高中物理 第4章 第2节 力的分解备课资料 鲁科版必修1.doc

力的分解-备课资料一、说明(1)以激发学生的创新意识为主线.(2)以培养学生观察分析总结能力为中心. 本节知识是下节知识的基础，因此，在授课过程中有意识地将合成与分解中的“理”加以强化. 二、教学流程图 三、评价标准 形成性评价:学生在探究过程中体现出的参与的欲望与团队的合作精神以及在实验过程中反映出的实验动手能力和分析解决问题的能力. 终结性评价:学生获得的实验图象和数据的准确性.四、教法与学法 本节讲述的是力的分解的有关知识，由于合成和分解的知识是今后学习的任何一种矢量的基础，其地位是显而易见的；但讲过力的分解后，不要求用力的分解处理静力学问题，这样可以降低本章的难度，给学生学习的自信心.由于力的分解是力的合成的逆运算，它们都遵守平行四边形定则，所以本节课仍然要侧重于平行四边形定则，要讲清楚实际问题中力的分解是从力的作用效果出发的；要训练学生会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力. 如何分解？力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则.把一个力(合力)f作为平行四边形的对角线，然后依据力的效果画出两个分力的方向，进而作出平行四边形，就可得到两个分力f1和f2. 力的分解讨论 一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力，如图5-2-5所示.图5-2-5(1)分力的唯一性条件已知两个分力的方向，求分力.将力f分解为沿oa、ob两个方向上的分力时，可以从f矢端分别作oa、ob的平行线，即可得到两个分力f1和f2，如图5-2-6所示. 图5-2-6 图5-2-7已知一个分力的大小和方向，求另一个分力.已知合力f及其一个分力f1的大小和方向时，先连接f和f1的矢端，再过o点作射线oa与之平行，然后过合力f的矢端作分力f1的平行线与oa相交，即得到另一个分力f2，如图5-2-7所示.已知一个分力的方向和另一个分力的大小.已知合力f、分力f1的方向oa及另一个分力f2的大小时，先过合力f的矢端作oa的平行线mn，然后以o为圆心，以f2的长为半径画圆，交mn，若有两个交点，则有两解(如图5-2-8);若有一个交点，则有一个解(如图5-2-9);若没有交点，则无解(如图5-2-10). 图5-2-8 图5-2-9 图5-2-10分力方向的确定： 一个已知力究竟分解到哪两个方向上去,要根据实际情况，由力的效果来决定.例题剖析1一个物体放在水平地面上，在一个与水平方向成角的斜向上的力f的作用下向右运动，试分析力f的作用效果. 放在水平面上的物体受到一个斜向上方的力f，这个力与水平方向成角，该力产生两个效果：水平向前拉物体，同时竖直向上提物体.因此力f可以分解为沿水平方向的分力f1和沿竖直方向的分力f2.力f1、f2的大小为f1=fcos,f2=fsin.图5-2-11例题剖析2试分析放在斜面上的物体的重力如何分解. 把一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落，而要沿着斜面下滑，同时使斜面受到压力.重力产生两个效果：使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面，因此重力g可以分解为平行于斜面使物体下滑的分力f1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力f2.图5-2-11f1=gsinf2=gcos.例题剖析3将铺有海绵的木板及斜面按图5-2-13所示放置，让木板呈竖直方向，并在两者之间放置一个球体.球体受到竖直向下的重力，同时又受到木板及斜面的支持力而处于静止状态，故重力在垂直于木板和斜面方向产生两个效果:使物体紧压木板和斜面.(海绵受压可以观察出来)因此，重力g可以分解为垂直于木板和斜面方向的两个分力f1和f2.图5-2-13f1=gtanf2=g/cos 综上所述：虽然一个力可以分解为无数对力，但在具体问题中，一定要按照力的效果分解，才是合理的分解. 五、船能逆风行驶吗？ 用风力推动的帆船取代了人力推动的桨船，水手们从此可以在辽阔的海洋上乘风而行.帆船的历史一开始就充满了诗意和传奇色彩.传说中的巴比伦英雄吉尔加麦西在企图漂洋过海时，遇到在死水处摆渡的人要他制作一根5.5米长的篙，可是他把120根这样长的篙接起来也未到海底.于是吉尔加麦西便“脱掉身上的衣服，举起双臂当桅杆，用衣服作帆”，站在船上随风飘去. 风帆是一种翅膀，把风力汇集起来，再作用到桅杆上，从而带动船只在水上漂行.这是人类驾驭自然力量为自己工作的第一种巧妙的方法.它的出现可能是这样的，一位印第安人驾着他的独木舟，划过中美洲的一个湖泊以后，疲倦了，漫不经心地把桨搁在船上，风吹动桨叶，他索性让风吹送着他的独木舟.也可以是这样的，一个人看见清风吹送一片树叶越过水塘,这个现象触发了他的灵感，他就用席片、树皮或麻布做成了一块横帆. 早在公元前3000年，埃及人就驾着细长的、用帆作动力的船，往西北渡过480千米海面到达克里特岛.到公元200年左右，罗马帝国由于需要大宗进口货品，如象牙、酒、油、五金、纺织品、宝石等,尤其是粮食，而这些货品大都是靠商船从世界各地运来的.因此当时的船运业已相当发达.这种罗马商船约长30米，宽9.1米.先造出坚固的龙骨，然后安装肋骨,再在肋骨上安装外层木板，用青铜钉并排固定.船尾甚高，可以消散尾随浪,船首相当低.全船重量大概是120吨，船底用铅包护，不致受蛀船虫侵蚀.只在船中部设置一根桅杆，上面悬挂方形横主帆，装有一种新的“卷帆”系统，可以像活动百叶窗那样从底部卷起或缩短帆.最重要的发明是装有一根长圆杆向前方斜伸过船首，它上面有一块小帆，称为“前帆”.这种船首装置有助于乘风行进，它转向的作用大于推进的作用，并且启发后人发明双桅帆船.但是，这种船最大的缺点是不能逆风行驶.公元866年，出现了可以逆风行驶的三角帆船.帆呈三角形，装置在一根长桁上，长桁斜悬在一根短桅上面.它可以在船的横位上做幅度大得多的转向，直到它和船本身的长轴形成一线为止.有人把它称作纵帆船.纵帆所具有的革命性在于它有较大的可加调整以适应风向的自由，这样的装置可使船在行驶时能逆风，航行时先向一方转，然后再向另一方转，像一条公路沿着山坡蜿蜒上升那样“之”字形逆风而上. 在13世纪左右的北欧，海盗横行海上，以抢劫商船为职业.他们造出了一种速度很快的以桨和帆为混合动力的船.最著名的是北欧“维京”海盗的长船.这是一种细长轻巧的双头船，船体用板材互相叠接成，升起的横帆是手织的，有一个舵，舵叶长而直，舵柄按直角装进舵头的槽里. 这种船可能灵活地利用风力，因而走得很快.1893年，人们完全依照戈克斯塔所造的一条船以28天的时间