第4章 第2节 力的分解（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第2节　力的分解(强基课—逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。 学考层级 1.形成初步的力的分解概念，会应用力的分解来解决简单的实际问题。 2.通过对比较简单的物理问题分析推理的过程，获得一定的结论。 3.感受力的分解在生活中的应用。 选考层级 1.能理解力的分解的概念，并应用力的分解来解决实际问题。 2.通过分析数据，发现其中的规律，形成合力的结论，能用力的分解进行解释。 3.通过实例分析，会应用力的效果分解法、正交分解法。 逐点清(一)　力的分解 [多维度理解] 1．定义：求一个已知力的分力的过程。 2．分解法则：力的分解遵循平行四边形定则。 3．分解与合成的关系：力的分解是力的合成的逆运算。 (1)理论上，不论有多少个共点力，都可以用一个合力来等效替代，反之，一个力也可用多个分力来等效替代。 (2)当各分力已知时，合力是唯一确定的，但因为对同一条对角线可作出无数个平行四边形，所以合力的分解方式也是多种多样的。 1．力的分解的实质 力的分解的实质是找出几个力去替代一个已知的力，而不改变原来一个力产生的作用效果。 2．力的分解的原则 将某个力进行分解，如果没有条件约束，从理论上讲有无数组解，因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示)，这样分解是没有实际意义的。实际分解时，一个力按力的作用效果可以分解为两个确定的分力。 [全方位练明] 1．判断下列说法是否正确。 (1)一个力不可能分解出两个比它自身大的力。(×) (2)一个力可以分解为两个和它大小相等的力。(√) (3)一个力可分解为几对分力。(√) (4)一个力可分解出比它小的力。(√) 2．关于力的分解，下列叙述正确的是(　 ) A．分力一定小于合力 B．任何一个力都只有一种分解情况 C．10 N的力可以分解为16 N和5 N的两个分力 D．10 N的力可以分解为12 N和6 N的两个分力 解析：选D　分力不一定小于合力，例如：F1＝5 N，方向向东，F2＝4 N，方向向西，则合力F＝1 N，分力大于合力，A错误；如果没有限制，任何一个力都有多种分解情况，B错误；16 N和5 N两个分力，其合力最大值为21 N，合力的最小值为11 N，其合力不可能等于10 N，所以，10 N的力不可以分解为16 N和5 N的两个分力，C错误；同理，D正确。 3．下列图中按力的作用效果分解正确的是(　 ) 解析：选A　B、C、D选项的正确分解方法如图所示。 逐点清(二)　力的正交分解 [多维度理解] 1.力的正交分解 　把一个力分解为两个互相垂直的分力的方法，如图所示，Fx＝Fcos_θ，Fy＝Fsin_θ。正交分解适用于各种矢量运算。 2．力的正交分解的方法和步骤 [典例]　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。(cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6) [解析]　如图甲所示建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐标轴上，并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有Fx＝F1＋F2cos 37°－F3cos 37°＝27 N Fy＝F2sin 37°＋F3sin 37°－F4＝27 N 建立如图乙所示的直角坐标系， 合力F＝≈38.2 N tan φ＝＝1，得φ＝45° 即合力的大小约为38.2 N，方向与F1夹角为45°斜向上。 [答案]　38.2 N，方向与F1夹角为45° 斜向上 /方法技巧/ 正交分解时坐标轴的建立原则 为使问题简化，建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则： (1)使尽量多的力处在坐标轴上。 (2)尽量使某一坐标轴上各分力的合力为零。　　 [全方位练明] 1.(多选)如图所示，物体放在粗糙的斜面上静止不动，斜面的倾角为θ，把斜面上物体所受的重力G分解为F1、F2两个分力，下列说法正确的是(　 ) A．将重力G分解为F1、F2两个分力是根据重力的实际作用效果进行分解 B．F1是斜面受到的压力 C．F2是斜面作用在物体上使物体下滑的力 D．两个分力大小分别为：F1＝Gcos θ和F2＝Gsin θ 解析：选AD　将重力G分解为F1、F2两个分力是根据重力的实际作用效果进行分解，A正确；F1是重力沿垂直斜面方向的分力，与压力是不同性质的力，只能说F1的大小等于斜面受到的压力的大小，B错误；F2是重力沿斜面方向向下的分力，不是斜面作用在物体上使物体下滑的力，C错误；两个分力大小分别为F1＝Gcos θ，F2＝Gsin θ，D正确。 2．(2023·济南高一检测)如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面间的动摩擦因数均相同，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(　 )