高中物理 第三章《力的分解》学案 新人教版必修1.doc

3.5 力的分解学案【课标要求】1.知道力的分解是力的合成的逆运算。2.通过实验探究，理解从力的实际作用效果分解力，并能用力的分解分析日常生活中的问题。3.会用图解法求分力，用直角三角形知识计算分力。【课前预习】一、力的分解1.力的分解：求一个已知的分力叫做力的分解。2.力的分解的实质：找出几个力去代替一个已知力，而不改变其 。3.力的分解法则：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。已知力为对角线，两邻边为分力。4.力的分解原则：同一个力，如果没有限制，可以分解为无数对大小、方向不同的分力，因此通常根据力的作用效果进行分解。甲乙f1ff2f2f1f力的分解是力的合成的_，同样遵守_定则，同一个力，如果没有其它限制，可以分解为_对大小、方向不同的分力。对一个实际问题，要根据力的_来分解。一个力分解为互成角度的两个力时，要有确定的解必须已知两个分力的_或一个分力的_。二、矢量相加的法则1.矢量：既有大小又有方向，相加时遵从 （或三角形定则）的物理量叫矢量。2.标量：只有大小，没有方向，求和时遵从算术法则的物理量叫标量。3.三角形定则：把两个矢量首尾相接从而求出合适量，这个法则叫做三角形定则。三、力分解时有解与无解的讨论1.已知f的大小和方向及两个分力f1和f2的方向，则f1和f2有确定值。2.已知f的大小和方向及f1的大小和方向，则f2有确定值。3.已知f的大小和方向及f1和f2的大小，则有两种分解方式，如图甲、乙所示，但当f1-f2f或ff1+f2时无解。4.已知f的大小和方向及f1的方向，则分解情况有四种，方法是以f的一端a为圆心，以f2的大小为半径画圆，如图所示：f1f1ff2（1）若f2fsin，不能分解（即无解）；（2）若f2=fsin，有一解；（3）若fsinf2fsin ，有两个平行四边形，即有两解，如图7甲所示；但若f2f，则只有一个解，如图乙所示 图7f2fsin ，有一个平行四边形，即唯一解，如图丙所示f2fsin ，此时构不成平行四边形，即无解，如图丁所示 (4)已知两个分力的大小，求两个分力的方向如图8所示，当绕着力f的方向将图在空间中转过一定角度时，仍保持f1、f2大小不变，但方向变了，此时有无穷组解图8【问题3】力的正交分解法例3如图4所示，在同一平面内有三个共点力，它们之间的夹角都是120，大小分别为f120 n，f230 n，f340 n，求这三个力的合力f. 图4拓展与分享3如图所示，质量为m的木块在与水平面夹角斜向下的推力f作用下，在水平地面上做匀速运动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的哪个?amgb（mg+fsin）c（mg+fcos）dfcos小结：（1）在分析同一个问题时，合矢量和分矢量不能同时使用。也就是说，在分析问题时，考虑了合矢量就不能再考虑分矢量；考虑了分矢量就不能再考虑合矢量。（2）矢量的合成分解，一定要认真作图。在用平行四边形定则时，分矢量和合矢量要画成带箭头的实线，平行四边形的另外两个边必须画成虚线。（3）各个矢量的大小和方向一定要画得合理。（4）在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角，不可随意画成45。（当题目规定为45时除外）【小结】1概念：将物体受到的所有力沿已选定的两个相互垂直的方向分解的方法，是处理相对复杂的多力的合成与分解的常用方法2目的：将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力，便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算，“分解”的目的是为了更好地“合成”3适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成4步骤(1)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上 图3(2)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图3所示(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：fxf1xf2xfyf1yf2yabog(4)求共点力的合力：合力大小f ，合力的方向与x轴的夹角为，则tan ，即arctan .【课堂练习】1一个10n的力可以分解为下面哪两个力（ ）a. 30n和5n b. 20n 和 5n c. 10n和5