高一物理最新教案-35力的分解 精品
高一物理必修一3.5《力的分解》学案

§3.5 力的分解(学案)一、考点自学1、力的分解(1)定义:已知一个力求它的过程,叫做力的分解。
(2)力的分解方法:力的分解是力的合成的,同样遵守。
把已知力F作为平行四边形的,那么,与力F共点的平行四边形的就表示力F 的两个分力。
(3)力的分解依据:一个力,若没有其他限制,可以分解为对大小、方向不同的力。
在实际问题中,根据实际情况分解(一般依据力的作用效果分解)。
2、矢量相加的法则:(1)三角形定则:把两个矢量从而求出的方法。
三角形定则与平行四边形定则实质是的(2)矢量和标量:既有大小又有方向,相加时遵从或的物理量叫做矢量。
如:力、位移、速度、加速度等。
只有大小,没有方向,求和时按照相加的物理量叫做标量。
如:质量、时间、路程、速率等二、预习自测1.关于力的分解,下列说法正确的是( )A.力的分解的本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替一个力的作用效果B.分力的大小可能大于合力的大小C.力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则D.分解一个力往往根据它产生的效果来进行2.(2010年台州市高一期末)为了行车方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是( )A.减小过桥车辆受到的摩擦力B.减小过桥车辆的重力C.减小过桥车辆对引桥面的压力D.减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力3.某同学在单杠上做引体向上,在图的四个选项中双臂用力最小的是( )4.如图所示,细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同,长度MO>NO,则在不断增加重物G 的重力过程中(绳OC不会断) ( )A.ON绳先被拉断B.OM绳先被拉断C.ON绳和OM绳同时被拉断D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断5.如图所示,一位重600 N的演员悬挂在绳上.若AO绳与水平方向的夹角为37°,BO绳水平,则AO、BO两绳受到的力各为多大?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)6.如图所示,在倾角为 的斜面上有一块竖直放置的挡板, 在挡板和斜面间搁有一个重为G 的光滑圆球,试求该球对 斜面的压力和对挡板的压力.三、当堂检测1.将物体所受重力按力的效果进行分解,图中错误的是( )2.一个已知力F =10 N ,把F 分解为F 1和F 2两个分力,已知分力F 1与F 夹角为30°,则F 2的大小( )A .一定小于10 NB .可能等于10 NC .可能大于10 ND .最小等于5 N3.用三根轻绳将质量为m 的物体悬挂在空中,如图所示.已知绳ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac 绳和bc 绳中的拉力大小分别为( )A.32mg ,12mgB.12mg ,32mgC.34mg ,12mgD.12mg ,34mg4.如图所示,重为500 N 的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200 N的物体,当绳与水平面成60°角时,物体静止.不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力大小.5.在倾角为30°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放置一个重20N 的光滑小球,如图所示。
高中物理《3.5 力的分解》教案 新人教版必修1

河北省沧州市颐和中学高中物理《3.5 力的分解》教案 新人教版必修1★教学过程导入:师:上节课的学习中,我们了解到在效果相同的前提下可以用一个力来等效替换某几个力,这个过叫做力的合成。
那在效果相同的前提下我们完全可以用几个力来等效替换某一个力呢?这个过程就叫做力的分解。
这也是我们今天要学习的内容。
一、力的分解【定义】:求一个力的分力的过程叫做力的分解。
师:如何求解一个已知力的分力呢?生:从前面的学习我们已经知道,两个分力与合力之间满足平行四边形定则,力的合成是以两个分力为邻边作平行四边形求对角线,而力的分解则是以一个已知的力为平行四边形的对角线求两个相邻的边。
师:不错!由此可以看到:力的分解是力的合成的逆运算。
师:既然大家都知道求一个已知力的分力就是根据平行四边形的对角线求两个相邻的边,那大家看看黑板,我在黑板上画了一个力,那大家能不能求出它的两个分力呢?师:好多学生犹豫了,为什么呢?相信不少同学已经看出来了,如果没有特殊限制,小、方向不同的分力。
如下图:教师一定要注意学生是否真的会作平行四边形,注意学生作图的顺序。
从上图可以看出,力F 可以分成F 1 、F 2,也可以分成F 3、F 4,还可以分成F 5 、F 6,还可以……,也就是说可以用来等效替换F 的分力有无数对。
二、将一个已知力力分解的几种情况:1 2、已知其中一个分力F 1的大小和方向3结论:1、当F F F 21+3、当F F F 21+时无解。
4、已知一个分力的大小和另一个分力的方向。
结论:1、当已知大小的分力>θcos F 时,有两组解。
2、当已知大小的分力=θcos F 时有唯一的一组解。
3当已知大小的分力<θcos F解。
三、实际问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:1、农田耕作时,拖拉机斜向上拉耙。
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。
高一物理教案力的分解大全5篇

高一物理教案力的分解大全5篇高一物理教案力的分解大全5篇作为一位无私奉献的人民教师,借助教案可以让教学工作更科学化。
教案要考虑到课本知识巩固积累和运用,怎样写教案才更能起到其作用呢?下面小编给大家带来教案模板,希望对大家有所帮助。
高一物理教案力的分解精选篇1一、学生情况分析根据上学期的期未成绩分析,学生基础普遍比较薄弱,对必修1内容掌握比较好的学生不多。
学生基本知识点落实不够好,学习效果不明显。
学生学习方法欠缺。
故需在必修2教学中注重基础知识回顾。
加强基础教学及学习方法的指导。
学生对物理的兴趣不高,普遍认为物理难学,部分学生开始有排斥感。
需引导学生改变思想认识,在教学中激发学生的兴趣,激发学生的学习积极性。
二、本学期教材分析必修2是共同必修模块的第二部分,大部分内容是必修1模块的`综合或应用,也是会考要求的教学内容之一。
故对学生的基础要求比较高,在教学过程中不宜太难,要以新课程的理念转换教学的难度与重点。
三、本学期教学目标本学年的教学重点为在巩固必修1知识点的基础上进行必修2的教学。
通过各种教学方法使学生掌握基本的物理知识与物理规律,并能在解题中有所应用。
在平时的练习,注重以会考和高考的要求来进行教学。
四、提高教学质量措施1.客观分析学生的实际情况,采用有效的教学手段和复习手段;2.认真备课,准确把握学生的学习动态,把握课堂教学,提高教学效果;3.多与学生进行互动交流,解决学生在学习过程中遇到的困难与困惑;4.认真积极批发作业、试卷等,及时反馈得到学生的学习信息,以便适时调节教学;5.尽量多做实验,多让学生做实验,激发学生兴趣,增加其感性认识,加深理解;6.认真做好月考分析和教学分析归纳总结工作,教师间经常互相交流,共同促进。
高一物理教案力的分解精选篇2一、学生情况简要分析高一11、12班,每班64人。
11、12班为三类班。
经过半年的学习,已完成了必修一的学习任务。
11、12班学生学习物理中存在以下几个难点:①矢量的慨念及矢量的运算;②数学的函数关系及函数图象;③物理慨念和规律的抽象性和复杂性;④思维方法的超前性,如极限的方法,空间的关系等;⑤逻辑推理能力和综合分析能力要求较高等。
人教版高中物理必修一教案:3.5 力的分解

人教版高中物理必修一教案:3.5 力的分解第五节力的分解教学目标:(一)知识与技能1、知道什么是分力及力的分解的含义。
2、会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。
3、能够区分矢量与标量。
在能量4、会用三角形定则进行矢量相加(二)过程与方法1、强化“等效替代”的思想。
2、培养运用数学工具解决物理问题的能力。
(三)情感、态度与价值观1、通过分析日常现象,培养学生探究周围事物的习惯。
2、培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
教学重点:分力与合力的等效替代关系。
教学难点:根据力的实际作用效果进行力的分解。
教学方法:讲授、实验、讨论教学用具:小水桶教学过程:(一)引入新课复习提问:什么是合力、分力、力的合成;力的合成所遵守的法则是什么?合力与分力的关系怎样?引入新课题――力的分解。
(二)新课教学1、力的分解展示3.5-1耙的示意图和工作图,引导学生阅读课文并讨论:1、斜向上对杆的拉力F产生了什么效果?2、这样的效果能不能用两个力F1和F2来实现?方向怎样?3、F1和F2与F产生的效果是相同的,那么能个能用F1和F2来代替F呢?在教师的引导下,回答问题。
2、一个是拉伸上臂,一个是压紧腰部。
3、一个沿上臂方向向外,一个沿下臂向腰部。
4、可以。
5、这两个力压肘部的力的分力。
教师引导学生思考;l、压肘部的力可以怎样分解呢?2、为什么这么分解呢?讨论后作答:1、压肘部的力可以分解成一个沿上臂方向向外的拉力,一个沿下臂向腰部的压力。
2、因为压肘部的力在这两个方向上产生了两个效果。
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?按照力的实际作用效果进行分解。
现在我们知道,在实际问题中进行力的分解时,要按照力的实际作用效果进行分解。
下面我们来研究一个实际问题。
在日常生活中,我们常常会遇到各式各样的桥,而一些高大的桥要造很长的引桥,这是为什么呢?(关于什么是引桥教师要给予简单的解释。
)引导学生建立物理模型:车辆经过高大的桥时,要先上坡,再下坡,我们能不能把车辆的运动看作一个物体在斜面上的运动呢?演示:用薄塑料板做斜面,将小车放在斜面上,让学生观察现象。
力的分解教案精选3篇

力的分解教案精选3篇力的分解教案篇一教学目标1.知识与技能会应用平方差公式进行因式分解,发展学生推理能力。
2.过程与方法经历探索利用平方差公式进行因式分解的过程,发展学生的逆向思维,感受数学知识的完整性。
3.情感、态度与价值观培养学生良好的互动交流的习惯,体会数学在实际问题中的应用价值。
重、难点与关键1.重点:利用平方差公式分解因式。
2.难点:领会因式分解的解题步骤和分解因式的。
彻底性。
3.关键:应用逆向思维的方向,演绎出平方差公式, 对公式的应用首先要注意其特征,其次要做好式的变形,把问题转化成能够应用公式的方面上来。
教学方法采用“问题解决”的教学方法,让学生在问题的牵引下,推进自己的思维。
教学过程一、观察探讨,体验新知?问题牵引】请同学们计算下列各式。
(1)(a+5)(a-5);(2)(4m+3n)(4m-3n).?学生活动】动笔计算出上面的两道题,并踊跃上台板演。
(1)(a+5)(a-5)=a2-52=a2-25;(2)(4m+3n)(4m-3n)=(4m)2-(3n)2=16m2-9n2.?教师活动】引导学生完成下面的两道题目,并运用数学“互逆”的思想,寻找因式分解的规律。
1.分解因式:a2-25;2.分解因式16m2-9n.?学生活动】从逆向思维入手,很快得到下面答案:(1)a2-25=a2-52=(a+5)(a-5).(2)16m2-9n2=(4m)2-(3n)2=(4m+3n)(4m-3n).?教师活动】引导学生完成a2-b2=(a+b)(a-b)的同时,导出课题:用平方差公式因式分解。
平方差公式:a2-b2=(a+b)(a-b).评析:平方差公式中的字母a、b,教学中还要强调一下,可以表示数、含字母的代数式(单项式、多项式).二、范例学习,应用所学?例1】把下列各式分解因式:(投影显示或板书)(1)x2-9y2;(2)16x4-y4;(3)12a2x2-27b2y2;(4)(x+2y)2-(x-3y)2;(5)m2(16x-y)+n2(y-16x).?思路点拨】在观察中发现1~5题均满足平方差公式的特征,可以使用平方差公式因式分解。
人教版高一物理必修一教案:3.5 力的分解

三、学习者特征分析
学生通过前面知识的学习,已掌握了合力与分力的等效替代的方法,并通过力的图示法认识了力的平行四边形定则,为本节课的探究学习奠定基础。
但本节课涉及到力的分解的多解性以及怎样按照力的作用效果对力进行分解,对学生来说难度较大,尤其是根据力的作用效果来确定两分力的方向,学生往往不易理解,在这里应作为教学中的一个难点。
四、教学过程
投影幻灯片23、24、25
体会前面同学所提供方案
的优越性,并这种方法求解合
力的步骤
学习力的正交
分解法,为学生熟练
应用打下基础
课堂小结、布置作业巩固所学知识
六、教学评价设计
1、能否认真观察演示实验现象,并根据实验现象正确判断力的作用效果,找准分力方向,
依据平行四边形定则作出分力,再由几何关系求解合力。
2、依据平行四边形定则判断依据题目要求可作出几个平行四边形,判断有几个解。
3、求合力时能依据题目所给的几个力建立最佳直角坐标系,正确分解求解不在坐轴上的
力沿轴方向的分力,为力的正交分解法求解平衡问题打好基础。
高一物理上册《力的分解》教案、教学设计

3.步骤分解:将力的分解过程分解为几个步骤,如确定原力的大小和方向、绘制分解图形、计算分力大小和方向等,逐一讲解。
4.实例演示:通过具体的实例,现场演示力的分解过程,让学生更加直观地理解所学知识。
(三)学生小组讨论
7.个性化教学,关注差异:
-针对不同学生的学习情况,给予个性化的指导,使每个学生都能在原有基础上得到提高。
8.创新评价,激发潜能:
-采用多元化的评价方式,关注学生的全面发展,激发学生的创新潜能。
四、教学内容与过程
(一)导入新课
在导入新课环节,我将通过以下方式激发学生的兴趣,为新课的学习做好铺垫:
1.提问方式:向学生提出问题,如“在生活中,你们有没有遇到过需要将一个力拆分成几个力的情况?这些情况又是如何解决的呢?”让学生思考并回答,引出力的分解的概念。
-结合课堂学习,让学生在家中寻找力的分解实例,拍照或绘图记录,并简要说明分解过程,增强学生对物理知识在生活中的应用意识。
3.思考作业:
-针对课堂学习内容,提出一到两个思考问题,要求学生在课后进行深入思考,培养他们的逻辑思维和批判性思维。
-鼓励学生针对力的分解的知识点,提出自己的疑问或见解,与同学和老师进行讨论,共同提高。
在课堂练习环节,我将安排以下任务:
1.设计练习题:针对力的分解的知识点,设计不同难度的练习题,让学生巩固所学知识。
2.学生练习:学生独立完成练习题,提高自己的实际操作能力。
3.反馈与指导:教师批改学生练习,及时反馈,针对学生的错误进行指导,帮助他们纠正错误。
(五)总结归纳
在总结归纳环节,我将采取以下措施:
人教版高中物理必修一教案-3.5 力的分解

力的分解教学设计一、教材分析“力的分解”是高中物理力学部分的基础内容之一,承接“力的合成”,依然是等效替代思想的具体应用。
力的分解是力的合成的逆运算,但是知识难度和能力层次上的要求又高于力的合成,需要学生亲身感受并学会从力的作用效果的角度来分解一个力。
利用平行四边形法则进行力的分解,也是今后对矢量分析的基础,通过力的合成与分解掌握力的平行四边形定则,为位移、速度、加速度、电场强度、磁感应强度等矢量的学习。
为牛顿定律乃至整个高中物理的学习奠定了基础,因此教学中要有意识的培养学生的知识迁移能力。
二、学生分析1.知识基础:学生已经学习了力的概念、力的表示及分类、力学中的三种力、力的合成。
对合力与分力的等效替代有了一定的认识,对平行四边形定则有了初步的了解,形成了一定的认知结构。
2.能力基础:学生在学习力的合成时对等效思想已有所了解,但认识不深。
由于实际情况不同,对于不同的力的作用效果学生还很难把握。
高一学生对力的图示已经有较好的掌握,但学生缺乏严谨的作图习惯,在授课过程中需要教师既起示范作用,又有意识的培养学生的动手作图能力和严谨的态度与实事求是的科学精神。
本节课从知识内容和学生学情来看有两大突出特点,即:知识不难,难在应用;学生困惑,惑在实际。
三、教学目标:1.通过交流讨论,正确理解分力的概念,理解力的分解的含义。
2.通过交流讨论,初步掌握根据力的实际作用效果确定分力的方向。
3.通过交流讨论,会根据平行四边形定则,利用几何知识,求分力的大小和方向。
4.通过交流讨论,列举日常生活的实例,创设情景,让学生经历将实际问题抽象为物理模型来解决物理问题的探究过程,从中渗透理论联系实际的科学方法。
从力的作用效果,进一步领会分力代替合力的等效思维方法。
5.通过交流讨论,培养学生对科学的好奇心与求知欲,培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。
6.通过交流讨论,通过讨论与交流等活动,培养学生与他人合作与交流及反思的习惯。
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3.5力的分解班级________姓名________学号_____学习目标:1.理解力的分解和分力的概念。
2.知道力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循力的平行四边形定则。
3.会从力的作用的实际效果出发进行力的分解,掌握力的分解的定解条件。
4.会根据力的平行四边形定则用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力。
5.理解力的正交分解法,会用直角三角形知识计算分力。
学习重点: 理解力的分解是力的合成的逆运算,会利用平行四边形进行力的分解。
学习难点: 力的分解的定解条件的确定。
主要内容:一、分力几个力,如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同,则这几个力就叫做那个力的分力(那个力就叫做这几个力的合力)。
注意:分力与合力是等效替代关系,其相同之处是作用效果相同;不同之处是不能同时出现,在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。
二、力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。
1.力的分解是力的合成的逆运算。
同样遵守力的平行四边形定则:如果把已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2。
2.力的分解的特点是:同一个力,若没有其他限制,可以分解为无数对大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线.可以作出无数个不同的平行四边形)。
通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。
3.按力的效果分解力F的一般方法步骤:(1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果(2)根据力的作用效果,确定两个实际分力的方向;(3)根据两个分力的方向画出平行四边形;(4)根据平行四边形定则,利用学过的几何知识求两个分力的大小。
也可根据数学知识用计算法。
例如,物体重G,放在倾角为θ的斜面上时,重力常分解为沿斜面向下的分力F1=Gsinθ(表示重力产生的使物体沿斜面下滑的效果)和垂直斜面向下的分力F2=Gcosθ(表示重力产生的使物体紧压斜面的效果)【例一】在倾角θ=30º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,如图所示,试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。
三、对一个已知力进行分解的几种常见的情况和力的分解的定解问题将一个力F分解为两个分力,根据力的平行四边形法则,是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。
在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形。
这说明两个力的合力可唯一确定,一个力的两个分力不是唯一的。
要确定一个力的两个分力,一定有定解条件。
1.对一个已知力进行分解的几种常见的情况①②③④⑤2.力的分解的定解条件一个力有确定的两个分力的条件是:1、2、【例二】试判断:(1)若已知两个分力F1和F2的方向,如图1所示, F1、F2有唯一解吗?(2)若已知一个分力F1的大小和方向,如图2所示,另一个分力F2有唯一解吗?(3)若已知两个分力F1和F2的大小,如图3所示,F1,F2有唯一解吗?【例三】已知某力F的一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,试分析:a) F 2的大小满足什么条件时,F 的两个分力有唯一解?b) F 2的大小满足什么条件时,F 的两个分力有两解?c) F 2的大小满足什么条件时,F 的两个分力无解?四、力的正交分解法:1. 将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法称为力的正交分解法。
力的正交分解法是力学问题中处理力的最常用的方法。
如放在斜面上的物体的重力分解成垂直于斜面与平行于斜面的两个分力就是采用了力的正交分解法。
力的正交分解法的优点:其一,借助数学中的直角坐标系(x ,y)对力进行描述;其二,几何图形关系简单,是直角三角形,解直角三角形方法多,容易求解。
2. 正交分解的一般步骤:(1) 建立xOy 直角坐标系(2) 将所有力依次向x 轴和y 轴上分解为F x1、F x2……,F y1、F y2……(3) 分别求出x 轴和y 轴上的合力F x 、F y(4) 求出合力F ,大小22y x F F F += 方向x y F F =θtan【例四】大小均为F 的三个力共同作用在O 点,如图,F 1与F 2、F 2与F 3之间的夹角均为60º,求合力。
【例五】如图,从正六边形ABCDEF 的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F 1、F 2、F 3、F 4、F 5,已知F 1=f ,且各个力的大小跟对应的边长成正比,用正交分解法求这五个力的合力大小和方向。
课堂训练:1.一重为G 的物体放在光滑斜面上,受到斜面的弹力F N ,如图所示,设使物体沿斜面下滑的力为F 1,则( )A .F 1是F N 与G 的合力B .F 1是G 沿斜面向下的分力C .G 分解为F 1和物体对斜面的压力F 2D .物体受到G 、F N 、F 1和使物体垂直于斜面压紧斜面的力F 22.下列有关合力与分力的说法,正确的是( )A .分力总是小于合力B .对力进行正交分解时,分力总是小于合力C .将5 N 的力进行分解,可以得到50 N 的分力D .将5 N 的力进行分解,不可以得到1 N 的分力3.如右图示,一个半径为r ,重为G 的圆球被长为r 的细线AC 悬挂在墙上,求球对细线的拉力T 和球对墙的压力N 。
课后作业:1.在一个已知力的分解中,下列情况中具有唯一一对分力的是( )A .已知一个分力的大小和方向B .已知一个分力的大小和另一分力的方向C .已知两个分力的大小D .已知两个分力的方向,并且不在一条直线上2.将一个力F 分解为两个不为零的力,下列哪种情况是不可能的( )A .两个分力与F 都在一条直线上B .两个分力与F 间的夹角都大于90ºC .一个分力的大小与F 的大小相同D .一个分力与F 间的夹角为90 º3.下列有关说法正确的是( )A .一个2N 的力能分解为7N 和4N 的两个分力B .一个2N 的力能分解为7N 和9N 的两个分力C .一个6N 的力能分解为3N 和4N 的两个分力D .一个8N 的力能分解为4N 和3N 的两个分力4.已知力的大小为10N ,将此力可分解成如下( )A .3N 、3NB .6N 、6NC .100N 、100ND .500N 、500N5.已知力F 的一个分力F 1跟F 成30º角,大小未知,另一个分力F 2的大小为33F ,方向未知,则F 1的大小可能是( )A . 33FB .23FC .332F D .3F 6.在光滑斜面上自由下滑的物体受到的力是( )A .重力和斜面的支持力B .重力、下滑力和斜面支持力C .重力、下滑力和正压力D .重力、下滑力、支持力和正压力7.在水平木板上放一个小铁块,逐渐抬高木板一端,在铁块下滑前的过程中,铁块受到的摩擦力F 和铁块对木块的正压力F N 的变化情况是( )A .F 和F N 都不断增大B .F 增大,F N 减小C .F 减小,F N 增大D .F 和F N 都减小*8.如图示,已知力F 和一个分力F 1的方向的夹角为θ,若使另一个分力F 2的值最小,则F 2大小为______________。
*9. 如图,位于水平地面上的质量为M 的小木块,在大小为F 、方向与水平方向成a 角的拉力作用下沿地面作匀速直线运动。
求:(1)地面对物体的支持力?(2)木块与地面之间的动摩擦因数?阅读材料: 帆船逆风前进很难想象帆船怎样能够逆着风前进。
水手的确会告诉你们,正顶着风驾驶帆船是不可能的,帆船只能在跟风的方向成锐角的时候前进。
可是这个锐角很小——大约只有直角的四分之一,大约是22°,——不管是正顶着风或者成22°的角度,看来是同样难以理解的。
可是实际上,这两种情形不是没有区别的。
我们现在来说明帆船是怎样跟风向成小角度逆着风前进的。
首先,让我们看风一般是怎样对船帆起作用的,也就是说,当风吹在帆上的时候,它把帆往哪里推。
你也许会这样想,风总是把帆推往它所吹的方向去。
然而实际并不是这样。
无论风向哪里吹,它总产生一个垂直帆面的力,这个力推动着船帆。
且让我们假定风向就是箭头所指的方向。
AB线代表帆。
因为风力是平均分布在全部帆面上的,所以我们可以用R来代表风的压力,它作用在帆的中心。
把这力分解成两个:跟帆面垂直的力Q和跟帆面平行的力P。
力P不能推动帆,因为风跟帆的摩擦太小了。
剩下的力Q依着垂直帆面的方向推动着帆。
懂得了这点,就容易懂得为什么帆船能够在跟风向成锐角的情况下过着凤前进了。
让我们用KK线代表船的龙骨线。
风照箭头所表示的方向成锐角吹向这条线。
AB线代表帆面,我们把帆转到这样的位置,使帆面刚好平分龙骨的方向和风的方向之间的那只角。
现在看力的分解。
风对帆的压力,我们用力Q来表示,这个力,我们知道应当是跟帆面垂直的。
把这个力分解成两个力:使力R垂直龙骨线,力S顺着龙骨线指向前面。
因为船朝力B的方向运动的时候,是要遇到水的强大的阻力的(帆船的龙骨在水里很深),所以力R几乎全部被抵消了。
剩下的只是指向前面的力S在推动船,因而,船是跟风向成着一个角度在前进,好象在逆风里一样。
这种运动通常总采取“之”字形路线那样。
水手们把这种行船法叫做“抢风行船”。