第一篇:鲁科版力的分解教案
篇一:鲁科版必修一5.2力的分解 教学设计+教案
力的分解
【教学任务分析】
力的分解和力的合成是对立统一的,体现的是物理学上的对称美。在新课教学中要联系力的合成的知识,以分力和合力的等效替代关系进行新课教学。同时本节课也意在加强学生的等效替代思想,巩固对平行四边形的掌握。
力的分解是高中第一个重点也是第一个难点,也是整个高中物理的基础之一。它是初中上高中的第一个台阶。两个力的合成不再是同向的相加减,而是矢量运算。所以本节课的教学任务是很重要的。【学生分析】
在上力的分解前学生已经学习了力的概念--力是物体间的相互作用,力的表示--图示法和示意图,力的分类---效果力、性质力,力学中的三种力---重力、弹力、摩擦力。上节课学习了力的合成、知道了解了分力、合力、以及它们之间的等效替代关系,还知道力的合成遵行平行四边形定则。【教学目标】 1.知识与技能
(1)理解力的分解的概念。
(2)理解力的分解是力的合成的逆运算。(3)掌握力的分解遵循平行四边形定则。
(4)掌握力的分解要根据实际情况来确定分力的方向。2.过程与方法(1)强化“等效替代”的物理思想
(2)培养学生观察实验及分析解决问题的能力
(3)培养应用数学工具解决物理问题的能力(几何知识)3.情感态度与价值观
(1)培养学生参与课堂活动的热情
(2)培养学生运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识 【教学重点和难点】 重点 1理解力的分解是力的合成的逆运算; 2掌握运用平行四边形定则进行力的分解。难点
力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。【实验器材及课件】 1.实验器材:
模拟三角支架(包括绳子,铁块,橡皮筋,轻杆),平面模型(小车,绳子),斜面模型(斜面,小车,橡皮筋,书本)。2.多媒体课件:
ppt课件 视频avi-郑和下西洋,falsh-拖拉机拉耙,flash-三角架受力分析
【教学流程】
1、教学流程图
2、流程图说明
情景i---播放视频-科技奥运-帆船比赛。
提出问题,为什么帆船能够逆风行驶,它蕴含了什么物理知识?调动学生学习的积极性,让学生带着好奇进入课堂教学。
活动i 教师提出有关上节课有关力的合成的相关问题,学生回忆并回答
在复习过程中学生巩固了上节课所学的知识,同时也为新的内容的学习打下了良好的基础。
活动ii--学生分组讨论交流-拖拉机拉耙
演示flash--拖拉机拉耙,引导学生分析,分力与合力的关系,引出力的分解的概念,力的分解是力的合成的逆运算,所以也遵循平行四边形定则。
活动iii--学生思考-挡板上的小球
学生动脑积极思考,力可不可以任意分解?通过教师演示挡板上的球,得出力不可以任意分解?紧接着提出,力应该怎样进行分解?
活动ⅳ--学生动手感受实验-三角架
让学生经历科学探究过程学生分组模仿三角支架进行感受实验,教师引导学生做实验,引导他,们感受力的作用效果,通过学生亲身感受,归纳得出力的分解应该根据力的作用效果。
活动ⅴ----ⅵ-知识巩固
通过平面模型和斜面模型的例题,让学生学会应用力的分解的知识解决日常生活中的问题,提高学生的学习成就动机。情景ⅱ
展示帆船在顺风和逆风时的力的分解,从而解释帆船为什么能够逆风行驶 3.教学的主要环节 本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过问题情境和知识回顾为力的分解的新科教学打下基础。
第二环节,通过学生动脑动手过程中领悟力的分解的概念,得出力的分解遵循平行四边形定则,突破难点,力应该根据作用效果来分。
第三环节,师生对本课进行小结与反思。
【教学过程】
(一)创设情景,引入新课(约1.5分钟)同学们,老师小的时候有一个梦想,那就是开着一艘船环游世界,在碧蓝碧蓝的大海上乘风破浪,接受大海对我的考验。600多年前,我们的民族英雄郑和带领船队先后七次下西洋,他驾驶的是木制帆船,主要动力来自
现在让我们一起来观看一段郑和下西洋的视频 人生也犹如行驶在大海上的一艘帆船,我们的生活不会一帆风顺,不过我们可以化逆境为顺境。
那同学们你们知道为什么帆船能够逆风行驶吗?它究竟和本节课学习的内容力的分解有什么内在的联系呢?
(二)复习回顾(30秒)教师活动: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?
学生活动:思考并回答教师的问题。
教师:我们前面学习了力的概念,力的表示,力的分类,学习了重力,弹力和摩擦力。上节课我们还学习了力的合成。
教师:什么是合力,什么是分力?他们有什么关系? 学生:
教师:什么是力的合成? 学生:
教师:力的合成遵循什么? 学生:
(二)新课教学(约11分钟)1引导分析拖拉机拉耙
教师活动:利用多媒体展示耙的示意图和工作图,引导学生阅读课文并讨论 学生活动:通过阅读课文。观察示意图,讨论;在教师的引导下,回答问题
教师:
1、斜向上对杆的拉力f产生了什么效果?
学生:
1、一个效果是使耙克服泥土的阻力前进,另一个效果是把耙向上提。教师:
2、这样的效果能不能用两个力f1和f2来实现?方向怎样?
学生:
2、一个水平的力f1使耙前进,一个竖直向上的力f2把耙向上提。
教师:
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? 学生:
3、可以。
教师活动:教师总结引导:
1、f可以用 f1和 f2来代替,f1和 f2就是力f的分力。求一个力的分力叫做力的分解。
2、而f1和f2的合力就应该是f。这说明力的分解和力的合成是怎样的关系? 学生活动:这说明力的分解是力的合成的逆运算。教师活动:既然力的分解是力的合成的逆运算,那么力的分解也必然遵循平行四边形定则,即把一个已知力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。而我们知道一条对角线可以做出无数个平行四边形,那么在进行力的分解的时候,可以有无数组解。
教师:但在解决实际问题过程中能不能随意分解呢? 学生活动:讨论、思考
2、挡板上的小球
教师活动:展示挡板上的球,给出一个力的分解,球的重力可不可以这样分解? 学生:可以。
教师:同学们说可以,假如可以这样分解的话,给我一种感觉就是球对挡板有一个侧压力,如果撤去挡板,球应该往哪边滚动拉? 学生:左边
教师活动:撤去挡板,球没有运动,得出结论:力不可以任意分解。那么在实际情况中力应该怎么分解呢?
3、三角支架 作用效果分析
教师:这是一个三角支架,重力有哪几个效果? 学生:
(1)---教师活动:用铅笔、绳套、钩码组成一套演示力的分解的实验装置,绳套一端系在食指上,一端系在铅笔末端,铅笔的顶端顶在掌心上。在铅笔末端悬挂钩码,体会食指和掌心受力的情况,以体验拉力产生的效果,揣摩分力的方向。(或该实验用让同学一手叉腰,另一同学按该同学的肘部或悬挂一重物,体会上臂和腰部的受力情况来完成。)
学生活动:学生积极配合,认真完成实验。
(2)--教师活动:引导学生实验,提出问题:
学生活动:学生通过亲自动手,亲身体会,讨论问题,得出结论:
教师:
1、食指和掌心有什么感觉?学生:l、食指有被拉伸的感觉.掌心有被刺痛的感觉。教师:
2、这种感觉说明铅笔末端悬挂钩码后产生的拉力产生了怎样的效果?学生:
2、一个是拉伸细线,一个是压紧铅笔。教师:
3、若用两个力来代替悬挂钩码后产生的拉力,这两个力的方向怎样?学生:
3、一个沿细线方向向外,一个沿铅笔向里。教师:
4、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力的效果是相同的,那么能不能用这两个力来代替那一个力呢?学生:
4、可以。教师:
5、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力是什么关系?学生:
5、这两个力是悬挂钩码后产生的拉力的分力。
(3)----教师活动:教师引导学生思考; 学生活动:学生讨论后进行作答:
教师:l、悬挂钩码后产生的拉力可以怎样分解呢?
学生:
1、悬挂钩码后产生的拉力可以分解成一个沿细线方向向外的拉力,一个沿铅笔向里的压力。
教师:
2、为什么这么分解呢?
学生:
2、因为悬挂钩码后产生的拉力在这两个方向上产生了两个效果。(4)--教师活动:教师引导学生总结: 学生活动:学生讨论后进行作答:
教师:那么在实际问题中进行力的分解时应遵循什么原则? 学生:按照力的实际作用效果进行分解。
4、知识应用 联系生活实际 高大的桥常有很长的引桥
教师活动: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。)
学生活动:学生积极思考,认真讨论,得到不同结论。
教师活动:对于学生讨论的结论,教师先不进行评价,而是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?
学生活动:在教师引导下,积极思考,抽象出物理模型培养学生建立物理模型。教师活动: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。教师引导:在斜面上运动的物体受到重力的作用,但它并没有竖直下落,而是要沿斜面下滑,那么在物体运动过程中重力产生了怎样的效果呢?
教师重点引导,必须让学生明确一定是力在受力物体上产生的效果。
学生活动:学生经过观察、思考、讨论,看到的现象:斜面被压弯,同时小车沿斜面下滑。在教师引导下得到:
一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面。
教师活动:既然重力产生了这两个效果,那么重力应怎样分解呢?
学生活动:可以分解为:一个沿斜面向下的力f1,一个垂直斜面向下的力f2。
教师活动:假设这个斜面的倾角为θ,那么重力的分力与倾角有什么关系?试写出表
第二节 力的分解 教案
从容说课
让学生在观察、分析力的分解实例和自己动手实验的过程中,提高观察物体受力和实验研究的能力,理解力的分解过程是力的合成的逆过程,同样遵循力的平行四边形定则,并能应用于解决实际问题;体验力的分解必须从力的实际作用效果出发,选择合理的分解方案,在学习的过程中培养科学精神.教材分析
本章是承前启后的重要的一章,前一章的力学基本知识为本章的学习作了理论上的铺垫,而本章又为后几章的学习奠定了坚实的理论基础.学生状态分析: 1.本章之前,学生已经掌握了力的基本概念和表示方法,并且熟悉了生活中常见的几种力的定义和特点.2.学生已经掌握了平行四边形的作图方法,并且熟知了直角三角形有关的数学方法.三维目标
知识与技能
1.区分矢量和标量.2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.过程与方法
1.通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学习过程中的作用.2.通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律.情感态度与价值观
能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,培养学生主动与他人合作的精神、能将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神.教学设计
教学重点 在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解.教学难点 1.难点:力的分解方法.2.疑点:力分解时如何确定两分力的方向.解决办法:设计实验,在具体情境中根据力的实际作用效果分解力.教具准备 实验准备:实验器材:1.60个弹簧测力计,若干细绳、橡皮筋、图钉、木板、刻度尺、量角器、三角板、白纸; 2.钩码、铅笔、细绳;
3.海绵、圆柱体、两块木板; 4.带把手的水杯、橡皮筋.课时安排 1课时
教学过程
导入新课
[教师活动]先回顾上节课的关于力的合成的内容以及共点力合成的平行四边形定则.教师演示一实验:将一木块放置于斜面上,学生会看到木块将沿着斜面下滑且使斜面发生了形变,从而引入本节课的教学,并得出分力和力的分解的概念.[力的分解] 1.一个已知力分成几个分力叫做力的分解.2.力的分解——共点力合成的“逆运算”.[学生活动]学生针对实验所表征出的现象进行分组讨论,并发表自己的看法和意见.推进新课 [教师活动]教师引导学生通过自行设计的实验来分析感受一个力的不同的几个作用效果,并能根据力的实际作用效果来确定它的分力.[学生活动]学生分组讨论和设计实验来亲身经历力的分解的效果,并在班级中和其他小组进行交流,清晰地表达出自己的设计方案和感受,培养学生设计实验、操作实验以及语言表达能力.[教师活动]提出问题:知道了按照力的作用效果来分解一个力,那么这个力和它的几个分力之间存在着怎样的定量关系呢? [学生活动]学生通过小组讨论并利用类比的方法,自行得出力的分解实际上是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.学生讨论:力的分解的方法与要点.学生小组代表交流讨论结果:(教师点评)1.一个力分解成两个分力的方法——平行四边形定则——作图法、计算法、正交分解法、力的三角形法.2.一个力分解成两个分力的要点:
①被分解的力是力的平行四边形中的对角线;②力的分解必须根据具体条件,按照力的实际作用效果分析确定.[教师活动]教师通过演示实验让学生直观地感受到在很多情况下,我们可以把一个力分解成两个相互垂直的分力,并指出这种分解方法可以使问题得到简化,有利于对问题的分析和讨论,提出正交分解的概念.教师通过例题加以说明.[例题剖析1]人斜向上提箱子
分析:力f有两个作用效果,一是水平向右,二是竖直向上.故力f应沿着这两个方向分解.图5-2-1图5-2-2 [例题剖析2]物体沿斜面下滑
分析:放在斜面上的物体的重力有两个作用效果:一是压斜面,二是使物体沿斜面下滑.故重力应沿着这两个方向分解.[教师活动]提出问题:我们生活中有哪些实际问题运用力的分解知识?教师布置分组讨论.[学生活动]学生通过小组讨论收集生活相关实例,先提交小组讨论交流,然后准备在全班发言交流.学生绘出力的分解图,并加以定量分析和求解.学生讨论:力的分解有确定答案的4种情况,分组设计情景并作力的分解.(教师巡视指导)(1)已知合力和两个分力的方向,则可确定两个分力的大小;(2)已知合力和一个分力的大小和方向,则可确定另一个分力的大小和方向;(3)已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向,则可确定这个分力的方向和另一个分力的大小(可能有两个解);
(4)已知合力和两个分力的大小,则可确定两个分力的方向;
布置作业
阅读课本上信息窗.p951、2、3题.板书设计
力的分解
一、分力和力的分解
二、力的分解原则
(1)无条件限制 无条件限制的分解具有任意性.(2)有条件限制
条件一:已知两个分力的方向
条件二:已知一个分力的大小和方向
条件三:已知一个分力的方向和另一个分力的大小
基本原则 条件限制的分解根据具体条件
在具体的物理问题中,两个分力的方向要根据力(合力)产生的效果确定.活动与探究
研究斜面上物体重力的分解
实验:斜面上小车重力的分解
器材:一把30 cm长的塑料直尺作斜面,小车,弹簧秤 步骤:调整好实验装置后按下列顺序进行
①被分解的力——小车的重力;
②物体的受力情况——重力、斜面、弹簧秤;
③分析被分解力的作用效果——压斜面、拉弹簧; ④确定分解方案——沿斜面正交分解; ⑤测分力大小;
⑥按平行四边形定则作力的图示;
⑦从力的图示中测定重力.改变斜面的角度,调整好装置后再重复上面的步骤.第二节 力的分解 教案
从容说课
让学生在观察、分析力的分解实例和自己动手实验的过程中,提高观察物体受力和实验研究的能力,理解力的分解过程是力的合成的逆过程,同样遵循力的平行四边形定则,并能应用于解决实际问题;体验力的分解必须从力的实际作用效果出发,选择合理的分解方案,在学习的过程中培养科学精神.教材分析
本章是承前启后的重要的一章,前一章的力学基本知识为本章的学习作了理论上的铺垫,而本章又为后几章的学习奠定了坚实的理论基础.学生状态分析: 1.本章之前,学生已经掌握了力的基本概念和表示方法,并且熟悉了生活中常见的几种力的定义和特点.2.学生已经掌握了平行四边形的作图方法,并且熟知了直角三角形有关的数学方法.三维目标 知识与技能
1.区分矢量和标量.2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.过程与方法
1.通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学习过程中的作用.2.通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律.情感态度与价值观
能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,培养学生主动与他人合作的精神、能将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神.教学设计
教学重点 在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解.教学难点 1.难点:力的分解方法.2.疑点:力分解时如何确定两分力的方向.解决办法:设计实验,在具体情境中根据力的实际作用效果分解力.教具准备 实验准备:实验器材:1.60个弹簧测力计,若干细绳、橡皮筋、图钉、木板、刻度尺、量角器、三角板、白纸; 2.钩码、铅笔、细绳;
3.海绵、圆柱体、两块木板; 4.带把手的水杯、橡皮筋.课时安排 1课时
教学过程
导入新课
[教师活动]先回顾上节课的关于力的合成的内容以及共点力合成的平行四边形定则.教师演示一实验:将一木块放置于斜面上,学生会看到木块将沿着斜面下滑且使斜面发生了形变,从而引入本节课的教学,并得出分力和力的分解的概念.[力的分解] 1.一个已知力分成几个分力叫做力的分解.2.力的分解——共点力合成的“逆运算”.[学生活动]学生针对实验所表征出的现象进行分组讨论,并发表自己的看法和意见.推进新课
[教师活动]教师引导学生通过自行设计的实验来分析感受一个力的不同的几个作用效果,并能根据力的实际作用效果来确定它的分力.[学生活动]学生分组讨论和设计实验来亲身经历力的分解的效果,并在班级中和其他小组进行交流,清晰地表达出自己的设计方案和感受,培养学生设计实验、操作实验以及语言表达能力.[教师活动]提出问题:知道了按照力的作用效果来分解一个力,那么这个力和它的几个分力之间存在着怎样的定量关系呢? [学生活动]学生通过小组讨论并利用类比的方法,自行得出力的分解实际上是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.学生讨论:力的分解的方法与要点.学生小组代表交流讨论结果:(教师点评)1.一个力分解成两个分力的方法——平行四边形定则——作图法、计算法、正交分解法、力的三角形法.2.一个力分解成两个分力的要点:
①被分解的力是力的平行四边形中的对角线;②力的分解必须根据具体条件,按照力的实际作用效果分析确定.[教师活动]教师通过演示实验让学生直观地感受到在很多情况下,我们可以把一个力分解成两个相互垂直的分力,并指出这种分解方法可以使问题得到简化,有利于对问题的分析和讨论,提出正交分解的概念.教师通过例题加以说明.[例题剖析1]人斜向上提箱子
分析:力f有两个作用效果,一是水平向右,二是竖直向上.故力f应沿着这两个方向分解.图5-2-1图5-2-2 [例题剖析2]物体沿斜面下滑
分析:放在斜面上的物体的重力有两个作用效果:一是压斜面,二是使物体沿斜面下滑.故重力应沿着这两个方向分解.[教师活动]提出问题:我们生活中有哪些实际问题运用力的分解知识?教师布置分组讨论.[学生活动]学生通过小组讨论收集生活相关实例,先提交小组讨论交流,然后准备在全班发言交流.学生绘出力的分解图,并加以定量分析和求解.学生讨论:力的分解有确定答案的4种情况,分组设计情景并作力的分解.(教师巡视指导)(1)已知合力和两个分力的方向,则可确定两个分力的大小;
(2)已知合力和一个分力的大小和方向,则可确定另一个分力的大小和方向;(3)已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向,则可确定这个分力的方向和另一个分力的大小(可能有两个解);
(4)已知合力和两个分力的大小,则可确定两个分力的方向;
课堂小结 分解?原则:根据力的实验作用效果???(解三角形)?方法:平行四边形定则力的分解?(唯一解)?(1)已知两个分力的方向??类型?方向(唯一解)?(2)已知一个分力的大小和??(3)已知一个分力的方向和另一个分力的大小(两解,一解或无解)??? 布置作业
阅读课本上信息窗.p951、2、3题.板书设计
力的分解
一、分力和力的分解
二、力的分解原则
(1)无条件限制 无条件限制的分解具有任意性.(2)有条件限制
条件一:已知两个分力的方向
条件二:已知一个分力的大小和方向
条件三:已知一个分力的方向和另一个分力的大小
基本原则 条件限制的分解根据具体条件
在具体的物理问题中,两个分力的方向要根据力(合力)产生的效果确定.活动与探究
研究斜面上物体重力的分解
实验:斜面上小车重力的分解 器材:一把30 cm长的塑料直尺作斜面,小车,弹簧秤 步骤:调整好实验装置后按下列顺序进行
①被分解的力——小车的重力;
②物体的受力情况——重力、斜面、弹簧秤;
③分析被分解力的作用效果——压斜面、拉弹簧; ④确定分解方案——沿斜面正交分解; ⑤测分力大小;
⑥按平行四边形定则作力的图示;
⑦从力的图示中测定重力.改变斜面的角度,调整好装置后再重复上面的步骤.第二节 力的分解 教案
从容说课
让学生在观察、分析力的分解实例和自己动手实验的过程中,提高观察物体受力和实验研究的能力,理解力的分解过程是力的合成的逆过程,同样遵循力的平行四边形定则,并能应用于解决实际问题;体验力的分解必须从力的实际作用效果出发,选择合理的分解方案,在学习的过程中培养科学精神.教材分析
本章是承前启后的重要的一章,前一章的力学基本知识为本章的学习作了理论上的铺垫,而本章又为后几章的学习奠定了坚实的理论基础.学生状态分析: 1.本章之前,学生已经掌握了力的基本概念和表示方法,并且熟悉了生活中常见的几种力的定义和特点.2.学生已经掌握了平行四边形的作图方法,并且熟知了直角三角形有关的数学方法.三维目标
知识与技能
1.区分矢量和标量.2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.过程与方法
1.通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学习过程中的作用.2.通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律.情感态度与价值观
能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,培养学生主动与他人合作的精神、能将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神.教学设计
教学重点 在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解.教学难点 1.难点:力的分解方法.2.疑点:力分解时如何确定两分力的方向.解决办法:设计实验,在具体情境中根据力的实际作用效果分解力.教具准备 实验准备:实验器材:1.60个弹簧测力计,若干细绳、橡皮筋、图钉、木板、刻度尺、量角器、三角板、白纸; 2.钩码、铅笔、细绳;
3.海绵、圆柱体、两块木板; 4.带把手的水杯、橡皮筋.课时安排 1课时 教学过程
导入新课
[教师活动]先回顾上节课的关于力的合成的内容以及共点力合成的平行四边形定则.教师演示一实验:将一木块放置于斜面上,学生会看到木块将沿着斜面下滑且使斜面发生了形变,从而引入本节课的教学,并得出分力和力的分解的概念.[力的分解] 1.一个已知力分成几个分力叫做力的分解.2.力的分解——共点力合成的“逆运算”.[学生活动]学生针对实验所表征出的现象进行分组讨论,并发表自己的看法和意见.推进新课
[教师活动]教师引导学生通过自行设计的实验来分析感受一个力的不同的几个作用效果,并能根据力的实际作用效果来确定它的分力.[学生活动]学生分组讨论和设计实验来亲身经历力的分解的效果,并在班级中和其他小组进行交流,清晰地表达出自己的设计方案和感受,培养学生设计实验、操作实验以及语言表达能力.[教师活动]提出问题:知道了按照力的作用效果来分解一个力,那么这个力和它的几个分力之间存在着怎样的定量关系呢? [学生活动]学生通过小组讨论并利用类比的方法,自行得出力的分解实际上是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.学生讨论:力的分解的方法与要点.学生小组代表交流讨论结果:(教师点评)1.一个力分解成两个分力的方法——平行四边形定则——作图法、计算法、正交分解法、力的三角形法.2.一个力分解成两个分力的要点:
①被分解的力是力的平行四边形中的对角线;②力的分解必须根据具体条件,按照力的实际作用效果分析确定.[教师活动]教师通过演示实验让学生直观地感受到在很多情况下,我们可以把一个力分解成两个相互垂直的分力,并指出这种分解方法可以使问题得到简化,有利于对问题的分析和讨论,提出正交分解的概念.教师通过例题加以说明.[例题剖析1]人斜向上提箱子
分析:力f有两个作用效果,一是水平向右,二是竖直向上.故力f应沿着这两个方向分解.图5-2-1图5-2-2 [例题剖析2]物体沿斜面下滑
分析:放在斜面上的物体的重力有两个作用效果:一是压斜面,二是使物体沿斜面下滑.故重力应沿着这两个方向分解.[教师活动]提出问题:我们生活中有哪些实际问题运用力的分解知识?教师布置分组讨论.[学生活动]学生通过小组讨论收集生活相关实例,先提交小组讨论交流,然后准备在全班发言交流.学生绘出力的分解图,并加以定量分析和求解.学生讨论:力的分解有确定答案的4种情况,分组设计情景并作力的分解.(教师巡视指导)(1)已知合力和两个分力的方向,则可确定两个分力的大小;
(2)已知合力和一个分力的大小和方向,则可确定另一个分力的大小和方向;(3)已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向,则可确定这个分力的方向和另一个分力的大小(可能有两个解);
(4)已知合力和两个分力的大小,则可确定两个分力的方向;
课堂小结 分解?原则:根据力的实验作用效果???(解三角形)?方法:平行四边形定则力的分解?(唯一解)?(1)已知两个分力的方向??类型?方向(唯一解)?(2)已知一个分力的大小和??(3)已知一个分力的方向和另一个分力的大小(两解,一解或无解)??? 布置作业
阅读课本上信息窗.p951、2、3题.板书设计
力的分解
一、分力和力的分解
二、力的分解原则
(1)无条件限制 无条件限制的分解具有任意性.(2)有条件限制
条件一:已知两个分力的方向
条件二:已知一个分力的大小和方向
条件三:已知一个分力的方向和另一个分力的大小
基本原则 条件限制的分解根据具体条件
在具体的物理问题中,两个分力的方向要根据力(合力)产生的效果确定.活动与探究
研究斜面上物体重力的分解
实验:斜面上小车重力的分解
器材:一把30 cm长的塑料直尺作斜面,小车,弹簧秤 步骤:调整好实验装置后按下列顺序进行
①被分解的力——小车的重力;
②物体的受力情况——重力、斜面、弹簧秤;
③分析被分解力的作用效果——压斜面、拉弹簧; ④确定分解方案——沿斜面正交分解; ⑤测分力大小;
⑥按平行四边形定则作力的图示;
⑦从力的图示中测定重力.改变斜面的角度,调整好装置后再重复上面的步骤.篇五:【河东教育】鲁科版高中物理必修1第4章第2节 力的分解 教案(1)力的分解
教学目标:
一、知识目标:
1、理解力的分解和分力的概念
2、理解力的分解是力的合成的逆运算,会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力。
二、能力目标:
从物体的受力情况分析其力的作用效果,培养学生分析问题、解决问题的能力。
三、德育目标
力的合成和分解符合对立统一规律。
教学重点: 理解力的分解是力的合成的逆运算,利用平行四边形进行力的分解。
教学难点:
如何判定力的作用效果及分力之间的确定
教学用具:
有关知识的投影片
教学方法:
实验法、类推法
课时安排: 1课时
教学步骤:
一、导入新课
在已知分力求合力时,可按平行四边形法则,惟一地求出平行四边形对角线所对应的合力。而在已知某力,将它分解为两个分力时,按平行四边形法则却可以有无数组解。但具体到实际当中如何分解呢?我们这节课就来学习力的分解。
二、新课教学:
(一)用投影片出示本节课的学习目标
1、理解力的分解是力的合成的逆运算
2、知道力的分解要从实际情况出发
3、会用图示法根据实际要求运用平行四边形定则求分力。
(二)学习目标完成过程
1、请同学阅读课本,回答:
(1)什么是分力?什么是力的分解?
(2)为什么说力的分解是力的合成的逆运算?
学生:某一个力f,可用f1和f2来代替,那这两个力叫f的分力。求一个已知力的分力叫力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算(因为分力的合力就是原来被分解的那个力),当然应该遵循平行四边形定则。
老师总结:分力与合力是在相同作用效果的前提下才能相互替换,所以在分解某力时,其各个分力必须有各自的实际效果,比如:形变效果,在这个意义上讲,力的分解是唯一的。
例1:放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力f,这个力与水平面成θ角。分析:(1)力f的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果,那么副的两个分力就在水平方向和竖直方向上。
(2)方向确定,根据平行四边形定则,分解就是唯一的。
(3)如图所示分解f1=fcosθ,f2=fsinθ
例2:物体放在斜面上,那物体受的重力产生有什么样的效果。
由学生分析:
(1)g方向竖直向下,又不能下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果;在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。
(2)两分力方向确定了,分解是唯一的。
(3)g1=fsinθ,g2=gcosθ
2、巩固性训练(出示投影片)
(1)如果图甲,小球挂在墙上,绳与墙的夹角为θ,绳对球的拉力f产生什么样的效果,可以分解为哪两个方向的里来代替f?
(2)如图乙,如果这个小球处于静止状态,重力g产生的效果是什么,如何分解重力g。师生共评(1)a:球靠在墙上处于静止状态,拉力产生向上提拉小球的效果,向左紧压墙面的效果。分力的方向确定了,分解就是唯一的。
b:f的分力,在竖直方向的分力f1来平衡重力,在水平方向的分力f2来平衡墙对球的支持力。
c:f1=fcosθ,f2=fsinθ
师生共评(2):a:重力g产生两个效果,一个沿f1的直线上的分力g1来平衡f1,一个沿f2的直线方向上的分力g2来平衡f2。b:∴g1=g,g2=ctana cosa
三、小结
这节课主要学习了力的分解。力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的。但分力与合力是在相同的作用效果的前提下相互替换,在此意义上分解是唯一的。
四、作业
1、用两根轻质的绳子ab和bc吊一个0.5kg的灯如果bc绳处于平,ab绳与水平夹角为60°,求绳ab和bc所受的拉力。(g=9.8n/kg)
五、板书设计:
力的分解
1、分力
2、分解遵循的定则
3、具体分解要据实际情况按力的作用效果进行分解。
第二篇:【物理】5.2《力的分解》教案(鲁科版必修1)
知识改变命运,学习成就未来
5.2 力的分解 教案
教学目标:
1. 理解力的分解的概念,知道力的分解与力的合成互为逆运算,明确力的分解也遵守平行四边形定则。
2. 使学生学会分析一个已知力的作用效果,并能依据力的作用效果分解已知力。3. 培养理论联系实际的科学方法,培养观察、实验和运用数学工具解决物理问题的能力。
通过对具体问题的分析体现物理与生活的密切联系。
教学重点:
理解力的分解是力的合成的逆运算,利用平行四边形进行力的分解。教学难点:
如何判定力的作用效果 教具:
多媒体课件、实物投影、重物、钩码、细线、台秤、滑块、木板 教学方法:
实验法、启发式、探究式学习课时安排:
1课时 教学步骤:
一、导入新课
多媒体图片展示各种各样的桥,提出问题:赵州桥等石拱桥为什么设计成拱形?高架桥、立交桥为什么修很长的引桥?
演示实验:两个力共同作用的效果与一个力作用的效果相同,引出合力、分力概念,力的合成的平行四边形定则,复习上节课知识,同时得出力的分解的定义,使学生明确力的分解是合成的逆运算。
改变两个力的夹角,仍然保持重物静止,得出力分解的多解性,提示问题,具体分解一个力时,应该按照什么原则去分解?
二、新课教学
1.力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解。2.力的分解是力的合成的逆运算,遵守平行四边形定则。
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知识改变命运,学习成就未来
3.同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,在实际情况下应如何分解? 实例探究1:放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F,这个力与水平面成θ角。
(1)猜想:力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果(2)演示实验验证
(3)结论:力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果那么它的两个分力就在水平方向和竖直方向上。
方向确定,根据平行四边形定则,分解就是唯一的。
如图所示分解F1=Fcosθ,F2=Fsinθ 实例探究2:感受力的作用效果
学生根据课本P91页迷你实验室以及提供的细绳套、钩码等实验器材进行探究,画出钩码对结点拉力的分解示意图。实战演练:课本P95页作业3
实例探究3:物体放在斜面上,那物体受的重力产生有什么样的效果。由学生分析、提出猜想:
G方向竖直向下,又不能下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果;在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。
探究:钩码在课本构造的斜面上下滑时,钩码重力产生的效果 结论:G1=Fsinθ,G2=Gcosθ
分析生活现象:高架桥、立交桥的引桥;滑梯;盘山公路 实例探究4:提出探究问题,留待课下探讨(1)两个大力士拔河的小故事
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知识改变命运,学习成就未来
(2)生活中常见现象:菜刀、斧头形状;小孩推动柜子的办法…… 探究问题:当两个分力的夹角变化时,分力大小与合力的关系。
三、小结
这节课主要学习了力的分解。力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的。但分力与合力是在相同的作用效果的前提下相互替换,在此意义上分解是唯一的。
四、作业
1.留心观察、分析日常生活、生产实际中的斜面和支架。2.课本P95页作业
教后感
1.多媒体课件的应用能够把生活中景象、现象搬进课堂,给学生的直观感受胜过老师最形象的直观描述,而且能够激发学生学习物理、应用物理解决实际问题的兴趣和能力。当把物理与生活联系起来时,学生的学习积极性得到了较大程度的提高。
2.多媒体实物投影的应用能够及时的把学生的做题过程、存在的问题反馈给学生。这对于改变学生存在的许多细节性的问题效果显著。
3.由于课前充分备课(既备了教材,又备了学生),抓住了学生学习的难点,找到了突破难点的方法(联系生活、实例分析),为了突破难点,在教学内容上做了相应的调整(把教材中属于本节内容的知识点调整到习题课去讲),自我感觉本节课落实效果不错。当然,这与传统题海战术的效果孰好孰坏还有待验证。
3.虽努力在形式、过程中实践新的教学理念,但由于旧存思想的影响、对新理念的理解不十分到位、学生对新的学习方法的不适应等客观问题的存在,使得这节课师生的互动探究基本上流于形式,浅尝即止。老师不敢放开讨论,学生表达跟不上、放不开。造成了课堂上启而不发、老师讲的过多、学生思考、讨论时间不充分的现象。
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第三篇:《力的分解》教案
“力的分解”教学实施方案 江苏省南京师大附中 王小平【教学目标】
●知识与技能
1.知道分力的概念及力的分解的含义。认识到力的分解与力的合成互为逆运算并满足平行四边形定则。
2.了解力的分解具有惟一性的条件。掌握根据力的效果进行分解的方法。
二、过程与方法
1.培养观察、实验能力,学生通过观察实验理解力的等效性。学会用作图法和计算法去处理问题,学习用数学工具解决物理问题的方法,培养运用数学工具解决物理问题的能力。
2.强化“等效替代”的科学方法。
三、情感、态度与价值观
1.学习和领会“等效替代”的科学思想。
2.通过联系实际,培养学生研究周围事物的习惯,培养学生分析观察能力、物理思维能力和科学的研究态度。
3.通过学生的学习,使学生了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。
【教学重点】
理解力的分解是力的合成的逆运算,利用平行四边形进行力的分解。在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解。在具体问题中正确确定力的作用效果从而明确力的方向,根据平行四边形法则进行力的分解。
【教学难点】
力的分解具有惟一性的条件。正确确定分力的方向。求解分力大小的数学方法。
【教学方法】
实验法、类推法。
【教学过程】
一、新课引入
设问1:为什么帆船可以逆风行舟?(学生讨论,教师不给结果。)
趣味实验:“四两拨千斤”实验及对实验现象的解释。(学生讨论,教师不给结果。)
要清楚地解释以上现象正是本节课的学习内容。
二、新课展开
设问2(回顾、铺垫):什么叫合力?什么叫力的合成?合成遵循什么法则?合成遵循的原则是什么?力产生的效果是什么?
教师总结:如果原来几个力产生的效果跟一个力产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。求几个力的合力叫做力的合成;力的合成遵循力的平行四边形定则。
设问3:什么是分力?什么是力的分解?分解遵循什么法则?
1.几个力,如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同,这几个力就叫做原来的那个力的分力。
2.求一个已知力的分力叫做力的分解。
3.力的分解是力的合成的逆运算,力的分解遵循平行四边形法则。
问题探讨1:如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形(如图)。这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力,而不像力的合成那样,一对已知力的合成只有一个确定的结果。那么要使一个力的分解是惟一的,对两分力有什么要求?
引导:①如果已知两个分力的方向,分力有几组可能的解?
②如果已知两个分力的大小,分力有几组可能的解?
③如果已知一个分力的大小和另一个分力的方向,分力有几组可能的解?
④如果已知一个分力的大小和方向,分力有几组可能的解?
讨论得出:要使一个力的分解有惟一解有下列可能:
①已知两个分力方向。
②已知一个分力大小和方向。
设问4:对一个具体的分解如何确定两个分力的方向?(引导学生根据力的作用效果(压、拉)来确定两个分力的方向。)
1.演示实验:将图中球的重力进行合理的分解。
(通过在物体和挡板间增加海绵来放大形变效果,这本身也是一个很好的实验手段。)
结论:重力的效果是使物体垂直压挡板和斜面。
2.感知力的作用效果实验:
实验过程:将橡皮筋套在中指上,将铁钉与橡皮筋连接,钉尖端卡在手心处,用另一只手向下拉铁钉与橡皮筋的连接处,体会一下向下的拉力F产生的效果?
教师总结并分析:图中拉力F分解成F1和F2,F1压缩铁钉,F2拉伸橡皮筋。尽管力的分解没有确定的结果,但在解决具体的物理问题时,一般都按力的作用效果来分解。
问题探讨2:如何具体地确定两个分力的大小?(解析法、图示法)
例1:将一个物体放在斜面上,物体受到竖直向下的重力,重力产生的作用效果如何?
学生分析:效果一:使物体沿斜面下滑。效果二:使物体紧压斜面。
大小为:F1=Gsinθ,F2=Gcosθ。
分析讨论:
当斜面倾角θ增大时,分析F1和F2如何变化?随θ角的增大,F1增大,F2减小。
解释:高大的桥为什么要造很长的引桥?公园的滑梯为什么较陡?
例2:用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯如果BC绳处于平,AB绳与水平夹角为60°,求绳AB和BC所受的拉力。(g=9.8N/kg)
总结:求解分力大小时可用解三角形的方法和图示法。作图法直观、但误差较大,特殊角度时用计算法,精确、简便。
呼应引入新课时遗留的问题:
A.对逆风行舟现象的解释
B.对“四两拨千斤”
探索性实验:利用直尺、钩码大致地测量出棉线的最大拉力。
三、小结
1.力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的,但分力与合力是在相同的作用效果的前提下相互替换,在此意义上分解是唯一的。
2.力的分解是解决问题的一种手段,一个力应该怎样分解取决于解决问题的需要。
3.计算分力大小的主要方法是解三角形。
第四篇:高中物理力的分解教案
《力的分解》教案 教学目标:
(一)知识与技能
1、理解分力及力的分解的概念.
2、理解力的分解与力的合成互为逆运算,且都遵守力的平行四边形定则.
3、掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤,学会判断一个力产生的实际效果
(二)过程与方法
1、强化“等效替代”的思想。
2、培养观察、实验能力。
3、培养运用数学工具解决物理问题的能力。
4、培养用物理语言分析问题的能力。
(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
在实际问题中如何根据力产生的作用效果进行力的分解. 教学难点
如何确定一个力产生的作用效果 教学方法
分析日常现象,提出问题,引导探究,实践体验,讨论交流,用物理语言描述出力的分解的方法。教学用具
电子台秤,物块,橡皮筋,弹簧秤,铅笔,细线,钩码,多媒体课件。教学过程 引入新课 【学生活动】:趣味拔河 【过渡引言】:相信同学们学了今天的课程之后就能够明白其中的道理. 【板书】力的分解 新课教学: 【设问】:(回顾、铺垫)什么是合力?什么是分力?什么叫力的合成?力的合成遵循什么法则?
【学生回答】:如果原来几个力产生的作用效果跟一个力产生的作用效果相同,这一个力就叫做原来那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力。求几个力的合力的过程叫做力的合成。
力的合成遵循平行四边形定则。
【引导学生】而已知物体的合力求分力的过程,我们把它叫做力的分解。【板书】
1、求一个已知力的分力叫力的分解
【引导学生】那么,力的分解又应该遵循什么定律? 【学生思考并回答】:也应遵循平行四边形定则 【视频】三脚架演示实验
【板书】
2、力的分解遵守平行四边行定则.
引导学生推理得出:力的分解与力的合成互为逆运算. 【过渡引言】不加限制条件,一个对角线可以做出无数组平行四边形,即一个力可分解为无数组不同的分力.如右图
在实际问题中, 力产生的作用效果往往是确定的,一个已知力究竟要怎样分解? 【教师活动】:利用多媒体展示耙工作的示意图,引导学生阅读课文并思考:
1、拖拉机对耙的斜向上的拉力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? 下面,利用台秤来模拟耙工作
【演示实验1】将物体放在台秤上,观察台秤的示数。再用斜向上的力拉重物,让学生观察平板台秤示数如何变化,物体运动情况如何? 【提问】台秤示数如何变化?这说明什么?物体运动情况如何?又说明什么?(请学生回答)【学生回答】台秤示数减小,物体在水平方向运动。【教师引导学生】
斜向上的拉力产生两个作用效果:水平向前拉物体,竖直向上提物体. 那么,我们是否可用一个竖直向上的力和一个水平向前的力共同作用来达到同样的效果。即:F1和F2两个力来等效替代力F?
如果F1和F2作用的效果和F作用的效果相同.F1和F2就是F的两分力.(多媒体演示分解过程).
在实际问题中,力产生的作用效果往往是确定的,通过分析可以找出其作用效果,从而确定两分力的方向,再来进行分解,就可以得到唯一确定的解. 【板书】
3、通常按力的作用效果来进行力的分解.
[过渡引言] 按力的作用效果分解力的关键是要确定一个力产生的实际效果. 我们再来探究两个常见实例:
【演示实验2】利用台秤、弹簧秤模拟斜面上静止不动的物块实验:
先让台秤水平放置,观察台秤与弹簧秤示数。再将台秤倾斜,再观察台秤与弹簧秤示数 【提问】:台秤示数倾斜放置时示数与水平放置时示数什么区别?弹簧秤有什么变化? 【学生回答】:台秤示数减小,弹簧秤具有示数
【教师引导学生]:物体重力产生了两个效果:使物体沿斜面方向下滑;在垂直与斜面方向上紧压斜面。
我们可以用F1和F2这两个力来等效替代力重力G,在多媒体上演示分解过程。(给学生强调紧压斜面的力并不是物体对斜面的压力,只是重力的分量,实际不存在)【学生活动】:假设斜面的倾角为θ,物体重力为G。那么重力的分力如何计算?试写出表达式。
【教师活动】:通过这个表达式分析:
1、当θ增大时,F1和 F2的大小如何变化?
2、、通过这个结论,我们再来解释高大的桥为什么要造很长的引桥? 【学生活动】:在教师引导下,用物理语言描述分析过程。
1、当θ增大时,F1增大,F2减小。
2、上桥时阻碍车辆前进,上坡困难;下桥时使车辆越来越快,不安全。
3、引桥越长,θ越小,F1越小上桥时的阻碍作用减小,从而比较容易上桥,下桥时的加速作用会减小,所以高大的桥总是建很长的引桥,减小桥面的倾角,从而保障行车时的安全。[演示实验3]让全体学生按图示,利用橡皮筋,铅笔,砝码共同探究如何确定一个力产生的实际效果: 【提问】:自己的手心及有什么感觉?橡皮筋什么变化? 【学生回答】:手心有力的作用,橡皮筋被拉长。
【教师引导学生]:砝码的重力产生两个作用效果:对手指有拉的作用;对手心有压的作用 同样,我们可以用F1和F2这两个力来等效替代力砝码重力G,并在多媒体上演示分解过程
【学生活动】手与橡皮筋间夹角为θ,砝码重G。那么重力的分力如何计算?试写出表达式。【过渡引言】从课前视频中抽象出以下探究问题:
【探究4】合力一定,两分力随它们之间的夹角变化而如何变化?
【学生活动】请两位学生做实验:用两手分别捏住细绳两端的弹簧秤,两手等高,细绳中点挂有钩码.改变两段橡皮筋间的夹角,让学生观察橡皮筋发生怎样的变化,并分析其中原因. [引导学生] 合力一定时,分力随夹角增大而增大当θ>120o时,分力>合力
回顾视频,采用特殊装置时,铁丝的夹角比较大,故可以用较小的的力拉断铁丝。
三、【课堂小结】: 力的分解的一般步骤:
(1)根据力的作用效果确定两个分力的方向.(2)根据已知力和两个分力方向作平行四边形.(3)根据平行四边形确定分力的大小和方向
四、【板书设计】
1、求一个已知力的分力叫力的分解.
2、力的分解遵守平行四边行定则.
3、通常按力的作用效果来进行力的分解.
4、力的分解的一般步骤:
五、【作业布置】
第五篇:《力的分解》教案1
《力的分解》教案
一、教学目标
(一)知识与技能
1.了解分力的概念,清楚分解是合成的逆运算。2.用平行四边形定则作图并计算。3.了解力的分解具有唯一性的条件。4.能应用力的分解分析生产生活中的问题。
(二)过程与方法
1.强化“等效替代”的思想。2.掌握根据力的效果进行分解的方法。
(三)情感态度与价值观 1.激发学生参与课堂活动的热情。
2.培养学生将所学知识应用于生产实践的意识和勇气。
二、教学重点
1.知道分力的概念及力的分解的含义。 2.知道力的分解遵循平行四边形定则。
三、教学难点
知道分力的概念及力的分解的含义。
四、教学准备
多媒体课件、弹簧秤若干,细绳套、橡皮筋若干,图钉、白纸、长塑料板、铁块、能活动的木板等。
五、教学过程
新课导入:
观察一下生活中有哪些类似的情况,可以用一个力来代替多个力来达到同样的效果,想一下,为什么有时人们不用一个力去做而要用多个力来做呢?使用吊车的时候大家观察一下钓钩是不是用一根钢丝吊着?
新课讲解:
一、力的分解
上一节课我们学习了力的合成,知道了什么是合力,什么是分力,什么是力的合成,及力的合成遵循的法则,下面我们来一起回顾一下这些内容。
师生回忆讨论以上问题。
总结:如果原来几个力产生的效果跟一个力产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力;那几个力就叫做这个力的分力,求几个力的合力叫做力的合成。
【演示实验】
在演示板上先用一个弹簧秤(力F)把橡皮绳的结点拉到O点,然后再用三个或四个弹簧秤沿不同方向拉结点到O。
问题:这个实验说明了什么呢?
结论:几个力共同作用的效果与F的作用效果相同。
明确:几个力共同作用的效果如果跟原来一个力产生的效果相同,那么这几个力就叫做原来那几个力的分力.求几个力的合力的过程叫做力的合成;而求一个已知力的分力叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆运算,力的分解也是遵循平行四边形定则的。
我们知道不论有多少个共点力都可以用一个合力来等效替代,换句话说也就是:力的合成是唯一的.那么力的分解是否也是唯一的呢?
【学生实验】
不给学生任何限制,同学间可以自由组合,只要把橡皮绳的结点拉到O点即可.通过实验我们发现,可以用多组不同的力来达到同样的效果。
也就是说力的合成是唯一的,但力的分解却不是唯一的.那么我们要如何分解一个力呢?
如果没有其他限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形。为此,在分解某个力时,常可采用以下方式:按照力产生的实际效果进行分解——先根据力的实际作用效果确定分力的方向,再根据平行四边形定则求出分力的大小。
(放录像:牛耕地、人拉旅行箱等)
图3-5-2
问题:各段录像片有什么共同的物理现象?斜向上的拉力产生了什么样的效果?如何分
解这个斜向上的拉力?
例1放在水平面上的物体受一个斜向上方、与水平面成θ角的拉力F,这个力的作用效果如何?
解析:方向确定,根据平行四边形定则,分解就是唯一的。
如图3-5-3所示分解为F1=Fcosθ,F2=Fsinθ.力F有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果,那么F的两个分力就在水平方向和竖直方向上。
图3-5-3
讨论:当θ=0°时,F水平,只有向前拉的效果;当θ=90°时,F竖直,只有向上提的效果.θ越小,向上提的效果越小。
例2物体放在倾角为θ的斜面上,物体受到的重力产生什么样的效果? 解析:方向确定,根据平行四边形定则,分解就是唯一的。
图3-5-4
如图3-5-4所示分解为G1=Gsinθ,G2=Gcosθ.在斜面上的人或物体受到竖直向下的重力作用,此重力产生了两个效果:一个是平行于斜面的方向向下的,使物体沿斜面下滑;另一个是在垂直于斜面的方向上,使物体紧压斜面(给学生强调这个力并不是物体对斜面的压力)。应用:
1.公园的滑梯倾角为什么比较大呢?
2.为什么高大的立交桥要建有很长的引桥?
教师课件展示实物图,学生分组讨论。
教师总结:θ越大G1就越大,滑梯上的人就较容易下滑.长长的引桥可以减小上坡的倾角,因为θ越大G1就越大.车辆上坡艰难而下坡又不安全。
活动:教师实物展示并引导学生解释“劈”的工作原理。
二、矢量相加的法则
问题:力是矢量,求两个力的合力时,能不能简单地把两个力的大小相加呢?
教师可以引导学生实例讨论。
结论:不能简单地把两个力的大小相加,而要按平行四边形定则来确定合力的大小和方向.凡是矢量在合成与分解时都要遵循平行四边形定则。
根据平行四边形的性质推导出矢量合成的三角形法则。
在求三个或三个以上的共点力的合力时,可采用矢量相加的三角形法则.如图3-5-8(a)所示,求F1、F2、F3、F4这四个共点力的合力,可不必用平行四边形定则将它们逐个合成,而是将表示这些力的矢量依次首尾相接,那么从第一个力矢量的始端到最后一个力矢量的末端的矢量就表示这几个共点力的合力。
对同一直线上的矢量进行加减时,可沿着矢量所在直线选定一个正方向,规定凡是方向跟正方向相同的矢量都取正值,凡是方向跟正方向相反的矢量都取负值,这样便可将矢量运算简化为代数运算.矢量的正负仅表示矢量的方向,不表示矢量的大小.如-10 N的力比5 N的力大,而不能机械套用数学中正数一定大于负数的结论.不在同一直线上的矢量,则不能用正、负表示方向。
图3-5-8