高中物理5 力的分解导学案

这是一份高中物理5 力的分解导学案，共6页。学案主要包含了学习目标，教学内容，当堂反馈、效果评价，课后作业等内容，欢迎下载使用。

1.知道什么是力的分解，知道力的分解同样遵守平行四边形定则.
2.理解力的分解原则，会正确分解一个力，并会用作图法和计算法求分力.
3.知道力的三角形定则，会区别矢量和标量.
4.会用正交分解法求合力．
【教学内容】
一、力的分解
1．定义：已知一个力求它的分力的过程．(已知平行四边形定则的对角线求邻边)
2．分解原则：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则．
3．将一个已知力分解后分力和这个力的性质相同
【例1】 (多选)下列说法正确的是( )
A.2 N的力可以分解成6 N和3 N的两个分力 B.10 N的力可以分解成5 N和3 N的两个分力
C.2 N的力可以分解成6 N和5 N的两个分力 D.10 N的力可以分解成10 N和10 N的两个分力
【例2】按下列两种情况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力．
(1)一个分力水平向右，并等于240 N，求另一个分力的大小和方向；
(2)一个分力在水平方向上，另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向下(如图所示)，求两个分力的大小．
二、对一个已知力进行有限制条件分解
(1)已知合力F和两个分力的方向，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F和两个分力的大小无数解．
(3)已知合力F和一个分力的大小与方向，力F的分解是唯一的．
(4)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)．如图所示：
①F2②F2＝Fsin θ或F2≥F时有一组解．
③Fsin θ【例3】（单选）已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30 N．则 ( )
A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个可能的方向 D．F2可取任意方向
三、力的效果分解法
按力的效果分解的基本步骤
1．根据力的实际作用效果确定两个分力的方向．
2．根据两个分力的方向作出力的平行四边形．
3．利用数学知识解三角形，分析、计算分力的大小．
【例4】 (多选)下图中按力的作用效果分解正确的是( )
【例5】（单选）如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO(AO>BO)悬挂—个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则 ( )
A.绳AO先被拉断 B.绳BO先被拉断
C.绳AO、BO同时被拉断 D.条件不足，无法判断
四、力的正交分解
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．正交分解法求合力的步骤：
(a)建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上．
(b)正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示．
(c)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：Fx＝F1x＋F2x＋…，Fy＝F1y＋F2y＋….
(d)求共点力的合力：合力大小F＝eq \r(F\\al(,x2)＋F\\al(,y2))，设合力的方向与x轴的夹角为α，则tan α＝eq \f(Fy,Fx)
【例6】如图所示，水平地面上有一重60 N的物体，在与水平方向成30°角斜向上、大小为20 N的拉力F作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力的大小．
【例7】在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N，方向如图所示，求它们的合力．(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
【例8】（单选）用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现在用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为300,如图所示.则物体所受摩擦力 （ ）
A.等于零
B.大小为,方向沿斜面向下
C.大小为,方向沿斜面向上
D.大小为mg,方向沿斜面向上
【例9】如图所示是工业上常用的压榨机示意图．B、C为固定铰链，A为活动铰链，在A处作用一水平力F，滑块C就以比F大得多的力压物体D．已知l=1m，h=0.05m，F=200N，C与左壁接触面光滑．求物体D受到的压力为多大？（滑块和杆的重力不计）
【当堂反馈、效果评价】
1．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，小球所受重力均为G，分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，则球1对挡板的压力F1＝________，对斜面压力F2＝________；球2对挡板压力F3＝______，对斜面压力F4＝________.
2．(单选)为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，其主要目的是( )
A．减小过桥车辆受到的摩擦力 B．减小过桥车辆的重力
C．减小过桥车辆对引桥面的压力 D．减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力
3．(单选)如图所示，力F作用于物体的O点．现要使作用在物体上的合力沿OO′方向，需再作用一个力F1，则F1的最小值为( )
A．F1＝Fsin α
B．F1＝Ftan α
C．F1＝F
D．F1＜Fsin α
4．(单选)人们不可能用双手掰开一段木桩，然而，若用斧子就容易把木桩劈开．如图所示，斧子的两个斧面间的夹角为θ，两个斧面关于竖直平面对称，当斧子对木桩施加一个竖直向下的力F时，木桩的两个劈开面受到的侧向压力FN等于( )
A．FN＝eq \f(F,sin\f(θ,2)) B．FN＝eq \f(F,sin θ)
C．FN＝eq \f(F,2sin\f(θ,2)) D．FN＝eq \f(F,2sin θ)
5． (多选)一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到一组唯一的解( )
A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上 B.已知两个分力的大小
C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向 D.已知一个分力的大小和方向
6．（单选）如图所示，有2n个大小为F的共点力，沿着顶角为120°的圆锥体的母线方向。相邻两个力的夹角都是相等的。这2n个力的合力大小为( )
A.nF B.2nF
C.2(n－1)F D.2(n＋1)F
7．(多选)如图所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”示意图。使用时，用撑竿推着粘有涂料的“涂料滚”沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上。撑竿的重力和墙壁的摩擦均不计，且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推“涂料滚”，设该过程中撑竿对“涂料滚”的推力为F1，“涂料滚”对墙壁的压力为F2，则( )
A．F1增大 B．F1减小
C．F2增大 D．F2减小
8．如图所示,在一条小河中有一条小船,船受到一个与河岸成30°的F=1 000 N的拉力作用。若要使船沿与河岸平行的方向前进,需要另加一个力的作用,则这个力沿什么方向加可以最省力?该力的大小为多少?
【课后作业】
1．（单选）一个力的大小为30 N，将此力分解为两个分力，这两个分力的大小不可能是( )
A．10 N、10 N B．20 N、40 N
C．200 N、200 N D．700 N、720 N
2．（单选）将一个有确定方向的力F＝10 N分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与F成30°角，另一个分力的大小为6 N，则在分解时( )
A．有无数组解 B．有两组解
C．有唯一解 D．无解
3．（单选）如图所示，将绳子的一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长为10 m．用300 N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为( )
A．1 500 N B．6 000 N
C．300 N D．1 500eq \r(3) N
4. （单选）如图所示，三段不可伸长的细绳，OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上．若逐渐增加C端所挂重物的质量，则最先断的绳是( )
A．必定是OA
B．必定是OB
C．必定是OC
D．可能是OB，也可能是OC
5．（单选）如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，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
6．(多选)如图所示，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是( )
A．物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用
B．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C．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
D．力FN、F1、F2三力的作用效果与力mg、FN两个力的作用效果相同
7．(多选)如图所示，质量为m的物体受到推力F作用，沿水平方向做匀速直线运动，已知推力F与水平面的夹角为θ，物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力大小为( )
A．Fcs θ B．μmg
C．μF D．μ(mg＋Fsin θ)
8．（单选）长木板上有一木块，如图所示，当长木板的倾角θ逐渐增大时 ( )
A.如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力和支持力的合力逐渐增大
B.如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力、支持力和静摩擦力合力逐渐增大
C.如果木块一直静止于长木板上，则木块所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大
D.如果θ从0°一直增大到90°，则木块所受的摩擦力一直增大
9．如图所示，一个质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC，∠ABC＝α，AB边靠在竖直墙上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，重力加速度为g，求物块受到的摩擦力和弹力的大小．
10．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲及人均处于静止状态(已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。
g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。求：
(1)轻绳OA、OB中的张力分别是多大？
(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？
(3)若人的质量m2＝60 kg，人与水平面之间的动摩擦因数为μ＝0.3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？