必修1—5.2力的分解.doc

普通高中课程标准实验教科书物理必修1（鲁科版） 福州格致中学颜有虹教案 - 4 -CH力与平衡2、力的分解（两课时）l 教学目标：1、知识与技能目标：（1） 能从等效的观点正确理解力的分解是力的合成的逆运算；（2） 通过实验体验分力的方向是根据力的作用效果来确定的；（3） 能用作图法和直角三角形知识求分力；2、过程与方法目标：（1） 通过实验培养学生科学探究能力、实验动手能力；（2） 培养学生能运用等效的方法解决问题的能力；3、情感态度与价值观目标：培养学生科学的思维习惯、实事求是的科学态度l 教学重点：力的分解的平行四边形法则的运算l 教学难点：从能根据实际情况弄清力对物体产生了哪些作用效果，从而找出分力的方向进行力的分解l 媒体应用：演示实验：钥匙串、丝线（用较易断的粗毛线也可）；圆规；海绵或较薄的有机玻璃板、重物；白板（上系三根丝线故意结成较大的倾角）l 教学过程：1创设情境，引出新概念请同学们判定一下如图8l 所示装置，当增加重物的质量时，三条细线哪条先断？（三条同样的细线一起系在O点）预测 学生可能有下面几种结论及理由：（l）AO先断，因为AO线短，受的力最大，所以先断（2）BO先断，因为BO线长，受的力最大，所以先断（3）OC先断，因为物体直接挂在OC上，AO、BO分担了重物所受的重力，所以OC受的力最大，先断（4）OC不会断，AO、BO一起断，因为AO、BO分担了重物所受的重力，使OC受的力小了些（5）不一定，要看AO、BO所夹的角度多大，角度越大，AO、BO越容易断教师演示实验：教师按照图81所示的装置，先让AO、BO所夹的角度较小，逐渐增加重物的重力时，发现OC线先断再让AO、BO所夹的角度较大时，逐渐增加重物的重力，发现AO线先断教师问：如何用我们所学的知识解释实验现象呢？启发学生：AO、BO两细线受到的力与OC所受到的力有什么关系呢？预测 学生可能回答：合力与分力的关系教师问：AO、BO两细线受到的力是怎么产生的？预测 学生可能回答：作用在O点的拉力产生的教师问：如何求作用在O点的拉力产生的这两个作用效果呢？教师：前面我们学过，如果一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力与之相反的另一种情况：几个力共同产生的效果与原来一个力产生的效果相同，我们就把这几个力叫做原来那个力的分力求几个已知力的合力叫力的合成，求一个已知力的分力叫力的分解教师问：由于一个力作用在物体上有时可以同时在两个方向上产生不同的效果，为了研究一个力在哪些方向上产生了什么效果和产生了多大效果，就需要将力进行分解如何将一个力进行分解呢？力的分解遵循什么定则？预测 学生可能回答“力的分解” 是“力的合成” 的逆运算，因此力的分解也遵循平行四边形定则教师启发：（边讲边板画，如图82中（a）、（b）由图中所示可知，当AO、B0所夹的角度较小（如图（b），FF2Fl，所以逐渐增加重物的质量时，发现OC线先断；当AO、BO所夹的角度较大时，F2FF1，所以逐渐增加重物的质量时，发现AO线先断可见，平行四边形定则也是力的分解的运算法则。教师问：下面我们来尝试使用平行四边形定则求分力。请大家根据已知的合力和一些分力的条件，作出分力的图示。F=4NF1F21、已知合力F的大小与方向，以及两个分力的方向如图所示F=5N2、已知合力F的大小与方向，以及其中一个分力，F1=4N4、已知合力F的大小与方向，以及一个分力F1的大小F1=2.5N；和另一个分力F2的方向F=5NF25、已知合力F的大小与方向，没有给出分力的条件F=5N3、已知合力F的大小与方向，以及两个分力的大小，F1=4N，F2=3NF1=4N370我们知道，给定两个分力，就能根据平行四边形定则画出并求出合力，且只有一个合力那么已知一个合力，要分解成两个分力，能分解成多少对分力呢？预测 学生可能回答：没有给出分力条件时可能有无数对给出限制条件时也可能有一个或两个解甚至是无解。教师：对，不给定分力条件时就好比7等于哪两个数相加，有无数个答案那么已知一个合力分解成两个分力，可以分成多少对？也是无数对，如图83所示教师：一个已知力究竟分解到哪两个方向上去，这要根据力的实际作用效果来确定2从实际生活例子出发，学会按实际作用效果分解力实例1 作用在O点的压力可分解为哪两个方向的分力？在已知压力大小为F=G和角度0的情况下，能求出这两个分力的大小吗？如图84迷你实验一：同学们一起来做个实验：用拇指、食指捏住圆规的一个针脚，另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌心位置，使OA水平，然后在外端挂上一些不太重的物品（如一串钥匙），体会一下，有铅笔芯的脚在手掌心位置（B处）产生什么样的效果？拇指、食指捏住圆规的一个针脚，针脚对拇指、食指（A处）产生什么样的效果？预测 学生可能回答，手掌心有点痛，说明圆规有铅笔芯的脚对手掌心产生了压力作用；同时拇指、食指要使劲捏住圆规的针脚，说明圆规的针脚对拇指、食指产生了拉力作用教师提问：请同学们根据你们的感觉在图中标出这两个分力的方向教师启发：（边讲边板画，如图86）教师提问：能求出这两个分力的大小吗？教师启发：FIGtan，FZG sin实例2 倾角为的斜面上放有一物体，如图87该物体受到的重力为G，重力G产生哪些效果？应当怎样分解？迷你实验二：在水平伸出的手掌上放一本书，然后使手逐渐倾斜，直至书下滑教师问：当书放在平伸的手掌上时，我们有什么感受？当手逐渐倾斜时，我们又有什么感受？这些感受说明了什么？预测 学生可能回答，当书放在平伸的手掌上时，我们只感到手掌受到书的压力，说明书所受的竖直向下的重力只产生了一个使它紧压手的作用效果当手掌倾斜时，我们除感到手掌受到压力外，还明显感到书有沿手掌下滑的趋势教师启发1：这些感受说明重力产生了两个作用效果：使书沿手掌下滑和使书紧压手掌，因此，重力G可以分解为这样两个分力：平行于掌面的下滑力G1；和垂直于手掌向下的力G2G1Gsin，G2Gcos（边讲边板画，如图87）教师启发2：当手掌逐渐倾斜时，我们是否感到手掌受到的压力越来越小，还明显感到书沿手掌下滑的趋势越来越大，直至书下滑？这是为什么？引导学生用 G1Gsin，G2Gcos来分析 实例3 放在水平地面上的物体受到一个斜向上方的拉力F的作用，且F与水平方向成角，如图88怎样把力F按其作用效果分解？它的两个分力的大小、方向如何？迷你实验三：取一块长50 cm，宽 10 cm，厚03 cm的有机玻璃板（尽量用红色，以便观察效果明显），架在两个物体上（如图89），再把一个重约 15 N的物体（密度大一些好）放在上面可以观察到：有机玻璃板被压成了弓形，这是初始状态然后用一个与水平方向约45“的斜向上的力F作用到物体上并使物体缓慢向右匀速移动，请同学们观察有什么现象发生？这些现象说明了什么？预测 学生可能回答，看到有两个现象发生了：一方面物体克服摩擦向右运动，另一方面有机玻璃板的弯曲程度减小了（如图810），这说明作用在物体上的这个力产生了两个效果：一个效果是使物体克服摩擦力向右运动，它等效于物体受到一个水平向右的力；另一个效果是使物体压有机玻璃板的力减小，它等效于物体受到一个竖直向上的力。教师启发：根据力产生的这两个效果，可以把作用在物体上的这个斜向上的力分解为这样两个分力：一个水平向右，另一个竖直向上（边讲边板画，如图 811）3巩固新课讨论1 我们都知道一个成语叫“迎刃而解”，这个成语出自哪里呢？晋书杜预传：“今兵威已振，势如破竹，数节之后，皆迎刃而解，无复着手处也”主要意思是用刀从竹子上端劈下，只要劈几节，竹子两爿就自动分裂开来我们都知道刀是非常锋利的，刀之所以锋利在于它的刃部，刀刃在物理学中称为“劈”，它的截面是夹角很小的锐角三角形教师问：刀刃的夹角越小，我们说这把刀越锋利，越能切开物品，这是为什么？预测 学生可能回答，夹角越小，接触面越小，压强越大教师：很好，这是一方面原因，但我们注意到劈开竹子时，竹子向外分裂开，因此必然有向外的力，那么，它推开物体的两个力应该怎样？预测 学生可能回答，垂直接触面指向物体教师启发：已知横截面顶端夹角0（边讲边板画，如图812） 运用初中几何知识易证明见F1=F2F2sin（2）越小，sin越小，F1；越大上面的例子就是如何用小力制造大力的方法F 讨论1：有一个成语叫“迎刃而解”，刀是非常锋利的，刀之所以锋利在于它的刃部，刀刃在物理学中称为“劈”，它的截面是夹角很小的锐角三角形请将作用于刀上的向下的力F按效果分解。并思考为什么刀刃的夹角越小，我们说这把刀越锋利，越能切开物品。讨论2：课前的小实验中：用力拉绳子两端，能将这条绳子拉到完全平直吗？为什么？讨论3：一辆汽