高中物理正交分解教案

龍文學(xué)校個性化輔導(dǎo)教案提綱龍文學(xué)校個性化輔導(dǎo)教案提綱教師：顧樂安學(xué)生：宋文皓時間:2011年11月26日8:00—10:00段授課目的與考點分析：在高中物理學(xué)習(xí)中，正確應(yīng)用正交分解法能夠使一些復(fù)雜的問題簡單化，并有效的降低解題難度。力的正交分解法在整個動力學(xué)中都有著非常重要的作用，掌握運用力的正交法解題。二、授課內(nèi)容：正交分解法的目的和原則把力沿著兩個經(jīng)選定的互相垂直的方向分解叫力的正交分解法，在多個共點力作用下，運用正交分解法的目的是用代數(shù)運算公式來解決矢量的運算。在力的正交分解法中，分解的目的是為了求合力，尤其適用于物體受多個力的情況，物體受到F1、F2、F3…，求合力F時，可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解，則在x軸方向各力的分力分別為F1x、F2x、F3x…，在y軸方向各力的分力分別為F1y、F2y、F3y…。那么在x軸方向的合力Fx=F1x+F2x+F3x+…，在y軸方向的合力Fy=F2y+F3y+F3y+…。合力，設(shè)合力與x軸的夾角為θ，則。在運用正交分解法解題時，關(guān)鍵是如何確定直角坐標系，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則；在動力學(xué)中，以加速方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標，這樣使牛頓第二定律表達式為：運用正交分解法解題步驟在運用正交分解法解題時，一般按如下步驟：㈠以力的作用點為原點作直角坐標系，標出x軸和y軸，如果這時物體處于平衡狀態(tài)，則兩軸的方向可根據(jù)自己需要選擇，如果力不平衡而產(chǎn)生加速度，則x軸（或y軸）一定要和加速度的方向重合；㈡將與坐標軸成角度的力分解成x軸和y軸方向的兩個分力，并在圖上標明，用符號Fx和Fy表示；㈢在圖上標出與x軸或與y軸的夾角，然后列出Fx、Fy的數(shù)學(xué)表達式。如：F與x軸夾角分別為θ，則。與兩軸重合的力就不需要分解了；㈣列出x軸方向上和各分力的合力和y軸方向上的各分力的合力的兩個方程，然后再求解。運用正交分解法典型例題例1.物體放在粗糙的水平地面上，物體重50N，受到斜向上方向與水平面成300角的力F作用，F(xiàn)=50N，物體仍然靜止在地面上，如圖1所示，求：物體受到的摩擦力和地面的支持力分別是多少？

300圖1yxfFG300圖1yxfFGN圖2α由于物體處于靜止狀態(tài)時所受合力為零，則在豎直方向有：圖3圖3則在水平方向上有：例2.如圖3所示，一物體放在傾角為θ的光滑斜面上，求使物體下滑的力和使物體壓緊斜面的力。F1G圖4F2θF1G圖4F2θθ點評：F1和F2是重力的分力，與重力可以互相替代，但不能共存。圖5FGNfθ圖5FGNfθ解析：選取物體為研究對象，它受到重力G、拉力F、支持力N和滑動摩擦力f的作用，根據(jù)平衡條件有：解得：設(shè)，則，代入上式可得：當(dāng)時，，此時F取最小值。拉力取最小值時，拉力與地面的夾角點評：這是一個和數(shù)學(xué)最值知識相結(jié)合典型例題，同學(xué)們可以通過本題體會和總結(jié)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的方法，逐步建立數(shù)學(xué)物理模型。例3：大小均為F的三個力共同作用在O點，如圖6所示，F(xiàn)1、F2與F3之間的夾角均為600，求合力。圖6F1F2圖6F1F2F3（1）分別把各個力分解到兩個坐標軸上，如圖7所示：F1F1F2XF2F3F3XF2yF3yOXy圖7（2）然后分別求出x軸和y軸上的合力（3）求出Fx和Fy的合力既是所求的三個力的合力如圖8所示。xyxyFFXFYO圖8，則合力與F1的夾角為600點評：用正交分解法求共點力的合力的運算通常較為簡便，因此同學(xué)們要在今后學(xué)習(xí)中經(jīng)常應(yīng)用。專項練習(xí)30o45oAB30o45oABOG6002.如圖所示，重力為500N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重200N的物體，當(dāng)繩與水平面成60o6003.(8分)如圖6所示，θ＝370，sin370＝0.6，cos370＝0.8。箱子重G＝200N，箱子與地面的動摩擦因數(shù)μ＝0.30。要勻速拉動箱子，拉力F為多大？4.（8分）如圖，位于水平地面上的質(zhì)量為M的小木塊，在大小為F、方向與水平方向成a角的拉力作用下沿地面作勻速直線運動。求：地面對物體的支持力？木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)？5．（6分）如圖10所示，在傾角為α=37°的斜面上有一塊豎直放置的檔板，在檔板和斜面之間放一個重力G=20N的光滑球，把球的重力沿垂直于斜面和垂直于檔板的方向分解為力F1和F2，求這兩個分力F1和F2的大小。圖116．(6分)長為20cm的輕繩BC兩端固定在天花板上，在中點系上一重60N的重物，如圖11所示：圖11（1）當(dāng)BC的距離為10cm時，AB段繩上的拉力為多少?（2）當(dāng)BC的距離為10cm7.質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下，F(xiàn)與水平方向之間的夾角為θ,沿天花板向右做勻速運動，物體與頂板間動摩擦因數(shù)為μ，則物體受摩擦力大小為多少？8.如圖所示重20N的物體在斜面上勻速下滑，斜面的傾角為370，求：（1）物體與斜面間的動摩擦因數(shù)。（2）要使物體沿斜面向上勻速運動，應(yīng)沿斜面向上施加一個多大的推力？（sin370=0.6,cos370=0.8）9.質(zhì)量為9.8kg的木塊放在水平地面上，在大小為30N，方向與水平成370斜向上拉力作用下恰好沿水平地面勻速滑動．若改用水平拉力，使該木塊在水平地面上仍勻速滑動，水平拉力應(yīng)為多大?（取sin370＝0.6，cos370＝0.8．）10.如圖所示，物體的質(zhì)量，用與豎直方向成的斜向右上方的推力把該物體壓在豎直墻壁上，并使它沿墻壁在豎直方向上做勻速直線運動。物體與墻壁間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度，求推力的大小。（，）11.重力為G的物體緊靠在豎直的墻壁上，如圖所示，用一個跟水平方向成θ角的力F作用于物體上，如物體和墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ，要使物體保持靜止狀態(tài)，則F的最小值為多少？最大值又是多少？（可認為最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小相等）12.如圖所示，物體A質(zhì)量為2kg，與斜面間摩擦因數(shù)為0.4若要使A在斜面上靜止，物體B質(zhì)量的最大值和最小值是多少？三、本次課后作業(yè)：四、學(xué)生對于本次課的評價：〇特別滿意○滿意〇一般〇差學(xué)生簽字：五、教師評定：1、學(xué)生上次作業(yè)評價：〇好○較好〇一