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《力的分解》教学设计

《力的分解》教学设计
房县第三中学钞昌文
教材分析
高中物理必修1第三章第五节《力的分解》,是在学生学习了前面力的基础知识及力的合成之后而编排的。

由于分解法是高中物理解决复杂问题的一种重要的方法。

它为位移、速度、加速度等矢量的分解奠定了基础。

并且它对矢量运算普遍遵守的规律“平行四边形定则”作了更加深入的了解。

所以说本节内容具有基础性和预备性。

因此,力的分解这节课在整个教材中的地位也是显而易见的。

应用数学知识解决物理问题的能力是高中物理要求的基本能力之一,本节内容要求学生要会运用平行四边形、直角三角形、菱形等数学知识计算分力的大小,因此教学中要有意识的培养学生的知识迁移能力。

学情分析:
学生通过前面知识的学习,已对力的基本概念、力学中三种常见的力、合力与分力的等效替代关系有了一定的认识,形成了一定的认知结构,并通过力的合成的学习初步认识了力的平行四边形定则,为本节课的探究学习奠定了基础。

三维目标
知识与技能
1.理解分力和力的分解的概念;
2.理解力的分解与力的合成互为逆运算并遵循平行四边形定则;
3.会根据力的实际作用效果分解力。

过程与方法
1.学会用作图法表达分力;
2.学习用数学工具解决物理问题的方法。

情感态度与价值观
1通过有关力的分解的实例分析,感受力的分解在日常生活中的应用价值。

2.体会“等效替代”的科学思想。

教学重点
在具体情况中运用平行四边形定则根据力的作用效果对力进行分解.
教学难点
力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。

教具准备
长塑料尺(或塑料丁字尺)、大木块、垫块、细绳、小车、橡皮筋、砝码、多媒体课件。

教学方法
实验探究、多媒体辅助教学
教学过程设计
斜拉力对木块有水平向前拉的效果和竖直向上拉的效果。

提出问题
既然一个力可以产生几种作用效果,
那么这一个力就可以用几个力来代替。


将一个力分解为几个力。

问题1:什么叫做力的分解?
力的分解是力的合成的逆运算,同样
遵守平行四边形法则。

多媒体显示力的合
成的平行四边形法则。

(力的分解的平行
四边形法则:把已知力F作为平行四边
形的对角线,那么,与F共点的平行四边
形的两个邻边,就表示F的两个分力。


问题2:请同学们作图试一试,同
一个力可以分解成多少对大小和方向都
不同的分力?
问题3:在实际应用中,如何分解一
个力呢?
1.求一个力的分力叫做
力的分解。

2.学生通过作图得出同
一个力可分解成无数对大小
和方向都不同的分力。

3.在实际应用中应根据
力产生的实际效果进行分解。

数学作
为一种工
具,在物理
学中常常用
来解决物理
学中的实际
问题。

1.斜拉力的分解
由前面的实验可知斜拉力有两个作
用效果:
(1)一个水平的分力F1使物体前进
(2)一个竖直的分力F2把物体向上

(3)若已知F与水平面间的夹角α,
由三角函数知识写出这两个分
力表达式。

多媒体总结上例并出示应用练习
练习:
用与地面成θ夹角向下的推力F推
学生能根据力产生的实际
效果将力进行分解,并写出分
力的表达式。

F1 = Fcosα
F2 = Fsinα
要求学
生能根据力
产生的实际
效果将力进
行分解。

两个力的分解实例及巩固练习光滑水平地面上的木块。

此推力有那两个
作用效果的分力?已知 F =100N,θ=370
这两个分力各是多少?
2.斜面上物体所受重力的分解
演示实验:
(1)将塑料尺的一端放在水平桌面
上,另一端用物体垫高,形成一个斜面,
将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上,观
察塑料尺和橡皮筋的形变。

(2)在小车上逐渐增加砝码,观察
塑料垫板和橡皮筋的形变有无变化。

(3)根据实验观察到的结果,思考
下面的问题:
小车对斜面和橡皮筋产生了什么
作用效果?如果没有小车重力的作用,会
有这些作用效果吗?
师生共同总结斜面上物体所受重力
的分解:
解:斜推力有一个水平
分力F1使木块前进,一个竖直
向下的分力F2将木块向下压。

由三角函数知识可知:
F1= Fcosθ =100N×
5
4
= 80N
F2 = Fsinθ =100N×
5
3
= 60N
塑料尺被压弯了;橡皮筋
被拉长了。

小车重力越大,塑料尺压
弯的越厉害,橡皮筋也拉伸的
越长。

小车对斜面产生了压力
作用,同时对橡皮筋产生了拉
力作用。

这些作用效果都是由
于小车的重力产生,如果小车
没有重力就不会产生这些作
用效果。

斜面上物体所受重力的
分解:
(1)一个是使物体沿斜
面下滑的分力F1,方向沿斜面
向下
通过课
堂练习学会
按力的作用
效果对力进
行分解。


会用作图法
表达分力;
学习用数学
工具解决物
理问题的方

通过实
验演示和探
究,让学生
感受力产生
的多种作用
效果,化解
教学难点。

同时学习分
解力的方
法。

练习:
如下图所示,小球静止于斜面和挡板之间,挡板垂直于斜面,各接触面均光滑。

小球的重力怎样分解?已知小球的重力为50牛,斜面的倾角为300这两个分力各是多少?
变式迁移:
若上题中的小球静止于斜面和竖直挡板之间,小球的重力应怎样分解?这两个分力又是多少?
(2)一个是使物体紧压
斜面的分力F2,方向垂直斜面
向下
F1 = Gsinθ
F2 = Gcosθ
解:小球的重力有使小球
挤压挡板的分力F1和使小球
挤压斜面的分力F2,这两个分
力都垂直于接触面。

球对挡板的压力为:
F1=Gsin300 =50N×
2
1
=25N
使球压斜面的力为:F2=
Gcos300=50N×
2
3
=253N
解:小球的重力有使小
球挤压挡板的分力F1和使小
球挤压斜面的分力F2,这两个
分力都垂直于接触面。

使球挤压挡板的分力为
通过课
堂练习进一
步加深对力
的分解方法
的认识,学
会正确分解
力。

通过变
式迁移培养
学生的思维
能力和应用
所学知识处
理实际问题
能力。

教学反思:本节课充分体现了新课程理念,首先,本节课重点突出,难点突破并能挖掘教材,教学手段与教学方式多样化;其次,这堂新课设计一个演示实验引入,实验效果明显引入新课很成功。

特别是课堂中演示了多个小实验,使力的作用效果更直观,让学生亲身体会了力的作用效果,让学生感受很深刻,这也是本节课的一个亮点。

还有,在前面已经引导学生学会找出力的作用效果并进行力的分解的前提下设计练习题让学生在理解基础上进行迁移学习,从过程分析求结论又体现了探究性学习。

不足之处:在根据平行四边形定则分解力时,必须强调学生应用直尺和三角板规范作图,教师应走下去及时提醒学生并指出其错误之处;
还应进一步加大学生自主探究活动的安排。

这在今后的教学中应加以注意。

由于课堂容量过大,对于矢量相加法则的三角形定则以及力的正交分解,将另安排一节习题课再作介绍。

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