《力的效果分解法和力的正交分解法》课件

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．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.【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

答案：A

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，无法判断答案：B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．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．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．

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答案：C解析：将题图甲、乙中的F沿水平方向和竖直方向正交分解，则三个物体对地面的压力分别为FN甲＝mg－Fsinθ，FN乙＝mg＋Fsinθ，FN丙＝mg，因它们均相对地面滑动，由Ff＝μFN知，Ff乙>Ff丙>Ff甲，故C正确．

3．比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动，可利用初速度为零的匀加速直线运动的几个重要推论，用比例法求解．

5．图像法应用v-t图像，可把较复杂的物理问题转变为较简单的数学问题解决，用图像定性分析问题，可避开繁杂的计算，快速求解．6．巧用推论Δx＝xn＋1－xn＝aT2解题在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差为一恒量，即xn＋1－xn＝aT2，对一般的匀变速直线运动问题，若出现连续相等的时间间隔问题，应优先考虑用Δx＝aT2求解．

二、运动图像的意义及应用(核心素养之物理观念——图像法)要学会识图．识图就是通过“看”图寻找规律及解题的突破口．为方便记忆，这里总结为六看：一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面”，五看“截距”，六看“特殊值”．(1)“轴”：横、纵轴所表示的物理量，特别要注意纵轴是位移x，还是速度v.(2)“线”；从线反映运动性质，如x-t图像为倾斜直线表示匀速运动，v-t图像为倾斜直线表示匀变速运动．(3)“斜率”：斜率往往代表某个物理量．x-t图像的斜率表示速度；v-t图像的斜率表示加速度．(4)“面”即“面积”：主要看横、纵轴物理量的乘积有无意义．如x-t图线与t轴所围图形的面积无意义，v-t图线与t轴所围图形的面积表示位移．(5)“截距”：初始条件，纵轴截距表示初始位置x0或初速度v0.(6)“特殊值”：主要看图线交点，如两物体的x-t图线的交点表示两物体相遇，两物体的v-t图线的交点表示两物体速度相等．例2(多选)近期，一段特殊的“飙车”视频红遍网络，视频中，一辆和谐号动车正和一辆复兴号动车在互相追赶．两车并排做直线运动，其运动情况如图乙所示，则(

)A．10s末和谐号的加速度比复兴号的大B．图乙中复兴号的最大速度为78m/sC．0到24s内，和谐号的平均速度大D．0到32s内，复兴号的平均速度大答案：BC

核心素养提升情境1交通情境——模型建构例3[酒驾]如图是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离表格，请根据表格计算：车速/(km·h－1)反应距离s/m刹车距离x/m停车距离L/m40101020601522.537.580A＝B＝C＝(1)如果驾驶员的反应时间一定，请在表格中填上A的数据；(2)如果路面情况相同，请在表格中填上B、C的数据；(3)如果路面情况相同，一名喝了酒的驾驶员发现前面50m处有一队学生正在横过马路，此时他的车速为72km/h，而他的反应时间比正常时慢了0.1s，请问他能在50m内停下来吗？

情境2体育运动情境——模型建构例42022年冬奥会在2月20日圆满闭幕．冰壶是冬奥会中最具有观赏性的项目之一．按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动．一个运动员以4m/s的速度投掷冰壶甲，冰壶甲做加速度大小为0.25m/s2的匀减速直线运动．另一个运动员也以4m/s的速度将冰壶乙投出，冰壶乙滑行4s后其队友开始在其滑行前方摩擦冰面直至冰壶停下，发现冰壶乙比甲多滑行4.5m，g取10m/s2，求：(1)冰壶甲能在冰面上滑行的距离；(2)冰壶乙在摩擦冰面后的加速度大小；(3)冰壶乙运动的平均速度．

[教你解决问题]模型建构建立冰壶甲、乙的运动模型——画出运动示意图：模型分析冰壶甲做初速度为v0＝4m/s，加速度大小为a1＝0.25m/s2的匀减速直线运动，最终速度减为零．冰壶乙先在t1＝4s内做匀减速直线运动，摩擦冰面后，做加速度大小为a2的匀减速运动直到速度减为零．

情境3避免相撞——科学推理、模型建构例5汽车正以10m/s的速度在平直的公路上前进，突然发现正前方有一辆自行车以4m/s的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为6m/s2的匀减速运动，汽车恰好不碰上自行车，求关闭油门时汽车离自行车多远？

例6强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36km/h的速度在平直路面上匀速行驶，货车在甲车前面．若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车，加速度大小为