教案-山西-2017_山西省运城市高中物理 第三章 相互作用 3.doc

3力的分解“力的分解”是物理教材力学部分中的重要内容，合力与分力的概念在物理教材里也是经常见到的，这两个概念在“力的合成”、“力的分解＂两节中着重叙述．虽然力的分解是力的合成的逆运算，但多数教师反映“力的分解”比“力的合成”难讲，学生也较难接受．主要原因是：分解一个力比求两个力的合力较难下手．如何分解一个力？分力的性质是什么？如何分解一个力，在一般的物理教材里都介绍过，但各教材也只是针对仅有的两至三个例题加以说明，且方法不一．力的分解以力的平行四边形法则为依据，只是现在要根据对角线来求平行四边形的两个邻边．如果不加限制，同一条对角线可作出无数个平行四边形，但在处理实际问题时，由已知力所产生的实际效果（形变、运动等等），先判断出两个分力的方向，就可以作出确定的分解了．根据实际效果来判断分力的方向，可是，有些习题的实际效果对于生活经验较少的学生来说又难以确定，这样，分力方向的确定就是一个难点，也是一个关键．否则，分力的求解更是无从谈起，至于分力的性质，教材里也没有说明。我认为讲好“力的分解”这节课，必须注意前面提到的那两个问题，并从以下几个方面来考虑．一，根据已知力的实际效果，也可借助分析受力的方法来确定已知力的分力方向分析此类习题的特点，一般是某一点或某一物受到三个力的作用而处于平衡状态，已知其中的一个力，另两个力的方向也能根据题意画出，求另两个力的大小或其反作用力的大小．解题时，可以不画某一点或某一物的受力图，只画已知力及其分力的示意图．（两个分力所在的位置一定在已知力的两个邻边上，且两分力方向与某一点或某一物所受的另两个未知力的方向相反）．［例题1］电线的上端固定在天花板上，下端吊一盏重10N的电灯，为了调节室内的照明，用绳在O点将灯拉至如图1所示的位置，求电线和水平绳所受的拉力各是多大？［解］O点受到三个拉力的牵引处于平衡状态，其中OC绳对O点的拉力Toc等于物体的重力，此拉力的作用效果分别沿AO、BO的方向拉紧两绳，可以设Toc的分力的为T2和T1．由图得出：T2=Toc=G=10（N）电线OB对O点的拉力与T1；相平衡大小，为14.1N，根据牛顿第三定律，电线OB所受的拉力也为14.1N；同样，水平绳OA对O点的拉力与T2相平衡，大小为10N，根据牛顿第三定律，水平绳OA所受的拉力为10N．［例题2］在倾角为θ的斜面上停放着一个重为G的物体，求物体对斜面的压力及沿斜面向下的力．［解］物体静止在斜面上，受的力有重力、支持力、静摩擦力，由G的实际效果，可以把G分解为如图2所示的G1；G2两分力，由图得：G1=GsinθG2=GcosθG1为题中所求的沿斜面向下的力，由于G2与支持力相平衡，据牛顿第三定律得，支持力又等于物体对斜面的压力，所以，物体对斜面的压力大小等于G2，即为Gcosθ．二、任何一个力都可以分解为两个互相垂直的分力根据力的平行四边形定则，任何一个力对物体的作用效果，都可以用两个互相垂直的分力来代替，至于分力方向的确定，没必要考虑被分解力的实际效果。在解题时，需要对某些力进行分解时，一般是先建立直角坐标系，坐标轴方向的选择可以根据具体的情况而定、如某一点或某一物处于平衡状态时，坐标轴方向的选取可以是任意的，但建立的坐标系最好使某一点或某一物的被分解力最少，只有这样，计算过程才简便．当某一点或某一物处于非平衡状态时，必须选运动方向作为某一坐标轴的正方向，另一坐标轴与之垂直即可．［例题3］在固定的光滑斜面上放一个重量为200N的物体，斜面的倾角为θ=30°，给物体一个水平方向的推力，使物体沿斜面匀速地向上运动，求水平推力的大小及斜面对物体支持力的大小．［解］物体受力如图3所示（G为重力，N为支持力，F为推力）坐标轴的建立如图，Nx、Ny为N的两个分力，其中：Nx=Nsinθ，Ny=Ncosθ因物体在x、y轴上受力平衡，故得出：Ny=G，Nx=F把Nx=Nsinθ，Ny=Ncosθ代入上二式，得出N=G/cosθ=200/cos30°=231（N）F=Gtanθ=200×tan30°=116（N）读者可以试一试，当坐标轴按其它方向选取时，计算过程又该怎样，是否繁琐一些．三、分力的性质分力是已知力的分力，它们的性质和已知力相同．有些习题中所求的物理量，不是分力，如例题1，T1、T2只是TOC的分力，并非题中所求量．在例题2中，G2并非物体对斜面的压力，G2只是G的一个分力，与重力一样，属于引力的范围，物体对斜面的压力属于弹力的范围，作用的斜面上．以上内容是笔者针对“力的分解＂一节中的教学谈了自己的一点体会．总之，只有正确地确定分力的方向，理解分力的性质，有关力的分解的习题就能迎刃而解了．