(教案)第4章 第2节 力的分解-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(鲁科版2019)

第2节　力的分解 学业要求＋核心素养 1．知道力的分解和分力的概念。(物理观念) 2．理解力的分解是力的合成的逆运算，会用平行四边形定则求分力，会用直角三角形计算分力。(科学思维) 3．掌握力的正交分解的方法，并能计算运用。(科学思维) 4．会用力的分解分析生产和生活中的实际问题。 (科学思维) 一、分力　力的分解 1．基础梳理 力的分解：求一个已知力的分力叫作力的分解。 2．尝试探究 如图甲所示，用手长时间提箱子的情况下，身体会发生倾斜。 (1)当你手提着箱子时，对箱子有一个斜向上方的拉力F，这个力对箱子产生什么效果？ 提示：手对箱子的拉力F产生两个效果：水平方向上向左的作用效果和竖直方向上向上的作用效果。 (2)这种效果能否用力F1和力F2来代替？ 提示：力F对箱子的作用效果可以用水平方向的分力F1和竖直方向的分力F2来实现(如题图乙)。 (3)力的合成与分解有什么关联吗？力的分解遵守什么法则呢？ 提示：互为逆运算。力的分解同样也遵守平行四边形定则。 (4)我们一般如何分解力呢？如图所示，接触面均光滑，球处于静止，应怎样分解重力？ 提示：一般按照力的作用效果来分解，如图所示。 二、力的正交分解 1．基础梳理 力的正交分解：把一个力分解为两个互相垂直的分力。 2．尝试探究 在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化。 (1)如图甲所示，拉箱子的力产生了哪些作用效果？ 提示：产生了两个作用效果：一是水平向前拉箱子的效果，二是竖直向上提箱子的效果。 (2)如何把箱子的拉力正交分解呢？ 提示：分别以水平方向和竖直方向为x轴和y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力，如图所示。 Fx＝Fcos α，Fy＝Fsin α。 (3)如图乙所示，怎样去选取坐标呢？ 提示：原则上是任意的，实际问题中，让尽可能多的力落在坐标轴上，这样就可以尽可能少地分解力(如图所示)。 三、力的分解的应用 尝试探究 (1)高大的立交桥要建有很长的引桥，这是为什么呢？ 提示：在汽车下坡时，沿斜坡方向的分力使汽车下滑。在汽车上坡时，沿斜坡方向的分力阻碍汽车上行。因此引桥的作用是为了减小坡度，使行车更加方便安全。 (2)砍刀、劈斧都是前端锋利，后面越来越厚，它们的横截面是夹角很小的楔形，你知道这是为什么吗？ 提示：砍刀、劈斧砍劈物体时，会产生向两端扩张的分力，如图所示，两分力的大小与楔形的夹角有关，相同外力的情况下，夹角越小，两分力越大，从而越容易将物体劈开。 (3)我国古代的能工巧匠利用合力和分力的关系设计出了拱形桥，你能说出其中的原理吗？ 提示：拱形桥将竖直向下的压力转化为两个斜向下的分力，大大提高了桥梁的承载能力。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)力的分解遵循平行四边形定则。 (　　) √ (2)某个分力的大小不可能大于合力。 (　　) ×　提示：某个分力可能大于合力的大小。 (3)力的正交分解是指把一个力分解为水平和竖直两个方向互相垂直的分力的方法。 (　　) ×　提示：力的正交分解是指把一个力分解为两个互相垂直的分力，两分力不一定要沿水平和竖直方向。 (4)当物体受多个力作用时，常用正交分解法进行力的运算。 (　　) √ 2．(多选)将一个力F分解为两个力F1和F2，下列说法正确的是(　　) A．F是物体实际受到的力 B．F1和F2不是物体实际受到的力 C．物体同时受到F1、F2和F三个力作用 D．F1和F2共同作用的效果与F相同 ABD　解析：在力的分解中，F是物体实际受到的力，F1、F2不是物体实际受到的力。F1和F2共同作用的效果与F相同，故选项A、B、D正确，选项C错误。 3．如图所示，用拇指、食指捏住圆规的一个针脚A，另一个有铅笔芯的脚B支撑在手掌位置，使OA水平，然后在外端挂上一些不太重的物品，这时针脚A、B分别对手指和手掌有作用力，对这两个作用力方向的判断，下列图中大致正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　A　　 B　　 C　　 D C　解析：以圆规上的O点为研究对象，O点所挂重物的两个作用效果分别是沿OA方向向左拉OA和沿OB方向斜向下压OB，通过圆规两针脚作用在手上的力如图C所示，C正确。 4．(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 CD　解析：逆向思维法，根据两个分力的合力的取值范围来判定。如A项中6 N和3 N的合力的大小范围是