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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修1 相互作用相互作用第三章第三章 5力的分解力的分解第三章第三章 课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5易错案例剖析易错案例剖析6课课 时时 作作 业业7学习目标定位学习目标定位1学习目标定位学习目标定位理解力的分解的概念，知道力的分解是力的合成理解力的分解的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算的逆运算会根据实际效果进行力的分解，能根据数学知识会根据实际效果进行力的分解，能根据数学知识求分力求分力掌握力的正交分解的方法掌握力
2、的正交分解的方法知道三角形定则，能区分矢量和标量知道三角形定则，能区分矢量和标量课堂情景切入课堂情景切入举举重重运运动动员员分分别别用用一一只只胳胳膊膊如如图图(a)、两两只只胳胳膊膊如如图图(b)(c)把把杠杠铃铃举举了了起起来来。若若已已知知F的的大大小小和和方方向向，你你用用什什么么方方法能求得法能求得F1、F2呢？呢？知识自主梳理知识自主梳理1定义：定义：求一个已知力的求一个已知力的_的过程。的过程。力的分解是力的合成的力的分解是力的合成的_。2分分解解法法则则：把把一一个个已已知知力力F作作为为平平行行四四边边形形的的_，与与力力F共共点点的的平平行行四四边边形形的的两两个个_，就就
3、表表示示力力F的的两两个个分分力力F1和和F2，如图所示。，如图所示。3.分分解解依依据据：依依据据平平行行四四边边形形定定则则，如如果果没没有有限限制制，一一个个力力可可以以分分解解为为_对对大大小小、方方向向不不同同的的分分力力。实实际际问问题题中中，应把力向应把力向_方向来分解。方向来分解。分力分力逆运算逆运算对角线对角线邻边邻边无数无数实际作用效果实际作用效果1 矢矢 量量：既既 有有 大大 小小，又又 有有 方方 向向，合合 成成 时时 遵遵 守守_或或_的物理量。的物理量。2标标量量：只只有有大大小小，没没有有方方向向，求求和和时时按按照照_相加的物理量。相加的物理量。3三三角角形
4、形定定则则：把把两两个个矢矢量量_，从从第第一一个个矢矢量量的的_指指向向第第二二个个矢矢量量的的_的的有有向向线线段段就就表表示示合合矢矢量量的的大大小小和和方方向向。三三角角形形定定则则与与平平行行四四边边形形定定则则实实际际上上是是_。(如图如图)矢量相加的法则矢量相加的法则平行四边形定则平行四边形定则三角形定则三角形定则算术法则算术法则首尾相接首尾相接始端始端末端末端一样的一样的重点难点突破重点难点突破一、力的分解的几种情况一、力的分解的几种情况1不受条件限制的分解不受条件限制的分解一一个个力力分分解解为为两两个个力力，从从理理论论上上讲讲有有无无数数组组解解。因因为为同同一一条对角线
5、可以构成的平行四边形有无穷多个条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示如图所示)。二、力的效果分解法二、力的效果分解法1力的效果分解法的一般思路力的效果分解法的一般思路在在实实际际问问题题中中一一个个力力究究竟竟该该分分解解成成怎怎样样的的两两个个力力，要要看看力力的实际作用效果。的实际作用效果。(1)根据力根据力F所产生的两个效果画出分力所产生的两个效果画出分力F1和和F2的方向。的方向。(2)根根据据平平行行四四边边形形定定则则用用作作图图法法求求出出分分力力F1和和F2的的大大小小，要注意标度的选取。要注意标度的选取。(3)根据数学知识用计算法求力根据数学知识用计算法求力F1和和
6、F2的大小。的大小。2常见实例分析常见实例分析特别提醒：特别提醒：按按力力的的作作用用效效果果分分解解时时，准准确确确确定定两两个个分分力力的的方方向向是是关关键键，作出平行四边形后常用三角函数、相似三角形求解。作出平行四边形后常用三角函数、相似三角形求解。A这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱B这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大C这有可能，这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D这这有有可可能能，但但A板板对对衣衣橱橱的的推推力力不不可可能能大大
7、于于小小明明的的重重力力答案：答案：C解解析析：小小明明的的重重力力可可分分解解为为沿沿两两个个木木板板方方向向的的分分力力，由由于于两两个个木木板板夹夹角角接接近近180，根根据据平平行行四四边边形形定定则则，可可知知分分力力可可远远大于小明的重力，选项大于小明的重力，选项C正确。正确。三、力的正交分解法三、力的正交分解法1定定义义：在在许许多多情情况况下下，根根据据力力的的实实际际作作用用效效果果，我我们们可可以以把把一一个个力力分分解解为为两两个个相相互互垂垂直直的的分分力力。把把力力沿沿着着两两个个选选定定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。
8、2适用情况：适用情况：适用于计算三个或三个以上力的合成。适用于计算三个或三个以上力的合成。3步骤：步骤：(1)建建立立坐坐标标系系：以以共共点点力力的的作作用用点点为为坐坐标标原原点点，直直角角坐坐标系标系x轴和轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上。轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上。特别提醒：特别提醒：(1)建建立立坐坐标标系系之之前前，要要对对物物体体进进行行受受力力分分析析，画画出出各各力力的示意图，一般各力的作用点都移到物体的重心上。的示意图，一般各力的作用点都移到物体的重心上。(2)建建立立坐坐标标系系的的原原则则：使使尽尽量量多多的的力力落落在在坐坐标标轴轴上上，尽尽量减少分解力的
9、个数。量减少分解力的个数。解解析析：将将重重力力G沿沿平平行行于于斜斜面面和和垂垂直直于于斜斜面面两两个个方方向向正正交交分分解解如如图图所所示示，则则NG2Gcos，A对对；fG1Gsin，B对对；重力重力G大小等于大小等于N与与f合力大小，合力大小，G2N2f 2，D对。对。考点题型设计考点题型设计按作用效果将力分解按作用效果将力分解解解析析：根根据据两两球球所所处处的的环环境境，正正确确进进行行力力的的作作用用效效果果分分析析，作作力力的的平平行行四四边边形形，力力的的计计算算可可转转化化为为直直角角三三角角形形的的边边角角计计算算，从而求出压力之比。从而求出压力之比。对对球球1所所受受
10、重重力力来来说说，其其效效果果有有二二：第第一一，使使物物体体欲欲沿沿水水平平方方向向推推开开挡挡板板；第第二二，使使物物体体压压紧紧斜斜面面。因因此此，其其力力的的分分解解如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为：如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为：F1Gtan，F2G/cos。点评：点评：要根据重力要根据重力G产生的实际效果进行分解。产生的实际效果进行分解。本本题题中中两两挡挡板板放放置置的的方方位位不不同同，重重力力的的分分力力大大小小和和方方向向也也就不一样。就不一样。答案：答案：C解解析析：以以圆圆规规上上的的O点点为为研研究究对对象象，O点点所所挂挂物物体体的的重重力力产产生生两
11、两个个作作用用效效果果：一一个个是是沿沿AO方方向向向向左左拉拉AO，另另一一个个是是沿沿OB方方向向斜斜向向下下压压OB，通通过过圆圆规规两两脚脚作作用用在在手手上上的的力力如如选选项项C所示。所示。力的正交分解力的正交分解答案：答案：(1)水平风力的大小水平风力的大小12N；(2)人对地面的压力大小为人对地面的压力大小为491N；(3)若水平风力增强，人对地面的压力不变。若水平风力增强，人对地面的压力不变。(3)若若风风力力增增强强，只只改改变变了了水水平平方方向向的的力力，视视气气球球及及人人为为一一整整体体可可知知，竖竖直直方方向向上上的的受受力力情情况况没没改改变变，人人对对地地面面
12、的的压压力力不变。不变。物理与生活物理与生活解解析析：当当合合力力一一定定时时，分分力力的的大大小小和和方方向向将将随随着着分分力力间间夹夹角角的的改改变变而而改改变变。两两个个分分力力间间的的夹夹角角越越大大，分分力力也也就就越越大大(如如下图下图)。刀刀、斧斧等等工工具具正正是是利利用用了了这这一一道道理理。将将刀刀斧斧的的刃刃做做薄薄，使使其其锋锋利利；将将其其背背适适当当做做厚厚，使使劈劈开开物物体体的的分分力力之之间间的的夹夹角角较较大大，产生的分力也就越大。产生的分力也就越大。易错案例剖析易错案例剖析易错点：对重力分解机械性记忆导致错误易错点：对重力分解机械性记忆导致错误易错分析：
13、易错分析：在解答本题时易犯错误具体分析如下：在解答本题时易犯错误具体分析如下：易错选项易错选项错误原因错误原因B项项解答常规题目的思维定势，质量为解答常规题目的思维定势，质量为m的小滑块静的小滑块静止在半径为止在半径为R的半球体上，小滑块所受到的重力的半球体上，小滑块所受到的重力可以分解为沿切线方向的分力和垂直于半球体指可以分解为沿切线方向的分力和垂直于半球体指向球心的分力。此题类似于质量为向球心的分力。此题类似于质量为m的物体放在的物体放在倾角为倾角为的斜面上重力的分解，由于机械记忆，没的斜面上重力的分解，由于机械记忆，没有弄清楚题中所给的有弄清楚题中所给的是指哪个角，就错误地认为是指哪个角
14、，就错误地认为沿球面下滑的分力等于沿球面下滑的分力等于mgsin，垂直于球面的分，垂直于球面的分力等于力等于mgcos，故易错选，故易错选B、D。D项项正确解答：正确解答：质量为质量为m的小滑块静止在半径为的小滑块静止在半径为R的半球的半球体体上上，小小滑滑块块受受到到重重力力mg、球球面面的的支支持持力力FN和和摩摩擦擦力力Ff作作用用，如如图图所所示示。重重力力mg产产生生两两个个效效果果，沿沿切切线线方方向向使使物物体体下下滑滑，其其分分力力等等于于摩摩擦擦力力的的大大小小，则则Ffmgsin(90)mgcos，沿沿半半径径方方向向压压紧紧球球面面，其其分分力力大大小小等等于于支支持持力力大大小小，则则FNmgcos(90)mgsin，由此可知，由此可知B、C、D均错，均错，A正确。正确。正确答案：正确答案：A课课 时时 作作 业业