力的分解
陕西省石油化工学校教师授课教案系部：基础部任课教师：李西柳
力的分解方法
力的分解方法 Prepared on 22 November 2020
力的分解方法 课前预习 1．按力的实际效果分解 按力的实际效果求分力的方法：先根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向，再根据两个实际分力的方向画出平行四边形，并由平行四边形定则求出两个分力的大小． 2．按问题的需要进行分解 (1)已知合力的大小和方向以及两个分力的方向，可以 唯一地作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解 是唯一的． (2)已知合力和一个分力的大小与方向，力F的分解也是唯一 的． 图3 (3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F进 行分解，则有三种可能(F1与F的夹角为θ)．如图3所示： ①F2 m m 思维突破把力按实际效果分解的一般思路： 跟踪训练1如图5所示，α＝30°，装置的重力和摩擦力 均不计， 若用F＝100 N的水平推力使滑块B保持静止，则工件 受到的向 上的弹力多大 图5 例2F1、F2是力F的两个分力．若F＝10 N，则下列不可能是F的两个分力的是() A．F1＝10 N，F2＝10 N B．F1＝20 N，F2＝20 N C．F1＝2 N，F2＝6 N D．F1＝20 N，F2＝30 N 跟踪训练2关于一个力的分解，下列说法正确的是 () A．已知两个分力的方向，有唯一解 B．已知两个分力的大小，有唯一解 C．已知一个分力的大小和方向，有唯一解 D．已知一个分力的大小和另一个分力方向，有唯一解 力的分解方法 力的分解是高中物理的一个核心思想。虽然不会有题目考察力的分解的概念，但是基本上所有题都需要用到力的来分析的思想。力的分解通常有两种方式，一是按力的作用效果分解，另一种是正交分解。这两种方式适用的场景不同，选取当前场景中合适的方法会有效简化我们的解题过程。下面我来介绍一下这两种方法分别适合什么场景。 按力的作用效果分解 举个例子，如下图 物体静止在斜面上。斜面上的物体受重力摩擦力支持力。重力的作用效果有两个，一个是把物体压在斜面上（即Gcosθ），另一个是把物体往斜面下拽（即Gsinθ）。因此我们可以把重力分解成这两个力，这就是按力的作用效果分解的意思。 如果题目中力的实际作用效果的方向上很容易找到平衡力，那就用按力的作用效果分解。比如上面的例子，我们很容易看出，重力沿斜面方向的分力可以和摩擦力平衡，重力垂直于斜面的分力和支持力平衡，因此我们按力的作用效果分解很容易写出以下两个方程式：N+Gcosθ=0 F+Gsinθ=0 正交分解 如下图： 正交分解是指不考虑力的实际作用效果，统一将所有力分解成水平方向（x）和竖直方向（y）两个分力。 如果题目中力的实际作用效果不明显，或者物体受的力较多，那推荐用正交分解法。将每个力都分解成水平和竖直方向，然后每个方向上的所有分力加加减减，最终可以把这些力统一转化为水平方向和竖直方向上的两个力，这样虽然每个力都要分解，过程多了一些，但是我们的思路是很清晰的。 总结 其实我们做力的分解的目的是为了列出平衡力方程式。以上两种方法没有优劣之分，可能在某些场景下按力的作用效果分解更容易列出平衡力方程式，而在另一些场景下正交分解更加有效。大家还是需要多做题，多思考，做的题目足够多了自然会养成题感，会很快选出当前最适合的方法。 力的合成与分解 【学习目标】 1.知道合力与分力的概念 2.知道平行四边形定则是解决矢量问题的方法，学会作图，并能把握几种特殊情形 3.知道共点力，知道平行四边形定则只适用于共点力 4.理解力的分解和分力的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算 5.会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力 6.能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的【要点梳理】 要点一、力的合成 要点诠释： 1.合力与分力 ①定义：一个力产生的效果跟几个力的共同作用产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，那几个力叫做分力。 ②合力与分力的关系。 a.合力与分力是一种等效替代的关系，即分力与合力虽然不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是分力和合力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用与合力的作用。 b.两个力的作用效果可以用一个力替代，进一步想，满足一定条件的多个力的作用效果也可由一个力来替代。 2.力的合成 ①定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成。 ②说明：力的合成的实质是找一个力去替代作用在物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果的方法。 3.平行四边形定则 ①内容：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。 说明：平行四边形定则是矢量运算的基本法则。 ②应用平行四边形定则求合力的三点注意 a.力的标度要适当； b.虚线、实线要分清，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，并加上箭头，平行四边形的另两条边画虚线； c.求合力时既要求出合力的大小，还要求出合力的方向，不要忘了用量角器量出合力与某一分力间的夹角。 要点二、共点力 要点诠释： 1.共点力：一个物体受到两个或更多个力的作用，若它们的作用线交于一点或作用线的延长线交于一点，这一组力就是共点力。 2.多个力合成的方法： 如果有两个以上共点力作用在物体上，我们也可以应用平行四边形定则求出它们的合力：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 说明： ①平行四边形定则只适用于共点力的合成，对非共点力的合成不适用。 ②今后我们所研究的问题，凡是涉及力的运算的题目，都是关于共点力方向的问题。 3.合力与分力的大小关系： 由平行四边形可知：F i、F2夹角变化时，合力F的大小和方向也发生变化。 (1)合力F 的范围：| F1-F2 |< FWF 1+F2。 ①两分力同向时，合力F最大，F=F1+F2。 ②两分力反向时，合力F最小，F= | F1-F2丨。 ③两分力有一夹角0时，如图甲所示，在平行四边形OABC中，将F2平移到F i末端，则F i、F2、F围成一个闭合三角形。如图乙所示， 由三角形知识可知；| F1-F2 | < Fv F1+F2。 xxxXXXXX 学校XXXX 年学年度第二学期第二次月考 XXX 年级xx 班级 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 一、计算题 （每空？ 分，共？ 分） 1、将一个水平向右的F =100N 的力分解为两个分力F 1、F 2。 （1）若已知分力 F 1的方向如左图所示，大小恰好也等于100N ，求另一个分力F 2的大小和方向，并画出力的分解的示意图； （2）若分力F 1方向不变，但大小未知，如右图所示，求分力F 2的最小值，并画出力的分解的示意图。 2、电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力，但不能到绳的自由端去直接测量．某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相距为L 的两根固定支柱A 、B (图中小圆圈表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置，在A 、B 的中点用一可动支柱C 向上推动金属绳，使绳在垂直于A 、B 的方向竖直向上发生一个偏移量 d (d ?L )，这时仪器测得金属绳对支柱C 竖直向下的作用力为F . (1)试用L 、d 、F 表示这时金属绳中的张力F T ； (2)如果偏移量d ＝10 mm ，作用力F ＝400 N ，L ＝250 mm ，计算金属绳张力的大小． 3、如图6－11所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？ 4、 图6－13 如图6－13所示，某同学在地面上拉着一个质量为m＝30 kg的箱子匀速前进，已知箱子与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，拉力F1与水平面的夹角为θ＝45°，g＝10 m/s2.求： (1)绳子的拉力F1为多少？ (2)该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进？如果能，请求出拉力的最小值；若不能，请说明理由． 5、为了将陷入泥泞里的汽车拉出来，驾驶员常按图（a）所示办法用钢索和大树相连并拉紧钢索，然后在钢索的中央用垂直于钢索的侧向力F拉钢索，从而使汽车移动。图（b）是某时刻的俯视图，力F大小为400N，钢索的中点被拉过0.4m，钢索总长L=16m。问： （1）汽车在图（b）所示时刻受到的拉力大小为多少？ （2）如果力F恒定不变，且钢索的伸长忽略不计，那么，从图（a）所示时刻拉至图（b）所示时刻，汽车受到的拉 力大小如何变化？为什么？ 6、如图所示为一攀崖运动员，正在 竖直崖壁上攀登，由于身背很重的行 《力的分解》教学反思 凯里三中物理组：谢江湖 备课总体思路： 力学部分是整个物理教学中的中心环节，也是学好物理知识的关键部分。而本节《力的分解》在力学部分中占据非常重要的地位，而且对于刚刚升上高一的学生来说本节确实是一大难点，如何突破难点掌握这一重要章节，将是本节公开课的首要目的所在。由于高一实行新课改，根据课改精神，本节课我尝试着采用了“指导——探究式”教学模式。 在整个教学过程中，我层层创设情景来不断引导学生学习，使教学模式从传统的重结论转变为重过程、重事实。教学目标从传统的传授知识转变为发展学生的观察、实验、分析以及解决问题的能力，而我自己在课堂中只起设置情景、主持、激励和归纳总结的作用，使学生真正成为学习的主人。 一、备教材 引入新课：[互动游戏]让两名男同学上台拉着绳子的两端站在一边，让一名女生上台拉着绳子的中间用力拉两名男生，发现拉不动，然后教师指导让两名男生站在两端用力拉，再让小个子女同学在绳子中间用力一拉，两名男生都被拉动了。一名女生能拉动两名男生，这是怎么回事呢？ 教师：同学们想知道为何会出现这种现象吗？待我们认真学完本章的第二节——力的分解之后你们就可以自己揭开这个谜了。这样引入新课，极大地引起了学生学习的兴趣。 进行新课： [演示实验]：用一根细线提钩码和用两根细线提钩码到同一高度。 教师：这个实验说明了什么？ 学生：两个力共同作用的效果与一个力的作用效果相同。 教师总结：1、几个力共同作用的效果如果跟原来一个力产生的效果相同，那么 这几个力就叫做原来那几个力的分力。合力与分力是等效替代的关系。 2、已知分力求合力叫力的合成，已知合力求分力叫力的分解，所以力的分解 是力的合成的逆运算． 3、力的合成遵循平行四边形定则，所以力的分解也遵循平行四边形定则。 （与力的合成比较引出力的分解的概念，培养学生说理的逻辑性） 我们知道不论有多少个共点力都可以用一个合力来等效替代，换句话说也 就是：力的合成是唯一的。那么力的分解是否也是唯一的呢？ 学生思考：若给定一个力（大小、方向），将这个力分解为两个分力，你能分解 得到几对分力？ 教师总结：如果没有其他条件限制时，对于同一条对角线可以作出无数个不同的平行四边形。所以无条件限制时力的分解不唯一。 教师设问：在具体情况中如何进行力的分解呢？ 二、备教法：启发、引导、亲身体验游戏 实验探究：通过图片展示拉箱子、儿童滑梯、叉腰下压肘部以及课本上的探究 实验的图片：要求学生3人一组利用桌面上的器材进行探究，并把结果填在学案 上。实验探究结束之后，请得出结论的同学介绍一下他们分别体会到不同情况下 力产生的作用效果。 [演示实验]：教师根据学生的实验结果作简单的实验进行验证。 1、用台秤演示斜向上拉钩码的拉力作用效果实验。 2、用台秤演示钩码在斜面上重力作用效果实验。 展示图片：学生解释引桥和盘山公路的原理。 3、自制教具演示课本的迷你实验。 教师提问：一个具体的力能随便分吗？应该怎样分？ 学生总结：力按实际作用效果来分解。 教师和学生一起总结力的分解的一般步骤。 练一练：（见学案） 正交分解法：学生观察刚才所作的几组力的分解图，总结分力间的夹角有何特点引入正交分解概念。 学生实验探究：在合力不变的情况下，分力大小与分力间夹角的关系，从而要求学生 力的合成和分解的方法归纳 一．力的分解的多解性 例1.把一个已知力F 分解，要求其中一个分力F 1跟F 成30度角，而大小未知，另一个分力F 2= 33F ，但方向未知，则F 1的大小可能是（ ） A. 33F B. 23F C.3F D. 3 32 F 例2.将一个20N 的力进行分解，其中一个分力的方向与这个力成30度角，则另一个分力的大小不会小 于多少？ 例3.如图，一物块受一恒力F 作用，现要使该物块沿直线AB 运动，应该再加上另一个力作，则加上去 的这个力的最小值为多少？ 例4.如图，力F 作用于物体的O 点，现要使作用在物体上的合力沿OO 1方向，需再作用一个 力F 1，则F 1的大小可能为（ ） A. F 1=Fsin α B. F 1=Ftan α C. F 1=F D. F 1= 第五节力的分解 【目标要求】 1．知识与技能 理解力的分解和分力的概念，会用三角形定则求力的分解，熟练掌握物体的受力分析，能够根据力的作用效果进行分解. 2．过程与方法 体会合成与分解的互逆性和所遵从的法则，掌握力的分解的矢量方法. 3．情感、态度和价值观 培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度 【巩固教材－稳扎稳打】 1．将一个力F分解为两个不为零的力，下列哪种分解方法是可能的() A．分力之一垂直F B．两个分力的大小与F的大小相同 C．一个分力的大小与F的大小相同 D．一个分力与F相同 2．如图3-14所示，光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2 两个力,下列说法正确的是() A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜 面的压力 B．物体受到mg、F N、F1、F2四个力作用 C．物体只受重力mg和弹力F作用 图3-14 D．F N、F1、F2三力的作用效果与mg、F两力的作用效果不 同 3．将一个力F分解为两个力F1、F2，那么下列说法正确的是() A．F是物体实际受到的力 B．F1、F2不是物体实际受到的力 C．物体同时受到F、F1、F2三个力的作用 D．F1、F2共同作用的效果与F相同 4.对于力的下述说法中正确的是() A．运动物体受到的摩擦力一定与它们的运动方向相反 B ．合力必定大于分力 C ．物体间有摩擦力时,一定有弹力，且摩擦力和弹力的方向一定垂直 D ．静止在斜面上的物体受到的重力，可以分解为使物体沿斜面下滑的力和对斜面的压力 【重难突破－重拳出击】 1．一个物体，放在水平面上对物体施加一个倾角为30°斜向上的 力,如图3-15所示，当这个力从零开始增加时，物体所受的摩 擦力将() A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先逐渐增大，后又减小 D ．先逐渐减小，后又增大 2．已知力F 分解为两个不为零的力，下列情况具有唯一解的是() A ．已知两个分力的方向，并且不在同一直线上 B ．已知一个分力大小和方向 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．将一个有确定方向的力F=10N 分解为两个分力，已知一个分力有确定的方向，与F 成30 0角，另一个分力的大小为6N ，则在分解时() A ．有无数组解B.有两组解C.有唯一解D.无解 4．将一个5N 的力分解为两个分力，分力的大小可以是() A ．都是5N B ．分别是1000N 和996N C ．其中一个分力可以是5?104NC ．其中一个分力可以是0.1N 5．用两根细绳把一支荧光灯悬挂起来，在图3-16中，哪一种情况悬绳中张力最小() 6．如图3-17所示，物体静止于光滑的水平面上，力F 作用于物体O 点，现要使合力沿着OO '方向，那么必须同时加一个力F '，这个力 的最小值是() A ．F θcos B ．F θsin C ．F D ．F θcot 7．把一个已知力F 分解，要求其中一个分力F 1跟F 成300角。而大 小未知；另一个分力F 2=33F ，但方向未知，则F 1的大小可能是() A ．33FB ．23FC ．3FD ．3 32 F 8．如图3-18所示，重物的质量为m ，轻细绳AO 和BO 的A 、 B 端是固定的，平衡时AO 水平，BO 与水平面的夹角为θ， AO 的拉力F 1和BO 的拉力F 2的大小是() 图3-15 图3-16 图3-18 图3-17 力的分解基本知识点与练习题 基本知识点 一、分力的概念 1、几个力，如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同， 则这几个力就叫做那个力的分力(那个力就叫做这几个力的合力)。 2、分力与合力是等效替代关系，其相同之处是作用效果相同；不同之处是不能 同时出现，在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。 二、力的分解 1、力的分解的概念：求一个已知力的分力叫做力的分解。 2、力的分解是力的合成的逆运算。同样遵守力的平行四边形定则：如果把已知力 F作为平行四边形的对角线，那么，与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2。 3、力的分解的特点是：同一个力，若没有其他限制，可以分解为无数对大小、方 向不同的力(因为对于同一条对角线．可以作出无数个不同的平行四边形)，通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。 4、按力的效果分解力F的一般方法步骤： (1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果 (2)根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向； (3)根据两个分力的方向画出平行四边形； (4)根据平行四边形定则，利用学过的几何知识求两个分力的大小。也可根据数学 知识用计算法。 三、对一个已知力进行分解的几种常见的情况和力的分解的定解问题 将一个力F分解为两个分力，根据力的平行四边形法则，是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形。这说明两个力的合力可唯一确定，一个力的两个分力不是唯一的。要确定一个力的两个分力，一定有定解条件。 假设合力F一定 1、当俩个分力F1已知，求另一个分力F2，如图 F2有唯一解。 2、当俩个分力F 1, F2的方向已知，求这俩个力，如图F1， F2有 唯一解 3、当俩个分力F1, F2的大小已知，求解这俩个力。 A、当F1F2一组解。 B、F1F2，无解。 C、F1F2，俩个解。 4、当一个分力的方向已知，另一个大小未知。 ①2sinθ，无解。②2sinθ，一个解。 ③2sinFθ，一组解。④2sinθ，一组解 ⑤2sinθ为问题的临界条件。 力的分解计算方法举例 一、三角函数法 例1：如图所示，用光滑斜劈ABC 将一木块挤压两墙之间， 斜劈AB=2cm ，BC=8cm ，F=200N ，斜劈AC 对木块压力大小为____N ， BC 对墙壁的压力为_____N 。 解析：先根据力F 对斜劈产生的作用效果，将力F 分解为 垂直AC 方向和垂直BC 方向的两个分力，然后由力矢量关系及 几何关系确定两个分力的大小。 选斜劈为研究对象，将F 进行分解如图所示，可以得出： 点评：三角函数法适用于矢量三角形是一 个直角三角形的情况，且已知合力的大小及其中 一个分力的方向。 二、相似三角形法 例2：两根等长的轻绳，下端结于一点挂一质量为m 的物体，上端固定在天花板上相距为S 的两点上，已知两绳能承受的最大拉力均为T ，则每根绳长度不得短于多少？ 解析：因为天花板水平，两绳又等长，所以受力相等。又因MN 两点距离为S 固定，所以绳子越短，两绳张角越大，当合力一定时，绳的张力越大。设绳子张力为T 时，长度为L ，受力分析如右图所示。在左图中过O 点作MN 的垂线，垂足为P ，由三角形相似，对应边成比例得： ， 解得： 例3：图1是压榨机的示意图，图中AB 、AC 是用铰链连接的两个等长的不计重力的轻杆，B 是固定的铰链，C 是有铰链的滑块，（C 的重力不计）。当在A 处加一个水平推力F 后，会使C 压紧被压榨的物体D ，物体D 受到的压力N 和推 力F 的大小之比N/F 为（ ） A. 1 B. 3 C. 5 D. 7 解析：1.根据力F 作用于A 点所产生的效果将F 沿 AB 、AC 进行分解，组成一个力的平行四边形，如图2所 示；2.Fc 是杆对物块C 斜向下的压力，将Fc 分别沿Y 和X 方向分解，如图3所示，其中Ny 就是物块C 对物块 D 的压力（大小），所以本题要用到对力的两次分解； 3.由图可知，力的矢量图和压榨机的杆组成相似三角形， 所以我们可以根据相似三角形对应 力的分解教案《力的分解》教学设计 一、课标要求 通过观察与体验认识力的作用效果，学会根据力的作用效果对力进行分解，会用力的分解分析解决生活中的实际问题。 二、教学分析 1．在教材中的地位和作用 在学此节内容之前学生已经学习了力的概念、力的表示及分类、力学中的三种力、力的合成。 力的分解是等效思想的具体应用，等效思想是物理学重要的思想方法之一，学习力的合成时学生已有所了解，本节教学要注意让学生进一步了解和运用等效思想。 矢量是完全不同于标量的一类物理量，它的运算遵循平行四边形定则。通过力的合成与分解掌握力的平行四边形定则，为位移、速度、加速度、电场强度、磁感应强度等矢量的学习、为牛顿定律乃至整个高中物理的学习奠定了基础。 应用数学知识解决物理问题的能力是高中物理要求的五种基本能力之一，本节内容要求学生要会运用平行四边形、直角三角形、菱形等数学知识计算分力的大小，因此教学中要有意识的培养学生的知识迁移能力。 综上所述，本节内容是本章的重点也是难点，也是整个高中物理的基础之一。 2．学生情况分析 学生通过前几节的学习已经对力的基本概念和表示方法、力学中 常见的三种力、合力与分力的等效替代关系有了一定的认识，形成了一定的认知结构，并通过力的合成方法认识了力的平行四边形定则，初步学会了应用几何知识解决力学问题，为本节课的学习奠定了基础。 三、设计思想 1．课时安排 考虑到学生的认知基础及本节内容的重要性和认知难度，笔者将 本节内容分两课时处理，把“根据力的作用效果分解力”作为该节的第一课时内容。 2．两类知识及教学策略 按照现代认知派关于知识的分类，笔者将本课时的新授知识和需 要用到的原有知识分类如下： 陈述性知识： 力的作用效果──改变物体的运动状态，使物体发生形变。 力的平行四边形定则。 力的分解的概念──已知合力求分力。 其中力的分解的概念是新授课的陈述性知识。 对于陈述性知识，笔者采用的教学策略主要是： 程序性知识： 根据力的作用效果和平行四边形定则作图的方法。 应用几何知识计算分力。 应用力的分解方法分析实际问题。 高中物理必修一力的合成和分解 一、学习目标： 1. 理解合力、分力、力的合成和分解。 2. 掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会进行力的合成和分解。 3. 会进行受力分析，会用正交分解法求解力的平衡问题。 二、重点、难点： 重点： 1. 理解什么是等效替代法。 2. 熟练掌握平行四边形定则的应用。 3. 会根据力的效果对其进行分解并利用三角形关系求解分力或合力。 4. 会利用正交分解法求解力的平衡问题。 难点： 1.“平行四边形定则”的理解和应用。 2. 按照力的实际效果分解力。 3. 正交分解方法的应用。 三、考点分析： 本节内容是力学的基础内容，对本节课内容的考查常和物体的平衡，牛顿运动定律及运 1、合力与分力 （1）合力与分力的概念：一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。 （2）合力与分力的关系： ①合力与分力之间是一种等效替代的关系。一个物体同时受到几个 力的作用时，如果用另一个力来代替这几个力而作用效果不变，这个力 就叫那几个力的合力，但必须要明确合力是虚设的等效力，并非是真实 存在的力。合力没有性质可言，也找不到施力物体，合力与它的几个分 力可以等效替代，但不能共存，否则就添加了力。 ②一个力可以有多个分力，即一个力的作用效果可以与多个力的作 用效果相同。当然，多个力的作用效果也可以用一个力来代替。 2、共点力 （1）概念：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，则这几个力叫共点力。 （2）一个具体的物体，所受的各个力的作用点并非完全在同一个点上，若这个物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，我们就认为物体所受到的力就是共点力。如图甲所示，我们可以认为拉力F 、摩擦力F f 及支持力F N 都与重力G 作用于同一点O 。又如图乙所示， 力的分解常用方法 总结：“一情况，两方法，三模型”： 力的分解中的几种情况；矢量三角形法解最值问题、矢量三角形与几何三角形相似法解相似类问题；刀劈模型、铰链模型、斜面上的变力模型。 第一堂课： 1、力的分解中具有确定解的几种情况 2、力的三角形与几何三角形相似解题 第二堂课： 3、模型：刀劈、铰链、斜面变力 4、正弦定理和余弦定理 第三堂课： 5、分解方法：①直接分解（为分解而分解）；②正交分解（为合成而分解） 经验： 1、结合圆的位置关系，边讲解边在黑板上画力的矢量图。 前提：根据平行四边形定则，只要三力能构成一个封闭的三角形，就说明其中一个力是另外两个的合力。（结合位移的合成去讲解：全过程的位移等于从出发点指向终点的一条有向线段。） 板书： 2、黑板上作图，告知同学们力可以平行移动。这是平行四边形或三角形定则的数学基础。 3、刀劈：这里展示给大家的是锐利无比的匕首，想当年荆轲同学提着这一班匕首进入不测之强秦，以报燕太子丹的知遇之恩。只管剑术不精，空留风萧萧兮易水寒。好，说起此事，不得不提燕太子丹确实是有些愚钝。想当年荆轲出使秦国之前，燕太子丹为了鼓励荆轲，给他看了一出宫廷歌舞表演，之后荆轲就看中了一个歌舞伎。但是他不好意思说，于是他就说了一句比较隐晦的话：“但爱其手！”但，在这里就是“只”的意思。也就是说只爱她的手。好么，那燕太子丹一听，就喜欢她的手，把歌舞伎的手切下来就送给了荆轲。你想想荆轲抱着这只手心里面是何等感受？啊，所以燕太子丹就割裂了部分和整体的关系。 那么为什么锋利的刀刃一定要足够薄呢？有同学说可能是压强的问题，相同 的压力，接触面积越小，压强越大。那除此之外，还有没有其他原因呢？我们来 力的分解方法 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998 力的分解方法 课前预习 1．按力的实际效果分解 按力的实际效果求分力的方法：先根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向，再根据两个实际分力的方向画出平行四边形，并由平行四边形定则求出两个分力的大小． 2．按问题的需要进行分解 (1)已知合力的大小和方向以及两个分力的方向，可以 唯一地作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解 是唯一的． (2)已知合力和一个分力的大小与方向，力F的分解也是唯一 的． 图3 (3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F进 行分解，则有三种可能(F1与F的夹角为θ)．如图3所示： ①F2 m m 思维突破把力按实际效果分解的一般思路： 跟踪训练1如图5所示，α＝30°，装置的重力和摩擦力 均不计， 若用F＝100 N的水平推力使滑块B保持静止，则工件 受到的向 上的弹力多大 图5 例2F1、F2是力F的两个分力．若F＝10 N，则下列不可能是F的两个分力的是() A．F1＝10 N，F2＝10 N B．F1＝20 N，F2＝20 N C．F1＝2 N，F2＝6 N D．F1＝20 N，F2＝30 N 跟踪训练2关于一个力的分解，下列说法正确的是 () A．已知两个分力的方向，有唯一解 B．已知两个分力的大小，有唯一解 C．已知一个分力的大小和方向，有唯一解 D．已知一个分力的大小和另一个分力方向，有唯一解 2.6力的分解 教学目标： （一）知识与技能 1、使学生在力的合成的知识基础上，正确理解分力的概念，理解力的分解的含义。 2．掌握将一个已知力分解为两个互成角度分力的方法。重点掌握根据力的实际作用效果确定分力方向的原则。 3、会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。 （二）过程与方法 1、实验激发兴趣，引入新课；概念规律领会；练习过度到探究；实验分析、形成结论；学以致用。 2、分力概念、分解法则类比法；现学现用图解法；作用效果实验探究法、分析归纳法。（三）情感、态度与价值观 1、通过分析日常现象，培养学生探究周围事物的习惯。 2、在学习力的分解过程中，培养学生观察能力、分析能力和概括能力。 3、培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。 教学重点 1、会用平行四边形定则求分力。 2、会分析日常生活中与力的分解相关的问题。着重让学生体验力的作用效果。 教学难点 1、确定力的实际作用效果进行力的分解。 教学方法: 分析日常现象，提出问题，引导探究，实践体验，讨论交流，用物理语言描述出力的分解。讲授法、实验法、类比法、对比法。 教学用具： 重物，称，细线，轻杆，皮筋，斧头，多媒体。 教学过程： 一、引入课题 用一根细线可以把物体提起来，也可以用两根相同的细线来代替原来的一根细线把物体提起来，那么，在哪种情况中细线容易断裂？ [演示] 用一根细线拴在大木块的钉子上将木块提起，然后换用另一根相同细线对折后拴在这个木块的钉子上，用两只手各提一根线把木块提起，并使两手逐渐分开，直至线断。 [讲解] 按常理推断，似乎用一根线比用相同的两根线提重物更容易断。但实验表明，在一定条件下，用两根线提重物时线更容易断。怎样解释这一现象呢？用已有的知识显然是不便解决的，这就需要我们学习新知识——力的分解（板书标题2.6 力的分解）。 二、新课教学 （一）通过演示、推理建立分力的概念 [观察与分析]橡皮筋中部固定在重物上，用手向上拉橡笔筋，一次拉一根，一次拉两根。 力的分解典型例题五种解法 力的分解的解题思路: 力的分解问题的关键是根据力的作用效果,画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题,因此其解题基本可表示为思路 例题: 如图所示,物体的重力G=100N,试求绳AB,BC 所受力的大小. C G=100N （ 如图一 ） C G=100N （图二） 方法1: 力的分解 （ 如图一 ） F AB =F 2=G/tg53。=100N ×3/4 = 75N F BC =F 1=G/sin53。= 100N × 5/4 = 125N 方法二: 力的合成 （三个力作用下物体处于平衡状态如图二） F BC =F 1=G/ sin 53。= 100N × 5/4=125N F AB =F 合=G/tg53。 = 100N × 3/4=75N 方法三: 力的合成 （如图三） G=100N （图三） C G=100N （图四） C 轴 G=100N 演变：如果绳子AB,BC 承受的最大拉力一样，在不断增加重物的质量的情 况下，哪一根绳子先断。 最新文件 仅供参考 已改成word 文本 。 方便更改 F 合=G=100N F BC = F 合/ sin 53。= 100N × 5/4 = 125N F AB =F 合/tg53。= 100N × 3/4 = 75N 方法四: 力的合成（如图四） F 合 = F BC （平衡力） F AB = G/tg53。= 100N × 3/4 = 75N F BC = F 合=G/ sin 53。= 100N × 5/4 = 125N 方法5: 力的合成（如图五） 以B 点为坐标原点建立直角坐标系。 由于F BC 不在坐标轴把它分解到X 轴和Y 轴分别是 F BCX ， F BCY 在X 轴F BCX = F AB 在Y 轴 F BCY= G=100N F BC = F BCY / sin 53。= 100N × 5/4 = 125N F AB = F BCX /tg53。= 100N × 3/4 = 75N 《力的分解》教学设计 教材分析： 力的分解与力的合成是解决物理问题的一种方法，平行四边形定则（或三角形定则）是矢量运算的工具，它们是高中物理的基石。本节内容介绍力的分解同样遵守平行四边形定则。通过例题让学生知道一个已知力可根据实际作用效果来进行分解，最后指出矢量相加的法则—平行四边形定则或三角形定则。 教学对象分析： 对刚进入高中的学生，仍处于从形象思维向抽象逻辑思维的过渡时期，分析能力、概括能力、作图能力、运用数学知识解决物理问题的能力有待培养。学生对于本节内容的困惑主要有：分力是否真实存在？如何正确分解一个已知力？学生对物理量的矢量意识还有待加强。教学目标： 知识与技能 1.了解分力的概念，明白力的分解是力的合成的逆运算。 2.会用平行四边形定则作图并能计算。 3.能用力的分解分析生产生活中的问题。 过程与方法 1.强化“等效替代”的思想。 2.掌握根据力的作用效果进行分解的方法。 情感态度与价值观 培养学生观察、分析、概括能力。培养学生将所学知识应用于生产实践的意识和习惯。教学重点、难点 1.理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。 2.根据力的作用效果来确定分力。如何判断力的作用效果？ 依据如下:学生在物理情境变化时，不能自觉应用“等效思想”解决问题。虽然已学“力的合成”，但对“分力是否真实存在？如何正确分解一个已知力？”会感到困惑。因此在“等效思想”上理解力的分解是力的合成的逆运算应是教学重点。按力的作用效果来分解一个力学生往往感到抽象，如何判断力的作用效果这是教学难点。 教学策略与手段 首先以提起木块简要复习力的合成，通过一个小游戏引入新课，激发起学生学习新课的兴趣。由于学生初次接触力的分解知识，引入从学生熟悉的直观事例—拉橡皮筋出发，使学生在已有的合力、力的合成基础上学习分力和力的分解，通过知识的前后比较，更容易接受和理解分力、合力的等效性。让学生领悟用几个分力替代一个力与用合力替代几个已知分力都是为了解决实际问题方便使用的一种手段，实际上并没有改变物体原来的受力情况。 为了突破难点，本节课上采用实验、讨论、讲授相结合，通过学生亲自体验，让学生留下深刻的印象。所例举例题按提出问题—猜想—实验探索—讨论—得出结论的模式，猜想、实验探索环节由学生完成，实验验证由教师或学生来完成，结论则是在教师引导下由师生共同完成。在教学过程中重视学生的参与，让他们在教师所创设的情境中充满激情地主动学习。教学过程 复习提问 如图1所示，用两根绳将 木块悬挂在天花板上，两绳对 木块的拉力分别是F1、F2；也 可以用一根绳子把木块悬挂起 【教学设计】 《力的分解》第一课时 西安市中铁中学段彩凤 邮政编码：710054 《力的分解（第一课时）》教学设计 西安市中铁学校段彩凤 【教材分析】 本节内容是人民教育出版社出版的高中物理必修一第三章《相互作用》中第五节《力的分解》，是继第四节《力的合成》后，对力的矢量性、合力和分力的关系、力的平行四边形定则的进一步加深理解和应用，是本章的一个重点。具体内容有力的分解的概念、力的分解的法则、在实际问题中分解力的方法、唯一解的条件、矢量相加的法则等。应分为两课时学习，本教学设计是第一课时。 【学情分析】 学生已经学习了合力和分力的定义，知道了合力和分力的关系，理解了力的合成的平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力的大小和方向，所以理解力的分解的概念、力的分解是力的合成的逆运算、力的分解也遵从平行四边形定则难度不大，但对如何在具体问题中分解力，尤其是如何确定分力的方向出现困难。 【设计理念】 本节课内容与实际生活联系紧密，我的设计理念是从生产生活中提炼出模型，再走向生产生活。坚持以学生为主体，创设大量丰富的实验和情境：台秤上提升物体，斜面上放置物体，圆规上悬挂钥匙、在斜面和挡板间放置篮球等，让学生充分体验和认识具体问题中力产生的实际效果，轻松突破重难点。 【教学目标】 1、知识与技能 （1）理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。 （2）初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。 （3）会用作图法和直角三角形的知识求分力。 2．过程与方法 （1）进一步领会“等效替代”。 （2）通过探究尝试发现问题、探索问题、解决问题能力。 （3）掌握应用数学知识解决物理问题的能力。 第六节力的分解 教学目标 一、知识目标 1．理解力的分解与力的合成互为逆运算，都是力的等效代替，满足力的平行四边形定则。 2．了解力的分解具有惟一性的条件。 3．掌握按力的效果进行力的分解的方法。 二、能力目标 1．培养学生的观察、实验能力。 2．培养学生用数学工具解决物理问题的能力。 三、德育目标 1．渗透“等效代替”的思想。 2．渗透“对立统一”的观点。 重点：在具体问题中如何根据力的实际作用效果和力的平行四边形定则进行力的分解 难点 1．如何确定分力的方向。 2．力的分解具有惟一性的条件。 教法建议 一、关于力的分解的教材分析和教法建议 力的分解是力的合成的逆预算，是求一个已知力的两个分力。在对已知力进行分解时对两个分力的方向的确定，是根据力的作用效果进行的。在前一节力的合成学习的基础上，学生对于运算规律的掌握会比较迅速，而难在是对于如何根 据力的效果去分解力，课本上列举两种情况进行分析，一个是水平面上物体受到斜向拉力的分解，一个是斜面上物体所收到的重力的分解，具有典型范例作用，教师在讲解时注意从以下方面详细分析： 1．对合力特征的描述，如例题1中的几个关键性描述语句：水平面、斜向上方、拉力F，与水平方向成θ角，关于重力以及地面对物体的弹力、摩擦力可以暂时不必讨论，以免分散学生的注意力。 2．合力产生的分力效果，可以让学生从日常现象入手（如下图所示）。由于物体的重力，产生了两个力的效果，一是橡皮筋被拉伸，一是木杆压靠在墙面上，教师可以让学生利用铅笔、橡皮筋，用手代替墙面体会一下铅笔重力的两个分效果。 3．分力大小计算书写规范。在计算时可以提前向学生讲述一些正弦和余弦的知识。 二、关于力的正交分解的教法建议： 力的正交分解是一种比较简便的求解合力的方法，它实际上是利用了力的分解的原理把力都分解到两个互相垂直的方向上，然后就变成 了在同一直线上的力的合成的问题了。使计算变得简单。由 于学生在初中阶段未接触到有关映射的概念，所以教师在讲 解该部分内容时，首先从直角分解入手，尤其在分析斜面上 静止物体的受力平衡问题时，粗略介绍正交分解的概念就可以了。 教学方法：实验观察法、归纳总结法。 教学用具：投影仪、投影片。 课时安排：3课时 教学过程 力的分解方法 This manuscript was revised on November 28, 2020 力的分解方法 课前预习 1．按力的实际效果分解 按力的实际效果求分力的方法：先根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向，再根据两个实际分力的方向画出平行四边形，并由平行四边形定则求出两个分力的大小． 2．按问题的需要进行分解 (1)已知合力的大小和方向以及两个分力的方向，可以 唯一地作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解 是唯一的． (2)已知合力和一个分力的大小与方向，力F的分解 也是唯一 的． (3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，对力F进 行分解，则有三种可能(F1与F的夹角为θ)．如图3所示： ①F2 跟踪训练1 如图5所示，α＝30°，装置的重力和摩擦 力均不计， 若用F＝100 N的水平推力使滑块B保持静止，则工件 受到的向 上的弹力多大 图5例2 F1、F2是力F的两个分力．若F＝10 N，则下列不可能是F的两个分 力的是( ) A．F1＝10 N，F2＝10 N B．F1＝20 N，F2＝20 N C．F1＝2 N，F2＝6 N D．F1＝20 N，F2 ＝30 N 跟踪训练2 关于一个力的分解，下列说法正确的是 ( ) A．已知两个分力的方向，有唯一解 B．已知两个分力的大小，有唯一解 C．已知一个分力的大小和方向，有唯一解 D．已知一个分力的大小和另一个分力方向，有唯一解力的分解方法
知识讲解：力的合成与分解).
力的分解
《力的分解》教学反思
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