第3章 第5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（粤教版2019）

第五节　力的分解 核心素养导学 物理观念 知道什么是力的分解，理解力的分解是力的合成的逆运算。 科学思维 知道力的分解的一般方法，掌握力的正交分解的方法，体会“等效替代”的物理思想在力的分解中的运用。 科学态度与责任 养成分析问题和解决问题的科学态度，会应用力的分解的方法解决生产、生活中的实际问题。 一、力的分解方法 1．力的分解：求一个已知力的分力的过程。 2．力的分解与合成的关系：力的分解是力的合成的逆运算。 3．分解法则：遵循平行四边形定则。 4．如果没有限制，同一个力可以分解为无数对大小和方向都不同的分力。 5．在实际问题中，一般先根据力产生的效果确定分力的方向，再依据平行四边形定则计算分力的大小。 二、力的分解的应用　力的正交分解 1．当合力一定时，分力的大小和方向会随着分力间的夹角改变而改变，两个分力的夹角越大，分力就越大。 2．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。 1.如图所示，一个人正在拖地时拖把杆的推力产生了哪两个效果？试画出该推力的分解示意图。 提示：拖把杆的推力产生了使拖把前进和压紧地面两个效果。推力F的分解示意图如图所示： 2．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？ 这种效果能否用力F1和力F2来代替？将力F分解为F1和F2的分解方式有什么特点？ 提示：手对箱子的拉力F产生两个效果：水平方向向左的作用效果，竖直方向向上的作用效果；力F对箱子的作用效果可以用水平方向的分力F2和竖直方向的分力F1来实现；两个分力F1和F2相互垂直。 新知学习(一)|力的效果分解法 [任务驱动] 如图所示是某同学设计的一个小实验，他将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂重物，并保持静止。请思考： (1)通过实验该同学会有什么感受？ 提示：该同学会感受到手指被绳拉紧、掌心被杆压紧的感觉。 (2)重物的重力产生了什么效果？ 提示：重物所受重力的作用效果有两个，一是拉紧细绳，二是使杆压紧。 (3)重物的重力应该怎样分解？ 提示： 重力可分解为沿细绳方向的力F1和沿杆方向的力F2，如图所示，由三角函数得F1＝，F2＝Gtan θ。　　　　　 [重点释解] 1．依据作用效果分解力的常见实例 分解实例 分析 地面上物体受斜向上的拉力F，拉力F一方面使物体沿水平地面前进，另一方面向上提物体，因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2。F1＝Fcos α，F2＝Fsin α 质量为m的放在斜面上的物体所受的重力产生两个效果：一是使物体具有沿斜面下滑的趋势；二是使物体压紧斜面，因此重力mg可分解为沿斜面向下的力F1和垂直于斜面向下的F2，F1＝mgsin α，F2＝mgcos α 斧头劈柴时，力F产生的作用效果为垂直于两个侧面向外挤压接触面。因此力F可分解为分力F1、F2，且F1＝F2＝F 质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住静止于斜面上，其重力产生两个效果：一是使球压紧板的分力F1；二是使球压紧斜面的分力F2。F1＝mgtan α，F2＝ 2.力对细绳的作用效果 力方向一定沿绳并指向绳伸长的方向 分解实例 分析 A、B两点位于同一平面上，质量为m的物体被AO、BO两绳拉住，其重力产生两个效果：一是使物体拉OA绳，相当于分力F1的作用；二是使物体拉OB绳，相当于分力F2的作用。F1＝F2＝ 质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上，其重力产生两个效果：一是使球垂直压紧墙面，相当于分力F1的作用；二是使球拉绳，相当于分力F2的作用。F1＝mgtan α，F2＝ 质量为m的物体被OA、OB两线拉住，OB水平，物体重力产生两个效果：一是拉紧OA，相当于分力F1的作用；二是拉紧OB，相当于分力F2的作用。F1＝，F2＝mgtan θ 3.力对轻杆的作用效果 力不一定沿着杆的方向，要结合已知条件判断 分解实例 分析 质量为m的物体被支架悬挂而静止(OA为杆，OB为绳或杆)，其重力产生两个效果：一是压OA，相当于分力F1的作用；二是拉OB，相当于分力F2的作用。F1＝，F2＝ 质量为m的光滑小球被支架悬挂而静止，其重力产生两个效果：一是使物体拉AB，相当于分力F1的作用；二是使物体压BC，相当于分力F2的作用。F1＝mgtan α，F2＝ [典例体验] [典例]　刀、斧、凿、刨等切割工具的光滑刃部叫作劈，劈的纵截面是一个三角形，如图所示，使用劈ABC时，在劈背上中点D处施加力F，这个力产生两个效果，使劈的两个侧面推压物体，把物体劈开。设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d，劈的长度是l，劈本