力的分解教學(xué)設(shè)計

1、力的分解教學(xué)設(shè)計教材分析： 力的分解與力的合成是解決物理問題的一種方法，平行四邊形定則（或三角形定則）是矢量運算的工具，它們是高中物理的基石。本節(jié)內(nèi)容介紹力的分解同樣遵守平行四邊形定則。通過例題讓學(xué)生知道一個已知力可根據(jù)實際作用效果來進(jìn)行分解，最后指出矢量相加的法則平行四邊形定則或三角形定則。教學(xué)對象分析：對剛進(jìn)入高中的學(xué)生，仍處于從形象思維向抽象邏輯思維的過渡時期，分析能力、概括能力、作圖能力、運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力有待培養(yǎng)。學(xué)生對于本節(jié)內(nèi)容的困惑主要有：分力是否真實存在？如何正確分解一個已知力？學(xué)生對物理量的矢量意識還有待加強。教學(xué)目標(biāo)：知識與技能1.了解分力的概念，明白力的分解是

2、力的合成的逆運算。2.會用平行四邊形定則作圖并能計算。3.能用力的分解分析生產(chǎn)生活中的問題。 過程與方法1.強化“等效替代”的思想。2.掌握根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解的方法。情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、概括能力。培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的意識和習(xí)慣。教學(xué)重點、難點1.理解力的分解是力的合成的逆運算，利用平行四邊形進(jìn)行力的分解。2.根據(jù)力的作用效果來確定分力。如何判斷力的作用效果？依據(jù)如下:學(xué)生在物理情境變化時，不能自覺應(yīng)用“等效思想”解決問題。雖然已學(xué)“力的合成”，但對“分力是否真實存在？如何正確分解一個已知力？” 會感到困惑。因此在“等效思想”上理解力的分解是力的合成的逆運算應(yīng)

3、是教學(xué)重點。按力的作用效果來分解一個力學(xué)生往往感到抽象，如何判斷力的作用效果這是教學(xué)難點。教學(xué)策略與手段 首先以提起木塊簡要復(fù)習(xí)力的合成，通過一個小游戲引入新課，激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)新課的興趣。由于學(xué)生初次接觸力的分解知識，引入從學(xué)生熟悉的直觀事例拉橡皮筋出發(fā)，使學(xué)生在已有的合力、力的合成基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)分力和力的分解，通過知識的前后比較，更容易接受和理解分力、合力的等效性。讓學(xué)生領(lǐng)悟用幾個分力替代一個力與用合力替代幾個已知分力都是為了解決實際問題方便使用的一種手段，實際上并沒有改變物體原來的受力情況。 為了突破難點，本節(jié)課上采用實驗、討論、講授相結(jié)合，通過學(xué)生親自體驗，讓學(xué)生留下深刻的印象。所例舉例題按

4、提出問題猜想實驗探索討論得出結(jié)論的模式，猜想、實驗探索環(huán)節(jié)由學(xué)生完成，實驗驗證由教師或?qū)W生來完成，結(jié)論則是在教師引導(dǎo)下由師生共同完成。在教學(xué)過程中重視學(xué)生的參與，讓他們在教師所創(chuàng)設(shè)的情境中充滿激情地主動學(xué)習(xí)。教學(xué)過程復(fù)習(xí)提問 如圖1所示，用兩根繩將木塊懸掛在天花板上，兩繩對木塊的拉力分別是F1、F2；也可以用一根繩子把木塊懸掛起來，繩對木塊的拉力為F，那么拉力F、F1、F2中哪一個力可以叫做另兩個力的合力？判斷的根據(jù)是什么？引入新課請兩名力氣大的男生上臺進(jìn)行拔河比賽，相持不下時，請一位女生上講臺將這兩個男生拉動。教師指導(dǎo)讓女生在繩子中間用力一拉，將這兩們“大力士”都拉動了？這是為什么？讓我們今

5、天來學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。新課教學(xué)1分力及力的分解【觀察分析】將橡皮筋固定在豎直木板上，如圖2所示，用力F向下拉系在橡皮筋上的細(xì)繩，在木板上記下結(jié)點位置和兩段橡皮筋OA和OB的方向。在拉力F的作用下，橡皮筋OA、OB都發(fā)生了形變伸長，說明力F產(chǎn)生了兩個作用效果，這兩個作用效果相當(dāng)于兩個分別沿AO、BO的拉力產(chǎn)生，我們可以用這兩個沿橡皮筋方向的拉力F1、F2替代力F的作用效果而保持不變?！緦嶒炑菔尽坑脙墒址謩e拉系在橡皮筋上的兩根繩子，讓繩子分別沿AO、BO方向，調(diào)整拉力大小，可讓橡皮筋仍達(dá)到O點。如果一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫那幾個力的合力?，F(xiàn)在通過剛才的實驗又清楚看到與

6、之相反的另一種情況：兩個力共同作用產(chǎn)生的效果與原來那一個力作用時產(chǎn)生的效果相同。則這兩個力叫做原來那一個力的分力。即如果幾個力共同作用在某物體上產(chǎn)生的效果跟原來一個力作用時產(chǎn)生的效果相同，這幾個力就叫做原來那個力的分力。教師強調(diào)分力定義中的“原來”二字說明一個力跟它的幾個分力并不同時作用在物體上。一個力跟它的分力是種等效替代關(guān)系。求與一個已知力等效的分力，我們就稱為力的分解。我們知道無論有多少個共點力都可以用一個合力來等效替代，即力的合成是唯一的，那么力的分解是否也是唯一的呢？2力的分解法則【學(xué)生思考】請比較圖2的實驗和上節(jié)課“探究合力與分力的關(guān)系”實驗得出結(jié)論。【小結(jié)】這兩個實驗都是利用橡皮

7、筋的伸長量量度力的作用效果。如果把圖2的實驗步驟顛倒一下就成為“探究合力與分力的關(guān)系”實驗?？梢娏Φ姆纸馔瑯幼袷仄叫兴倪呅味▌t。教師在圖2上畫出分解拉力F的示意圖?！緦W(xué)生實驗】如圖3，學(xué)生探究用兩個彈簧秤將橡皮筋的結(jié)點拉到O，比較兩個拉力的大小和方向發(fā)現(xiàn)可以用多組不同的力達(dá)到相同的效果?？梢娏Φ暮铣墒俏ㄒ坏模Φ姆纸鈪s不是唯一的。如果沒有條件限制，對于同一對角線，可以做出無數(shù)個不同的平行四邊形。那么在實際應(yīng)用中怎樣分解一個已知力？從拉橡皮筋的例子看，我們是按力對橡皮筋的實際作用效果分解的，這種分解是否有普遍意義呢？請看下面的例子:例1：如圖4，傾角為的斜面上放有一個物體，該物體受到的重力G能

8、對物體產(chǎn)生哪些效果？請按作用效果分解重力?！緦W(xué)生實驗】在水平伸出的手掌上放一本書，然后例手傾斜至?xí)禄?【教師講授】書平放在平伸的手掌上時，書所受的重力產(chǎn)生了一個使它緊壓手掌的作用效果。當(dāng)手掌傾斜時，書對手掌的作用效果類似于置于斜面上的物體對斜面的作用效果，我們除感到手掌受到壓力外，還明顯感到書在沿手掌下滑，說明這時重力產(chǎn)生了兩個作用效果：使書沿手掌下滑和使書緊壓手掌。因此，重力G可以分解為這樣兩個分力：平行于斜面的下滑力F1和垂直于手掌向下的力F2如圖5。F1=GSin,F2=GCos。 注意引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分重力垂直斜面方向的分力與物體對斜面的壓力?！緦W(xué)生練習(xí)】為什么高大的立交橋要建有很長的引

9、橋？例2：如圖6，兩塊擋板夾一小球，將小球的重力按作用效果進(jìn)行分解？【教師演示】如圖7所示，將兩塊擋板和球之間墊上海綿，請學(xué)生觀察海綿的形變情況。 重力G產(chǎn)生了兩個效果：分別垂直壓向兩板的力F1=G/Sin,F2=GCot，如圖8所示。例3：如圖9所示：在豎直墻上固定一個輕支架，橫桿OA垂直于墻壁，斜桿OB與墻的夾角為，在支架的O點掛有一個重G的物體，怎樣確定桿的受力方向？【學(xué)生實驗】每兩個學(xué)生一組， 在座位上，一人右手（或左手要叉腰，另一人向下拉他的肘部，然后交換，體會拉力對手臂產(chǎn)生的兩個作用效果?！窘處熤v授】豎直向下的拉力對兩支架產(chǎn)生了沿桿方向的兩個作用效果，使上桿受拉，下桿受壓。由于是輕

10、桿，拉力F可沿上述兩個方向分解為兩個分力F1=F/Cos,F2=Ftan，我們可用F1、F2等效替代拉力F對支架的作用。通過剛才的例題，同學(xué)們要掌握按力的作用效果進(jìn)行分解力的方法：先根據(jù)力的實際作用效果確定分力的方向，再根據(jù)平行四邊形定則求出分力的大小。剛才女生拉動男生的奧秘也跟力的分解有關(guān)：如圖11，女生用較小的力就能沿繩的方向產(chǎn)生兩個較大力，所以可以拉動男生。力的合成與分解遵循平行四邊形定則，所有的矢量合成與分解都遵循平行四邊形定則，但我們還可以從另一個角度看待平行四邊形定則，有時候處理問題會更簡便、直觀。3三角形定則如圖12所示，矢量AB和矢量BC在合成時，構(gòu)成了一個三角形ABC，把兩個

11、矢量首尾相接從而求出合矢量的方法，叫做三角形定則。從圖12可以看出三角形定則與平行四邊形實質(zhì)是一樣的。矢量：既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則（或三角形定則）的物理量。標(biāo)量：只有大小沒有方向，求和時按照算術(shù)法則相加的物理量。例4：如圖13所示，物體受F1、F2 、F3三個力的作用，則這3個力的合力有多大？（0N） 課堂小結(jié) 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了力的分解知識，同學(xué)們分力與合力概念的區(qū)別，力的分解與力的合成區(qū)別。尤其注意按實際效果將一個已知力分解是進(jìn)行力的分解的一種重要方法，要逐步掌握并應(yīng)用它去分析和解決實際問題。對于位移、速度、力等概念要有矢量意識，能自覺應(yīng)用平行四邊形定則（或三角形定則）進(jìn)行矢量運算。作業(yè)設(shè)計鞏固練習(xí)1. 如圖14，放在水平地面上的物體受到一個斜向上方的拉力F的作用，且F與水平方向成角，請按作用效果將力F分解？ 通過此題讓學(xué)生練習(xí)按力的作用效果分解力，并能用數(shù)學(xué)中的三角函數(shù)來表