高一物理教案：力的分解

　　作為一名教學(xué)工作者，就有可能用到教案，借助教案可以提高教學(xué)質(zhì)量，收到預(yù)期的教學(xué)效果。如何把教案做到重點(diǎn)突出呢？以下是小編收集整理的高一物理教案：力的分解，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

高一物理教案：力的分解1

　　一、應(yīng)用解法分析動(dòng)態(tài)問題

　　所謂解法就是通過平行四邊形的鄰邊和對(duì)角線長(zhǎng)短的關(guān)系或變化情況，作一些較為復(fù)雜的定性分析，從形上就可以看出結(jié)果，得出結(jié)論.

　　例1 用細(xì)繩AO、BO懸掛一重物，BO水平，O為半圓形支架的圓心，懸點(diǎn)A和B在支架上.懸點(diǎn)A固定不動(dòng)，將懸點(diǎn)B從1所示位置逐漸移到C點(diǎn)的過程中，試分析OA繩和OB繩中的拉力變化情況.

　　[方法歸納]

　　解決動(dòng)態(tài)問題的一般步驟：

　　(1)進(jìn)行受力分析

　　對(duì)物體進(jìn)行受力分析，一般情況下物體只受三個(gè)力：一個(gè)是恒力，大小方向均不變;另外兩個(gè)是變力，一個(gè)是方向不變的力，另一個(gè)是方向改變的力.在這一步驟中要明確這些力.

　　(2)畫三力平衡

　　由三力平衡知識(shí)可知，其中兩個(gè)變力的合力必與恒力等大反向，因此先畫出與恒力等大反向的力，再以此力為對(duì)角線，以兩變力為鄰邊作出平行四邊形.若采用力的分解法，則是將恒力按其作用效果分解，作出平行四邊形.

　　(3)分析變化情況

　　分析方向變化的力在哪個(gè)空間內(nèi)變化，借助平行四邊形定則，判斷各力變化情況.

　　變式訓(xùn)練1 如2所示，一定質(zhì)量的物塊用兩根輕繩懸在空中，其中繩OA固定不動(dòng)，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則在繩OB由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中，繩OB的張力的大小將( )

　　A.一直變大

　　B.一直變小

　　C.先變大后變小

　　D.先變小后變大

　　二、力的正交分解法

　　1.概念：將物體受到的所有力沿已選定的兩個(gè)相互垂直的方向分解的方法，是處理相對(duì)復(fù)雜的多力的合成與分解的常用方法.

　　2.目的：將力的合成化簡(jiǎn)為同向、反向或垂直方向的分力，便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式解決矢量的運(yùn)算，“分解”的目的是為了更好地“合成”.

　　3.適用情況：適用于計(jì)算三個(gè)或三個(gè)以上力的合成.

　　4.步驟

　　(1)建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上.

　　(2)正交分解各力：將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸和y軸上，并求出各分力的大小，如3所示.

　　(3)分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和，即：

　　Fx=F1x+F2x+…

　　Fy=F1y+F2y+…

　　(4)求共點(diǎn)力的合力：合力大小F=F2x+F2y，合力的方向與x軸的夾角為α，則tan α=FyFx，即α=arctan FyFx.

　　4

　　例2 如4所示，在同一平面內(nèi)有三個(gè)共點(diǎn)力，它們之間的夾角都是120°，大小分別為F1=20 N，F(xiàn)2=30 N，F(xiàn)3=40 N，求這三個(gè)力的合力F.

　　5

　　變式訓(xùn)練2 如5所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為( )

　　A.μmg

　　B.μ(mg+Fsin θ)

　　C.μ(mg-Fsin θ)

　　D.Fcos θ

　　三、力的分解的實(shí)際應(yīng)用

　　例3 壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)如6所示，B為固定鉸鏈，A為活動(dòng)鉸鏈，若在A處施另一水平力F，輕質(zhì)活塞C就以比F大得多的力壓D，若BC間距為2L，AC水平距離為h，C與左壁接觸處光滑，則D所受的.壓力為多大?

　　例4 如7所示，是木工用鑿子工作時(shí)的截面示意，三角形ABC為直角三角形，∠C=30°.用大小為F=100 N的力垂直作用于MN，MN與AB平行.忽略鑿子的重力，求這時(shí)鑿子推開木料AC面和BC面的力分別為多大?

　　變式訓(xùn)練3 光滑小球放在兩板間，如8所示，當(dāng)OA板繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使 θ角變小時(shí)，兩板對(duì)球的壓力FA和FB的變化為( )

　　A.FA變大，F(xiàn)B不變

　　B.FA和FB都變大

　　C.FA變大，F(xiàn)B變小

　　D.FA變小，F(xiàn)B變大

　　例5 如9所示，在C點(diǎn)系住一重物P，細(xì)繩兩端A、B分別固定在墻上，使AC保持水平，BC與水平方向成30°角.已知細(xì)繩最大只能承受200 N的拉力，那么C點(diǎn)懸掛物體的重量最

　　多為多少，這時(shí)細(xì)繩的哪一段即將被拉斷?

　　參考答案

　　解題方法探究

　　例1 見解析

　　解析 在支架上選取三個(gè)點(diǎn)B1、B2、B3，當(dāng)懸點(diǎn)B分別移動(dòng)到B1、B2、B3各點(diǎn)時(shí)，AO、BO中的拉力分別為FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3，從中可以直觀地看出，F(xiàn)TA逐漸變小，且方向不變;而FTB先變小，后變大，且方向不斷改變;當(dāng)FTB與FTA垂直時(shí)，F(xiàn)TB最小.

　　變式訓(xùn)練1 D

　　例2 F=103 N，方向與x軸負(fù)向的夾角為30°

　　解析 以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系xOy，使Ox方向沿力F1的方向，則F2與y軸正向間夾角α=30°，F(xiàn)3與y軸負(fù)向夾角β=30°，如甲所示.

　　先把這三個(gè)力分解到x軸和y軸上，再求它們?cè)趚軸、y軸上的分力之和.

　　Fx=F1x+F2x+F3x

　　=F1-F2sin α-F3sin β

　　=20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 N

　　Fy=F1y+F2y+F3y

　　=0+F2cos α-F3cos β

　　=30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N

　　這樣，原來的三個(gè)力就變成互相垂直的兩個(gè)力，如乙所示，最終的合力為：

　　F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N

　　設(shè)合力F與x軸負(fù)向的夾角為θ，則tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33，所以θ=30°.

　　變式訓(xùn)練2 BD

　　例3 L2hF

　　解析 水平力F有沿AB和AC兩個(gè)效果，作出力F的分解如甲所示，F(xiàn)′=h2+L22hF，由于夾角θ很大，力F產(chǎn)生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，沿水平方向和豎直方向，如乙所示.

　　甲 乙

　　Fy=Lh2+L2F′=L2hF.

　　例4 1003 N 200 N

　　解析 彈力垂直于接觸面，將力F按作用效果進(jìn)行分解如所示，由幾何關(guān)系易得，推開AC面的力為F1=F/tan 30°=1003 N.

　　推開BC面的力為F2=F/sin 30°=200 N.

　　變式訓(xùn)練3 B [利用三力平衡判斷如下所示.

　　當(dāng)θ角變小時(shí)，F(xiàn)A、FB分別變?yōu)镕A′、FB′，都變大.]

　　例5 100 N BC段先斷

　　解析 方法一 力的合成法

　　根據(jù)一個(gè)物體受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，則三個(gè)力的任意兩個(gè)力的合力大小等于第三個(gè)力大小，方向與第三個(gè)力方向相反，在甲中可得出F1和F2的合力F合豎直向上，大小等于F，由三角函數(shù)關(guān)系可得出F合=F1sin 30°，F(xiàn)2=F1cos 30°，且F合=F=G.

　　甲

　　設(shè)F1達(dá)到最大值200 N，可得G=100 N，F(xiàn)2=173 N.

　　由此可看出BC繩的張力達(dá)到最大時(shí)，AC繩的張力還沒有達(dá)到最大值，在該條件下，BC段繩子即將斷裂.

　　設(shè)F2達(dá)到最大值200 N，可得G=115.5 N，F(xiàn)1=231 N>200 N.

　　由此可看出AC繩的張力達(dá)到最大時(shí)，BC繩的張力已經(jīng)超過其最大能承受的力.在該條件下，BC段繩子早已斷裂.

　　從以上分析可知，C點(diǎn)懸掛物體的重量最多為100 N，這時(shí)細(xì)繩的BC段即將被拉斷.

　　乙

　　方法二 正交分解法

　　如乙所示，將拉力F1按水平方向(x軸)和豎直方向(y軸)兩個(gè)方向進(jìn)行正交分解.由力的平衡條件可得F1sin 30°=F=G，F(xiàn)1cos 30°=F2.

　　F1>F2;繩BC先斷， F1=200 N.

　　可得：F2=173 N，G=100 N.

高一物理教案：力的分解2

　　教學(xué)目標(biāo)

　　1、能夠運(yùn)用力的平行四邊形定則求解一個(gè)已知力的分力；

　　2、會(huì)用三角形法則求解；

　　能力目標(biāo)

　　1、熟練掌握物體的受力分析；

　　2、能夠根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解；

　　情感目標(biāo)

　　培養(yǎng)分析觀察能力，物理思維能力和科學(xué)的研究態(tài)度．

　　教學(xué)建議

　　重點(diǎn)難點(diǎn)分析

　　是力的合成的逆預(yù)算，是根據(jù)力的作用效果，由力的平行四邊形定則將一個(gè)已知力進(jìn)行分解，所以平行四邊行定則依然是本節(jié)的重點(diǎn)，而三角形法則是在平行四邊形定則的基礎(chǔ)上得到的，熟練應(yīng)用矢量的運(yùn)算方法并能解決實(shí)際問題是本節(jié)的難點(diǎn)．

　　教法建議

　　一、關(guān)于的教材分析和教法建議

　　是力的合成的逆預(yù)算，是求一個(gè)已知力的兩個(gè)分力．在對(duì)已知力進(jìn)行分解時(shí)對(duì)兩個(gè)分力的方向的確定，是根據(jù)力的作用效果進(jìn)行的．在前一節(jié)力的合成學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對(duì)于運(yùn)算規(guī)律的掌握會(huì)比較迅速，而難在是對(duì)于如何根據(jù)力的效果去分解力，課本上列舉兩種情況進(jìn)行分析，一個(gè)是水平面上物體受到斜向拉，一個(gè)是斜面上物體所收到的重，具有典型范例作用，教師在講解時(shí)注意從以下方面詳細(xì)分析：

　　1、對(duì)合力特征的描述，如例題1中的幾個(gè)關(guān)鍵性描述語句：水平面、斜向上方、拉力，與水平方向成角，關(guān)于重力以及地面對(duì)物體的彈力、摩擦力可以暫時(shí)不必討論，以免分散學(xué)生的注意力．

　　2、合力產(chǎn)生的分力效果，可以讓學(xué)生從日�，F(xiàn)象入手（如下圖所示）．由于物體的重力，產(chǎn)生了兩個(gè)力的效果，一是橡皮筋被拉伸，一是木桿壓靠在墻面上，教師可以讓學(xué)生利用鉛筆、橡皮筋，用手代替墻面體會(huì)一下鉛筆重力的兩個(gè)分效果．

　　3、分力大小計(jì)算書寫規(guī)范．在計(jì)算時(shí)可以提前向?qū)W生講述一些正弦和余弦的知識(shí)．

　　二、關(guān)于力的正交分解的教法建議：

　　力的正交分解是一種比較簡(jiǎn)便的求解合力的方法，它實(shí)際上是利用了的原理把力都分解到兩個(gè)互相垂直的方向上，然后就變成了在同一直線上的力的'合成的問題了．使計(jì)算變得簡(jiǎn)單．由于學(xué)生在初中階段未接觸到有關(guān)映射的概念，所以教師在講解該部分內(nèi)容時(shí)，首先從直角分解入手，尤其在分析斜面上靜止物體的受力平衡問題時(shí)，粗略介紹正交分解的概念就可以了．

　　教學(xué)設(shè)計(jì)方案

　　一、引入：

　　1、問題1：什么是分力？什么是力的合成？力的合成遵循什么定則？

　　2、問題2：力產(chǎn)生的效果是什么？

　　教師總結(jié)：如果幾個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來的一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同，這幾個(gè)力就叫做原來那個(gè)力的分力．求幾個(gè)力的合力叫做力的合成；力的合成遵循力的平行四邊形定則．反之，求一個(gè)已知力的分力叫做．

　　引出課程內(nèi)容．

　　二、授課過程

　　1、是力的合成的逆運(yùn)算，也遵循力的平行四邊形定則．

　　教師講解：是力的合成的逆過程，所以平行四邊形法則同樣適用于．如果沒有其它限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以作出無數(shù)個(gè)不同的平行四邊形（如圖）．這就是說一個(gè)已知的力可以分解成無數(shù)對(duì)不同的共點(diǎn)力，而不像力的合成那樣，一對(duì)已知力的合成只有一個(gè)確定的結(jié)果．一個(gè)力究竟該怎樣分解呢？（停頓）盡管沒有確定的結(jié)果，但在解決具體的物理問題時(shí)，一般都按力的作用效果來分解．下面我們便來分析兩個(gè)實(shí)例．

　　2、按照力的作用效果來分解．

　　例題1：放在水平面上的物體受到一個(gè)斜向上的拉力的作用，該力與水平方向夾角為，這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)效果：水平向前拉物體，同時(shí)豎直向上提物體，，因此力可以分解為沿水平方向的分力、和沿著豎直方向的分力，力和力的大小為：

　　例題2：放在斜面上的物體，常把它所受的重力分解為平行于斜面的分量和垂直于斜面的分量（如圖），使物體下滑（故有時(shí)稱為“下滑力”），使物體壓緊斜面。

　　3、練習(xí)（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）：

　�。�1）學(xué)生實(shí)驗(yàn)

　　1、觀察圖示，分析F力的作用效果，學(xué)生可以利用手邊的工具（橡皮筋、鉛筆、細(xì)繩、橡皮、三角板）按圖組裝儀器、分組討論力產(chǎn)生的效果，并作出力（細(xì)繩對(duì)鉛筆的拉力）的分解示意圖．

　　實(shí)驗(yàn)過程：

　　將橡皮筋套在中指上，將鉛筆與橡皮筋連接，鉛筆尖端卡在手心處，體會(huì)一下鉛筆的重力產(chǎn)生的效果，在鉛筆上掛接上橡皮，思考拉力產(chǎn)生的效果？

　　教師總結(jié)并分析：圖中重物拉鉛筆的力常被分解成和，壓縮鉛筆，拉伸橡皮筋．

　�。�2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)

　　2，觀察圖示，分析力的作用效果，用橡皮筋和鉛筆重復(fù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比結(jié)論是否正確．

　　教師總結(jié)并分析：圖中重物拉鉛筆的力分解成和，壓縮鉛筆，拉伸橡皮筋．

　　盡管沒有確定的結(jié)果，但在解決具體的物理問題時(shí)，一般都按力的作用效果來分解．

　　3、課堂小結(jié)：

　　探究活動(dòng)

　　題目關(guān)于“桿的受力分解”與“繩的受力分解”研究

　　由于日常生活中，我們勞動(dòng)、學(xué)習(xí)的工具一般以桿和繩子為主，其他的工具也可以依照其進(jìn)行分析，研究“桿的受力分解”與“繩的受力分解”具有實(shí)踐意義。有關(guān)內(nèi)容可以參見備課資料中的“擴(kuò)展資料”。讓同學(xué)觀察周圍的力學(xué)工具，對(duì)比桿與繩子，分析說明各個(gè)物體的受力特點(diǎn)，與其有關(guān)的題目可以參見如下：

　　1、晾曬衣服的繩子，為什么晾衣繩不易過緊？

　　2、為什么軟紙經(jīng)過折疊后，抗壓性能提高？對(duì)比拱橋的設(shè)計(jì)，有什么感想？

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