教科版必修一 力的分解 教案.doc

适用学科高中物理适用年级高一适用区域人教版区域课时时长（分钟）2课时知识点1、力的分解是力的合成的逆运算。2、分力和力的分解的概念。 3、按力的实际作用效果来分解力。4、用作图法求分力，用直角三角形的知识计算分力。教学目标1、知道力的分解是力的合成的逆运算。2、理解分力和力的分解的概念。 3、初步学会按力的实际作用效果来分解力。4、初步学会用作图法求分力，初步学会用直角三角形的知识计算分力。5、初步学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。教学重点理解分力和力的分解的概念，利用平行四边形定则进行力的分解。教学难点按实际作用效果分解力。2018-2019学年教科版必修一 力的分解 教案教学过程一、导入力的概念是什么?力的作用效果是什么?力是物体间的相互作用力的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体发生形变提出问题：歌曲众人划桨开大船，从物理学的角度说，二个人划桨产生的力太小不能开大船，众人划桨产生的力合起来才能开动大船如果知道每个人划桨的力，怎样求合起来的力呢?学习了这一节课后我们就可以解决这个问题了二、知识讲解（一）考点解读1几种特殊情况的共点力分解类型作图合力的计算互相垂直ftan 两力等大，夹角f2f1cosf与f1夹角为两力等大且夹角120合力与分力等大（二）考点详析考点1 正交分解正交分解的方法和步骤 (1)定义：将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。 (2)建立坐标轴的原则：一般选共点力的作用点为原点，在静力学中，以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上)；在动力学中，以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系。(3)方法：物体受到多个力作用f1、f2、f3，求合力f时，可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解。x轴上的合力：fxfx1fx2fx3 y轴上的合力：fyfy1fy2fy3合力大小：f 合力方向：与x轴夹角为，则tan 。三 、例题精析例题1将力f分解成f1和f2，若已知f1的大小和f2与f的夹角(为锐角)，则错误的 ( )a. 当f1fsin时，无解b. 当f1=fsin时，一解c. 当ff1时，有一解d. 当f1fsin时，有两解【答案】d【解析】当时，根据平行四边形定则，如图，有两组解，若，只有一组解；当时，两分力和合力恰好构成三角形，有唯一解； 时，分力和合力不能构成三角形，无解，故d正确。【点睛】：本题关键是根据平行四边形定则作图分析，知道合力与分力是等效替代关系.例题2如图所示，加装“保护器”的飞机在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出。已知一根伞绳能承重2000n，伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为37，飞机的质量约为8吨。忽略其他因素，仅考虑当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于（）（图中只画出了2根伞绳，sin37=0.6,cos37=0.8）a. 25 b. 50 c. 75 d. 100【答案】b【解析】试题分析：飞机处于平衡时，伞绳的拉力的合力与飞机的重力大小相等，一根伞绳最大拉力的竖直分量为，所以需要的根数为，b对。【点睛】：共点力的平衡、力的合成与分解。例题3如图所示，用与竖直方向成角(45)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力为t1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时转过角固定，绳b的拉力变为t2；再转过角固定，绳b的拉力为t3，则 ( )a. t1t3t2 b. t1t2t3c. t1t3t2 d. 绳a的拉力减小【答案】ad【解析】试题分析：以小球为研究对象，分析受力，运用作图法比较拉力的大小，进行选择解：以小球为研究对象，分析受力：重力、a、b两绳的拉力t1、t2根据平衡平衡条件得知，t1和t2的合力方向竖直向上，大小与重力相等，保持不变，作出b绳在三个不同位置时，两个拉力的变化，如图，可图得到，t1=t3t2由图看出，绳a的拉力减小故ad正确故选ad。【点睛】：以小球为研究对象，分析受力，运用作图法比较拉力的大小，进行选择例题4迎泽大桥的引桥就是一个斜面。汽车上桥时，为了分析阻碍车辆前进和压桥面的效果，将其所受重力分解为平行桥面向下的分力f1 和垂直桥面向下的分力f2。以下论述正确的是a. f1 和f2 是汽车实际受到的两个力b. f1 和f2 是汽车重力的两个等效替代力c. f1 是物体对桥面的摩擦力，f2 是汽车对桥面的压力d. 若引桥变短，倾角増大，则f1 减小，f2 增大【答案】b【解析】a、和是汽车重力在两方向的分力，并不是汽车实际受到的两个力，故b正确，a错误；c、的方向沿斜面向下，产生使木块向下滑动的趋势，不是木块对斜面的压力；另外，是重力垂直于斜面向下的分力，也不是木块对斜面的压力，木块对斜面的压力是由于木块的形变而产生的，故c错误；d、斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题图，根据数学知识可知，若引桥变短，倾増大，则增大， 减小，故d错误。【点睛】：斜面上物体的重力，按效果分解为为平行于斜面使物体下滑的分力和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力，作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小。四 、课堂运用基础1、关于重力、弹力和摩擦力，下列说法正确的是（）a物体受到摩擦力时，一定受到弹力b两物体之间有弹力时，一定受到摩擦力c两物体相互接触时一定能产生弹力d滑动摩擦力的大小与物体所受的重力大小成正比【答案】a【解析】a、摩擦力产生的条件是：弹力、相对运动或相对运动趋势、表面粗糙，故a正确；b、由a选项分析，可知，两物体之间有弹力时，不一定受到摩擦力，故b错误；c、物体相互接触时且挤压，才一定产生弹力，故c错误；d、滑动摩擦力的大小与物体的压力大小成正比，并不是重力，故d错误2、风筝节上有一款“空中骑行”风筝，风筝在线的牵引下悬停在空中，示意图如图。则空气对风筝的作用力f的方向可能是（）abcd【答案】d【解析】由题意可知，风筝受到竖直向下的重力，沿着线的拉力，由于风筝处于平衡，即三力平衡，因此风筝受到风力方向与重力和拉力的合力，等值反向，故abc错误，d正确3、【题干】作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是2n，另一个力的大小是4n，它们合力的大小可能是（）a1nb3nc8nd12n【答案】b【解析】两力合成时，合力范围为：|f1f2|ff1+f2，所以2nf6n，故b正确，acd错误 巩固1、一质量均匀的钢管，一端支在水平地面上，另一端被竖直绳悬吊着（如图所示），则钢管受到几个力的作用（）a2b3c4d5【答案】b【解析】对钢管受力分析，受重力、细线的竖直向上拉力、地面竖直向上的支持力；地面对钢管没有静摩擦力，否则水平方向不能平衡。 2、【题干】两个大小分别是30n 和40n的共点力它们的合力大小可能是（）a5nb25nc100nd120n【答案】b【解析】当夹角为零时合力最大，最大值为30n+40n=70n；当夹角180时合力最小，最小值为40n30n=10n；故合力介于10n至70n之间，故b正确，acd错误3、【题干】如图所示，在“探究求合力的方法”的实验中，两弹簧测力计将橡皮条拉伸到0点，它们示数分别为f1和f2按下来用一只弹簧测力计拉橡皮条时（）a将橡皮条拉伸到o点b拉力大小等于f1f2c拉力大小等于f1+f2d沿f1和f2角平分线方向【答案】a【解析】本实验中要求效果相同，所以用一只弹簧测力计拉橡皮条时，应将橡皮条拉伸到o点，从而保证效果相同，拉力大小并不一定与开始时两弹簧的和或差相等，同时拉力方向并不与f1和f2角平分线方向，故a正确bcd错误 拔高【2016全国新课标卷】一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为： （ ）abcd【答案】a【解析】设初速度为，末速度为，根据题意可得，解得，根据，可得，解得，代入可得，故a正确。2、【题干】在“探究求合力的方法”实验中，把橡皮条一端固定于p点，另一端（自由端）通过细绳套连接两只弹簧测力计a、b，并将该端拉至o点，如图所示。下列操作中错误的是（）a读数时，视线要垂直于弹簧测力计的刻度板b平行于木板拉弹簧测力计，且示数不能超过最大刻度c改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，自由端仍要拉到o点d保持弹簧测力计b的位置不变，改变弹簧测力计a的位置，重复实验【答案】d【解析】a、为了防止读数误差，读数时，视线要垂直于弹簧测力计的刻度板，故a正确；b、拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行；并且示数不能超过最大刻度，故b正确； c、为了保证效果相同，改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，自由端仍要拉到o点，故c正确；d、实验中不需要保证b测力计的位置不变，只需要让结点达到o点即可，故d错误3、【题干】体育课上某同学做引体向上。他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颌超过单杠（身体无摆动）；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上。下列说法正确的是（）a在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力b在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力c若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力变大d若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力不变【答案】c【解析】ab、在上升或下降过程中，由于身体的运动性质不确定，因此无法确定，单杠对人的作用力与人的重力大小关系，故ab错误；cd、依据力的合成法则，当增大两手间的距离，即增大两拉力的夹角，因拉力的合力不变，则有拉力大小增大，故c正确，d错误 课堂小结合力：一个物体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力.力的合成：求几个力的合力叫做力的分解.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力f1和f2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力f的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则.共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力.平行四边形定则的具体应用方法有两种：图解法，计算法合力大小的范围：运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力f1和f2之间的夹角由0180变化，可以得到（1）合力f随的增大而减小.（2）当=0时，f有最大值fmax= f1+ f2，当=180时，f有最小值fmin= f1- f2（3）合力f既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.一般地 | f1-f2| f f1+ f2课后作业基础1、如图所示，丘陵地带输电线路的电线杆常常要拖着电线翻山越岭，图中a、c为一根输电线的两端，b为输电线的最低点，设输电线为粗细均匀的均质导线，由于导线自身的重力的作用可能使导线在某点断开，则以下说法正确的是（）a最易断裂点在a点b最易断裂点在b点c最易断裂点在c点d最易断裂点不在a、b、c点【答案】c【解析】以ac间电线为研究对象，作出力图如图所示。由题可知，可见，fcfa，c点对电线的拉力大于a点对电线的拉力，则c点比a点更容易中被拉断。故选：c。2、帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力。下列图中能使帆船获得前进动力的是（）abcd【答案】d【解析】a、风给帆的作用力沿着风向，而风给帆的弹力垂直于帆，因此船是向后退的，故a错误；b、同理，船也是向后退的，故b错误；c、船仍是向后退的，故c错误；d、风给帆的作用力沿着风向，而风给帆的弹力垂直于帆，因此船是向前进的，故d正确3、冰壶是冬奥会正式比赛项目，如图所示，冰壶被运动员推出后在冰面上滑行，此时冰壶受到的作用力有（）a重力、支持力b重力、支持力和推力c重力、支持力和阻力d重力、支持力、推力和阻力【答案】c【解析】冰壶被推出后不再受推力，竖直方向重力与支持力平衡，水平方向受到空气阻力与冰面的阻力，没有推力可言，故c正确，abd错误巩固1、如图，双面磁性玻璃擦给玻璃的外层清洁带来便利。在某次清洁竖直玻璃窗过程的休息时段，主动擦与从动擦保持正对静止，则从动擦（）a共受4个力作用b所受合力不可能为零c所受摩擦力可能大于重力d所受弹力的施力体是主动擦【答案】a 【解析】a、从动擦受到重力、主动擦对从动擦的吸引力、玻璃的支持力和玻璃的摩擦力，共受到4个力的作用。故a正确；b、由题意，在某次清洁竖直玻璃窗过程的休息时段，从动擦处于静止状态，所以从动擦受到的合外力等于0故b错误；c、从动擦受到的合外力等于0，所以在竖直方向上，从动擦受到的摩擦力与重力大小相等，方向相反。故c错误；d、从动擦受到的弹力是玻璃对从动擦的弹力，施力体玻璃。故d错误。2、如图所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是（）abcd【答案】a【解析】壁虎匀速直线运动对壁虎进行受力分析：可知f与mg大小相等，方向相反3、有三只豹子在抢食一猎物，三只豹子沿水平方向用大小分别为300n、400n和500n的力拖动猎物若豹子的方位不确定，则这三个力的合力的最小值和最大值分别为（）ao 1200nb100n 1200nc200n 1000nd400n 1000n【答案】a【解析】300n、400n和500n方向相同的时候，合力最大为1200n，300n、400n的合力的范围是100nf700n，所以当300n、400n的合力为500 n的时候，与第三个力大小相等方向相反，此时的合力最小为0，故a正确，bcd错误拔高1、2018年初，浙江气温低，冰冻现象严重。一小猫在爬一结冰的小山坡时，虽拼命攀爬，但由于打滑，其相对地面的位置没有发生变化，则在这一过程中，小猫受到的力有（）a重力、支持力、静摩擦力b重力、支持力、滑动摩擦力c重力、支持力、攀爬力、静摩擦力d重力、支持力、攀爬力、滑动摩擦力【答案】b【解析】小猫爬的时候，受重力和山坡的支持力；由于打滑，故受到的是滑动摩擦力，故acd错误，b正确2、如图，在一段平坦的地面上等间距分布着一排等高的输电线杆，挂在线杆上的电线粗细均匀且呈对称性。由于热胀冷缩，冬季两相邻线杆之间的导线长度会有所减少。对b线杆及两侧的电线，冬季与夏季相比（）a电线最高点处的张力变小b电线最低处的张力不变c线杆对地面的压力变小d