力的分解教案(人教必修1)
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资料简介
谈“力的分解”一节的教学 ‎“力的分解”是物理教材力学部分中的重要内容,合力与分力的概念在物理教材里也是经常见到的,这两个概念在“力的合成”、“力的分解"两节中着重叙述.‎ 虽然力的分解是力的合成的逆运算,但多数教师反映“力的分解”比“力的合成”难讲,学生也较难接受.主要原因是:分解一个力比求两个力的合力较难下手.如何分解一个力?分力的性质是什么?‎ 如何分解一个力,在一般的物理教材里都介绍过,但各教材也只是针对仅有的两至三个例题加以说明,且方法不一.‎ 力的分解以力的平行四边形法则为依据,只是现在要根据对角线来求平行四边形的两个邻边.如果不加限制,同一条对角线可作出无数个平行四边形,但在处理实际问题时,由已知力所产生的实际效果(形变、运动等等),先判断出两个分力的方向,就可以作出确定的分解了.根据实际效果来判断分力的方向,可是,有些习题的实际效果对于生活经验较少的学生来说又难以确定,这样,分力方向的确定就是一个难点,也是一个关键.否则,分力的求解更是无从谈起,至于分力的性质,教材里也没有说明。我认为讲好“力的分解”这节课,必须注意前面提到的那两个问题,并从以下几个方面来考虑.‎ 一,根据已知力的实际效果,也可借助分析受力的方法来确定已知力的分力方向 分析此类习题的特点,一般是某一点或某一物受到三个力的作用而处于平衡状态,已知其中的一个力,另两个力的方向也能根据题意画出,求另两个力的大小或其反作用力的大小.‎ 解题时,可以不画某一点或某一物的受力图,只画已知力及其分力的示意图.(两个分力所在的位置一定在已知力的两个邻边上,且两分力方向与某一点或某一物所受的另两个未知力的方向相反).‎ ‎[例题1]电线的上端固定在天花板上,下端吊一盏重10N的电灯,为了调节室内的照明,用绳在O点将灯拉至如图1所示的位置,求电线和水平绳所受的拉力各是多大?‎ ‎[解]O点受到三个拉力的牵引处于平衡状态,其中OC绳对O点的拉力Toc等于物体的重力,此拉力的作用效果分别沿AO、BO的方向拉紧两绳,可以设Toc的分力的为T2和T1.由图得出:‎ T2 = Toc = G = 10(N)‎ 电线OB对 O点的拉力与T1;相平衡大小,为14.1N,根据牛顿第三定律,电线OB所受的拉力也为14.1N;同样,水平绳OA对O点的拉力与T2相平衡,大小为10N,根据牛顿第三定律,水平绳OA所受的拉力为10N.‎ ‎[例题2]在倾角为θ的斜面上停放着一个重为G的物体,求物体对斜面的压力及沿斜面向下的力.‎ ‎[解]物体静止在斜面上,受的力有重力、支持力、静摩擦力,由G的实际效果,可以把G分解为如图2所示的G1;G2两分力,‎ 由图得:G1 = Gsinθ ‎ G2 = Gcosθ G1为题中所求的沿斜面向下的力,由于G2与支持力相平衡,据牛顿第三定律得,支持力又等于物体对斜面的压力,所以,物体对斜面的压力大小等于G2,即为Gcosθ.‎ 二、任何一个力都可以分解为两个互相垂直的分力 根据力的平行四边形定则,任何一个力对物体的作用效果,都可以用两个互相垂直的分力来代替,至于分力方向的确定,没必要考虑被分解力的实际效果。‎ 在解题时,需要对某些力进行分解时,一般是先建立直角坐标系,坐标轴方向的选择可以根据具体的情况而定、如某一点或某一物处于平衡状态时,坐标轴方向的选取可以是任意的,但建立的坐标系最好使某一点或某一物的被分解力最少,只有这样,计算过程才简便.当某一点或某一物处于非平衡状态时,必须选运动方向作为某一坐标轴的正方向,另一坐标轴与之垂直即可.‎ ‎[例题3]在固定的光滑斜面上放一个重量为 200N的物体,斜面的倾角为θ = 30°,给物体一个水平方向的推力,使物体沿斜面匀速地向上运动,求水平推力的大小及斜面对物体支持力的大小.‎ ‎[解]物体受力如图3所示(G为重力,N为支持力,F为推力)坐标轴的建立如图,Nx、Ny为N的两个分力,‎ 其中: Nx = N sinθ, ‎ Ny = N cosθ 因物体在x、y轴上受力平衡,故得出:‎ Ny = G, Nx = F 把Nx = N sinθ,Ny = N cosθ代入上二式,‎ 得出 N = G/cosθ = 200/cos30°= 231(N)‎ F = G tanθ =200×tan30°=116(N)‎ 读者可以试一试,当坐标轴按其它方向选取时,计算过程又该怎样,是否繁琐一些.‎ 三、分力的性质 分力是已知力的分力,它们的性质和已知力相同.有些习题中所求的物理量,不是分力,如例题1,T1、T2只是TOC的分力,并非题中所求量.在例题2中,G2并非物体对斜面的压力,G2只是G的一个分力,与重力一样,属于引力的范围,物体对斜面的压力属于弹力的范围,作用的斜面上.‎ 以上内容是笔者针对“力的分解"一节中的教学谈了自己的一点体会.总之,只有正确地确定分力的方向,理解分力的性质,有关力的分解的习题就能迎刃而解了。‎

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