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力的分解物理教学设计5

日期:2017-06-27  类别:优秀教案  编辑:学科吧  【下载本文Word版

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【要点导学】

1.力的分解是力的合成的逆过程,平行四边形法则同样适用于力的分解.如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形.这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力.在解决具体的物理问题时,一般都按力的作用效果来分解.

2.既有,又有,并且相加时遵从平行四边形法的物理量称作矢量。除力外,如位移、、等也是矢量。

3.两个分矢量首尾相接,剩余的尾首相连的有向线段就是合矢量,它恰与两分矢量的线段构成一个三角形,这个方法称为三角形法则,它是平行四边形法则的简化。如图3-5-1

【范例精析】

1.质量为10㎏的物体放在倾角为30°的斜面上.用图示法求出重力沿斜面和垂直于斜面的两个分力(g=10N/㎏)

解析:

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本题的情景如图3-5-2所示。

选取标度为1㎝代表50N。以重力G为对角线作平行四边形,分别测量代表G1G2教案网http://www.jsfw8.com/jafs/

>的两邻边的长度,得G1=50N×1.0cm/1cm=50N;

G2=50N×1.73cm/1cm=87N

拓展:应用图解法时应该注意标度要定得合理,平行四边形的对边要平行,线段要细而直。边长的测量要估读到毫米后面一位。

例2.如在图3-5-3所示的支架悬挂一个重力为G的灯.支架的重力不计.已知AO

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BOAB的长分别为L1L2L3,求支架两杆所受的力.

解析:在支架的O端悬挂电灯后,使支架的两根杆受到力的作用.由于支架的AB两端与墙壁是绞链连结,因此作用在杆上的力是沿杆的方向.但杆受的是拉力还是压力,需要通过实践来判断.可以设想,若将杆AO换成弹簧,则弹簧会被拉长,表示此杆受的是拉力.若将杆BO换成弹簧,则弹簧会被压缩,说明此杆受的是压力.这就是灯对支架O端拉力的两个分力所产生的实际效果.判断出两个分力的方向,那么根据平行四边形定则很容易得出杆受到沿杆向外的拉力:

F1=L1T/L3=L您现在访问的是中国学科吧旗下教案网http://www.jsfw8.com/jafs/

1G/L3

BO受到沿杆向内的压力

F2=L2T/L3=L2G/L3

拓展:根据平行四边形定则作出合力和分力的关系图后,要充分利用数学知识来求解。一般可利用相似三角形(如本题),也可利用三角函数。例如如图3-5-4所示,A

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B是一轻杆,BC是一轻绳。在B端施加一作用力F,F的大小为100N。方向竖直向下。求:轻绳和轻杆上所受力的大小。(轻绳与墙壁的夹角为60o

将F沿AB方向、CB方向进行分解,根据力的图形,由几何关系可得:

F1=Ftanθ=Ftan60°=100N

F2=F/cosθ=F/cos60°=200N

根据二力平衡可知:BC绳中的拉力大小为200N;AB杆中的压力大小为100N。

例3.如图3-5-5所示,物体静止在光滑水平面上,受到一个水平恒力F1的作用,要使物体在水平面上沿OA方向作直线运动,OA与水平方向成θ角,则对物体施加的这个力F2的最小值是多大?方向如何?

解析:根据力的平行四边形定则,物体受到的合力沿0A方向,则另一个力F2有大小、方向不同的若干个解,在这些解的当中有一个最小值,这个力的方向与合力方向垂直。如右上图所示。由几何关系可得F2=F1sinθ。

拓展:解决合力与分力关系的问题,要根据力的平行四边形定则正确画出力的图示,并注意观察图形的动态变化过程,在变化的过程中找到一些量之间的关系使问题得到解决。

例如:细线下挂一个质量为m的小球,现用一个力

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F拉小球使悬线偏离竖直方向θ角并保持不变,如图3-5-6所示,拉力F的最小值F=G1=mgsinθ,方向垂直于绳子向上

【能力训练】

1.求一个已知力的分力叫做________,力的分解是力的合成的______,已知一个力(平行四边形的对角线)求这个力的分力(两个邻边),可作的平行四边形有_______,实际分解时,必须根据力的_________进行。力的分解,逆运算,有无数个,作用效果

2.将与水平面成300角斜向上的拉力F=20N,沿水平方向和竖直方向分解,那么沿水平方向的分力大小为____N;沿竖直方向的分力大小为____N.17.3210

3.将竖直向下的20N的力,分解成为两个力,其中一个力大小为

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15N,水平向左,则另一个分力大小为________N,方向________.25偏右与竖直方向夹角成37°

O出发做匀速运动,经过时间t=10s,运动到P点,则物体在y方向的分速度为m/s;物体在x方向的分速度为m/s。

0.7m/s,0.5m/s

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A.一个力可以分解成两个比它大的分力

B.一个力可分解成两个大小跟它相等的力

C.如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的

D.如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了

6将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6N,则在分解时(B)

A.有无数组解B.有两组解C.有惟一解您现在访问的是中国学科吧旗下教案网http://www.jsfw8.com/jafs/

答案:

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9、把一个向东的大小为60N的力分解为两个分力,其中一个分力向南并等于80N,用作图法求出另一个分力。F2=100N,方向东偏北53°

10.如图3-5-10所示,一光滑小球静止于斜面与竖直挡板之间,已知小球受到的重力为100N。试回答下列几个问题:

  (1).光滑小球受到哪几个力的作用,画出受力图。您现在访问的是中国学科吧旗下教案网http://www.jsfw8.com/jafs/

(2).用作图法求出球所受重力沿水平方向和垂直斜面方向的两个分力。

(3).以上两个分力与球对竖直挡板、对斜面的压力有怎样的关系?相等

11

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.如图3-5-11所示,一个大人沿与河岸成θ角的方向拉纤,要使平行河岸的船行方向上得到一个合力F,则另一岸的一个小孩如何用力最小.与F垂直F1sinθ
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