=f2，作出力的平行四边形如图354，根据数学知识可得：sin=0.6/6=0.1f1=f/（2sin）=2 000 n即汽车受到的拉力的大小为2 000 n.【答案】2 000 n【绿色通道】力的分解，应根据力的作用效果进行分解才有实际意义，因此，首先应分析力的效果，这是力的分解的关键.例3【精析】求不在一条直线上的多个共点力的合力时，通常采用正交分解法（把一个力沿互相垂直的两个方向进行分解叫力的正交分解）.如求此三个共点力f1、f2、f3，可将它们分别投影到坐标轴上进行合成和分解：图355f1x=f1sin30=10 nf1y=f1cos30=10 nf2x=f2sin30=15 nf2y=f2cos30=15 n因此fx=f3f1xf2x=15 nfy=f1 y+f2 y=5 n那么：f= n=10 n=arctan=arctan=30.【答案】10 n 方向与水平方向成30角斜向上图356 图357【绿色通道】力的分解的方法通常按力的作用效果分解.在进行力的分解时，可以按力的作用效果进行分解.如在光滑斜面上静止的物体，其重力产生的效果：一是使物体有沿斜面下滑的趋势，二是使物体压紧斜面（如图356）.但不能就此认为斜面上的物体的重力都这样分解.如图357所示，光滑小球被竖直挡板挡在斜面上静止，此时其重力产生的效果：一是球压紧竖直挡板，二是球压紧斜面.所以进行力的分解时，要视实际情况而定，灵活解决实际问题.例4【精析】分析木块受到四个力的作用，在物体受到四个或四个以上的力的问题时可以采用正交分解法来解答，即先选定直角坐标系，然后分别将各个力投影到坐标轴上.【答案】bd【黑色陷阱】主要存在的问题是学生对物体的受力分析不全面，还有在进行力的合成与分解时不知道是按力的效果来分解还是用正交分解法来分解，这些要在积累一定的经验后才会较熟练.基础达标1.答案：bc2.答案：ab3.答案：a4.答案：c5.答案：c6.答案：a7.答案：a8.答案：fsin9.答案：（1）公园的滑梯倾角比较大，重