第3章 第5节 力的分解(Word教参)-【优化指导】2026-2027学年高中物理必修第一册(教科版2019)
第5节 力的分解
物理观念 | 科学探究 | 科学态度与责任 |
1.知道分力的概念。 2.知道力的分解的方法。 | 1.能够利用平行四边形定则对一个已知力进行分解。 2.能够根据力的实际作用效果对力进行分解。 3.掌握正交分解的基本方法,能够运用正交分解进行力的运算。 | 1.结合实际生产生活理解力的分解,知道力的分解在实际应用中的作用。 2.体会正交分解在解决力的运算问题时的应用。 |
[对应学生用书P86]
一、力的分解
1.一个力作用在物体上可以用几个共同作用在物体上的共点力来等效替代,这几个力称为那一个力的分力。求一个已知力的分力叫作力的分解。
2.力的分解是力的合成的逆运算,遵循平行四边形定则。
3.从理论上说,一个力可以分解为无数组大小、方向不同的分力。如果没有限制,对某已知力,以它为对角线,可以作出无数个不同的平行四边形,即同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个已知力应怎样分解,要根据实际需要(力的作用效果等)确定。
二、正交分解
1.将一个力沿着相互垂直的两个方向进行分解。
2.写出右图中的三角函数关系式
F1=Fsin_θ;F2=Fcos_θ;
F1=F2tan_θ。
3.直角坐标系:以力的作用点为原点,建立直角坐标系,将力沿x、y方向进行正交分解。
判断下列说法的正误。(对的画“√”,错的画“×”)
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(1)将一个力F分解为两个力F1和F2, 物体同时受到F1、F2和F三个力作用。 ( × )
(2)将一个已知力进行分解,若已知两个分力的方向,则只有唯一解。 ( √ )
(3)重力为G的物体静止在斜面上,重力可以分解为沿斜面下滑的力和对斜面的压力。 ( × )
(4)运动员做引体向上(缓慢上升)动作时,双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大,是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故。 ( × )
备课札记
[对应学生用书P87]
探究点一__力的分解_
体会下列四种情况的力的分解。图甲中女生拉箱子的力;图乙中重物A的重力;图丙中斧子向下对木头的劈力;图丁中男子推割草机的作用力。
[问题设计]
以上所说的四种情况下的作用力的实际作用效果是什么?
提示:图甲:女生的拉力的作用效果:对箱子竖直向上的拉力和水平向前的拉力。
图乙:A的重力产生OC杆对手掌向右的压力和对绳OB斜向下的拉力。
图丙:斧子向下的劈力产生对两侧木头的压力。
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图丁:男子的推力产生向前的推力和向下的压力。
1.等效原则:如果两个力作用在物体上的作用效果和一个力单独作用在物体上的作用效果相同,那么这两个力称为这一个力的分力,求解分力的过程叫作力的分解。
2.力的分解的方法:平行四边形定则。
3.数学意义上的分解:如果没有任何限制,以一个力为对角线,可以作无数个平行四边形,因此理论上讲一个力可以分解为无数对分力,如图所示。
力的分解有解或无解,简单地说就是代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形(或三角形)。若可以构成平行四边形(或三角形),说明合力可以分解成给定的分力,即有解;若不能,则无解。常见的有以下几种情况。
已知条件 | 分解示意图 | 解的情况 | |
已知两个分力的方向 | 唯一解 | ||
已知一个分力的大小和方向 | 唯一解 | ||
已知一个分力(F2)的 大小和另一个分力 (F1)的方向 | ①F2< F sin θ | 无解 | |
②F2= F sin θ | 唯一解 | ||
③F sin θ< F2<F | 两解 | ||
④F2≥F | 唯一解 | ||
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