人教版必修一35力的分解6内容摘要:
斜面倾角 Ө有关,有什么关系 ? 生:斜面倾角 增大时, Fl变大、 F2 都减小. 师:下面我们再通过实验验证一下是不是这样. (实验验证 )通过抬高木片的一端使木片与地面间的夹角逐渐增大,通过观察橡皮筋的形 变量来看 F2 的变化,通过观察木片的形变程度的观察来看 F2 的变化. (注意:如果物体是一个木块的话应该让木块和木片之间的摩擦很小,也可以用小车代替木块来做实验,因 为滚动摩擦比滑动摩擦要小 )动画模拟刚才实验的过程.以便学生能够更为全面地了解两个分力的变化情况 投影展示桥梁的引桥,引发问题 师:我们知道,桥梁建设得越长,消耗的生产资料越多,为什么桥梁的引桥还要建设那么长呢 ? 生:增大引桥的长度的目的是减小桥与地面之间的夹角,从而使汽车的重力沿桥面方向的分力减小,减少交通事故的发生. 师:刚才这位同学分析得很好,为了加深对力的分解的认识,我们看以下的练习题. [课堂训练 ] 1.如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布,如图 3— 5— 4 所示,那么怎样才能保持塔柱所受的合力 竖直向下呢 ? 解析:因为钢索的斜向拉力会对塔柱产生两个效果:一方面竖直向下压塔柱,另一方向沿水平方向拉塔柱,故可以把两个斜向的拉力各分解为一个竖直向下的分力和一个水平方向的分力.要使一对钢索对塔柱拉力的合力竖直向下,如图 355 所示,只要它们的水平分力大小相等就可以了,即 F1x=F2x,而 F1x= Flsina, F2x= F2sinβ 所以有 Flsina= F2sinβ,即 Fl/ F2= sina/sinβ. 结论:两侧拉力大小应跟它们与竖直方向夹角的正弦成反比. 2.在倾角 o= 30’的斜面上有一块竖直放 置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个重为 G= 20N 的光滑圆球,如图 356 所示.试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力. 答案; 3/320 N, 3/340 N 解析:球受到向下的重力作用,这个重力总欲使球向下运动,但是由于挡板和斜面的支持,球才保持静止状态,因此球的重力产生了两个作用效果,如图所示,根据作用效果分解为两个分力: (1)使球垂直压紧斜面的力 F2; (2)使球垂直压紧挡板的力F1.由几何知识可 得几与几的大小.如图 3— 5— 7 所示,三个力可构成一个直角三角形.由几何关系得,球对挡板的压力 F1= Gtana= 3/320 N, 其方向与挡板垂直.球对斜面的压力 F2=G/cosa= 3/340 N,其方向与斜面垂直. (注意:以上两个例题可以根据学生的实际情况选用,其中第一个难度大些,可供学生整体水平较高的班级使用,第二个和我们的例题类似,可以在例题之后直接进行,如果再进一步地研究这个问题,可以使挡板缓慢地逆时针旋转,让学生求解在这种情况下重 力两个分力的变化情况,锻炼学生分析动态变化的问题的能力 ) 二、矢量相加法则 师:通过这两节课的学习,我们知道力是矢量,力的合成与分解不能简单地进行力的代数加减,而是根据平行四边形定则来确定合力或者分力的大小和方向.前面我们学过的矢量还有位移,位移的相加也遵循平行四边形定则吗 ?我们来看教材 69页“矢量相加法则”这部分内容,然后回答有关问题. 学生阅读课本有关内容,初步认识平行四边形定则不仅仅适用于力的合成与分解,同样也 适用于其他矢量的合成与分。人教版必修一35力的分解6
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题中的力的分解 具体问题中 一个力究竟应该怎样分解呢。 先让我们一起来看 看下面两个实例: 农田耕作时,拖拉机斜向上拉耙 (课本图)。 拖拉机拉着耙,对耙的拉力是斜向上的,这个力产生了两个效果;一方面使耙克服泥土的阻力前进;另一方面同时把耙往上提,使它不会插得太深。 也就是一个力产生了两个效果( 画出物体的受力示意图,如下 )。 师: 如果这两个效果是由某两个力分别产生的
三角形知识 求分力的大小和方向 . 用平行四边形定则 定分力的大小。 (把力 F作为对角线,画平行四边形得分力 ) 分析力的 作用效果。 据力的作用效果 定分力的方向。 (画两个分力的方向 ) 已知 放在斜面上的物体所受重力为 G, 斜面倾角为 θ θ 放在斜面上的物体所受重力 G产生怎样的作用效果。 如何分解。 F2= G cosθ G F1 F2 θ θ F1 F2 G θ F1= G
效果。 点评 :进一步探索,逐步推导。 教师活动:教师引导学生总结: 那么在实际问题中进行力的分解时应遵循什么原则。 学生活动:学生讨论后进行作答: 按照力的实际作用 效果进行分解。 点评 :培养学生的概括能力 综合点评: 对于力的分解,学生比较容易理解,而对于力的分解要按照力的实际作用效果进行分解这一点,较难理解。 这里加了一个学生参与,并可以亲身体会力的作用效果的这个小实验
. 思路点拨 解析 球的重力产生两个作用效果:一是使球对挡板产生压力,二是使球对斜面 产生压力 . 如下图 ( a) 所示,球对挡板的压力就等于重力沿垂直于挡板方向上的分力 F1,在挡板 P 缓慢转动的过程中,重力 G 的大小和方向保持不变,分力 F2的方向不变,总与斜面垂直,分力 F1的大小和方向都发生变化,所以构成的平行四边形的形状对应变化,但无论如何变化,所构成的平行四边形总夹在两条平行线
述两种情况分别有三种解法,结果肯定一致. • 特别提醒: • 在有些问题中,如果不需考虑物体的转动和形变,物体的形状、大小可以忽略,即物体可以看成质点,那么作用在该物体上的力即使不是共点力,也可以当作共点力处理.力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力. • 例 1关于两个分力 F F2及它们的合力 F的说法,下述正确的是 ( ) • A.合力 F一定与 F F2共同作用产生的效果相同 •
条上,使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度.力 F对橡皮条产生的效果跟力 F1和 F2共同产生的效果相同,所以力 F等于F1和 F2的合力. 经过前人很多次的、精细的实验,最后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示F F2的合力。 归纳:可见互成角度的两个力的合成,不是简单的将两个力相加减,而是 用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形