第三章 第5节 力的分解（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（教科版2019）

第5节　力的分解 课程内容要求 核心素养提炼 1.知道力的分解的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算。 2．掌握根据力的作用效果确定分力方向的方法。 3．掌握运用平行四边形定则或三角形定则计算分力的方法。 1.物理观念：能从力的作用效果理解力的合成。掌握合力与分力的概念。 2．科学思维：理解力的分解是力的合成的逆运算。 3．科学探究：根据生活中的情境培养学生基于证据得出结论并作出科学解释的素养。 4．科学态度与责任：用力的分解原理分析生活中的实例，如斧头劈木桩、直升机飞行等。 [对应学生用书P89] 1．力的分解：求一个已知力的分力的过程。 2．与合成的关系：力的分解是力的合成的逆运算。 1．分解方法：把一个已知力F作为平行四边形的对角线，与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力F1和F2，如图所示。 2．分解依据：依据平行四边形定则，如果没有限制，一个力可以分解为无数组大小、方向不同的分力。实际问题中，应根据力的效果来分解。 [思考] 　如图所示，用手将一本厚书托住，并逐渐增加书本与水平面之间的夹角(书与手之间始终保持相对静止)，试体会： (1)书本所受重力产生了怎样的作用效果？ (2)在书本与水平面之间的夹角逐渐增大时，书本所受重力产生的作用效果怎样变化？ 提示　(1)使书本压紧手的力和使书本沿手所在平面下滑的力。 (2)使书本压紧手的力变小，使书本下滑的力增大。 1．立交桥建有一段长长的引桥，减小桥面的坡度，使车辆所受重力沿桥面(选填“桥面”或“垂直桥面”)方向的分力对行驶的影响减弱。 2．在斜拉桥中，某条钢索的拉力F可以分解为竖直向上的分力F1和水平(桥面)方向的分力F2，其中分力F1可以抵消或减轻车辆对梁体的影响。 1．定义：把一个力沿着相互垂直的两个 方向分解的方法，如图所示。 2．公式：F1＝F_cos_θ，F2＝F_sin_θ。 [思考] 如图所示，某人通过拉杆正拉着行李箱前行。他对箱子有一个斜向上的拉力，这个力对箱子产生了什么效果？ 提示　产生了两个效果：水平方向使箱子前进，竖直方向将箱子向上提起。 [对应学生用书P90] 探究点一　力的效果分解法 　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支撑在手掌心位置，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对手指和手掌均有作用力。请利用身边的学习用品亲自体验一下，并画出物品所受重力的分解示意图。 提示　 1．力的分解依据 (1)根据力的作用效果分解； (2)按实际需要分解。 2．根据力的作用效果分解力的基本思路 3．常见的力的分解实例 实例 分析 地面上物体受到斜向上的拉力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＝F cos θ，F2＝F sin θ(θ为拉力F与水平方向的夹角) 放在斜面上的物体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。故重力可分解为两个分力F1、F2，F1＝mg sin α，F2＝mg cos α(α为斜面倾角) 用剖面为等腰三角形的斧头劈柴时，力F产生的作用效果为垂直于两个侧面向外挤压接触面，相当于分力F1、F2的作用，且F1＝F2＝F 质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时，其重力产生两个效果：一是使球压紧挡板，相当于分力F1的作用；二是使球压紧斜面，相当于分力F2的作用，F1＝mg tan α，F2＝(α为斜面倾角) A、B两点位于同一平面内，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AO绳，相当于分力F1的作用；二是使物体拉BO绳，相当于分力F2的作用，F1＝F2＝(α为两绳与水平面的夹角) 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；二是使球拉紧悬线，相当于分力F2的作用，F1＝mg tan α，F2＝(α为悬线与竖直墙壁的夹角) 质量为m的物体被OA、OB两线拉住，OB水平，其重力产生两个效果：一是使物体拉紧OA线，相当于分力F1的作用；二是使物体拉紧OB线，相当于分力F2的作用，F1＝，F2＝mg tan θ(θ为OA线与竖直方向的夹角) 质量为m的物体被支架悬挂而静止(OA为水平直杆，OB可绳可杆)，其重力产生两个效果：一是压紧杆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＝(θ为OB与水平直杆OA的夹角) 质量为m的物体被支架悬挂而静止，其重力产生两个效果：一是拉AB，相当于分力F1的作用，二是压BC，相当于分力F2的作用，F1＝mg tan α，F2＝(α为BC与竖直方向的