力的分解教案

5．力的分解教材剖析在学此节内容从前学生已经学习了力的观点、力的表示及分类、力学中的三种力、力的合成。力的分解是等效思想的详细应用，等效思想是物理学重要的思想方法之一，学习力的合成时学生已有所认识，本节教课要注意让学生进一步认识和运用等效思想。矢量是完整不一样于标量的一类物理量，它的运算依据平行四边形定章.经过力的合成与分解掌握力的平行四边形定章，为位移、速度、加快度、电场强度、磁感觉强度等矢量的学习、为牛顿定律以致整个高中物理的学习确立了基础.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，本节内容要修业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，所以教课中要存心识的培育学生的知识迁徙能力.综上所述,本节内容是本章的要点也是难点，也是整个高中物理的基础之一。本节课以生活中的常有现象和实验为基础，经过研究、剖析、成立分力、力的分解观点.从等效的角度依据实验结论，经过剖析、比较，各次的分力的作用成效，概括总结得卖力的分解依据平行四边形定章。经过简单实质问题的剖析、议论,概括出按实质成效分解一个力的思路。本节课要突出的要点是：分力、力的分解的观点和利用平行四边形定章进行力的分解以及三角形法与平行四边形法的一致性。方法是：以生活中的常有现象下手，经过演示实验、学生疏组实验，联合学生的亲自感觉，从等效性的角度，经过剖析、推理，成立分力和力的分解的观点，从而经过DIS学生疏组实验得卖力的分解相同依据平行四边形定章。本节课要打破的难点是：按实质作用成效分解力。方法是：联合简单实例，并经过演示实验，把抽象的问题转变为直观形象的问题，依据详细状况，剖析力作用的实质成效，按实质成效的方向分解力，而后从简单问题中概括出规律，并推行到一般状况。最后推行到正交分解。本节课重申学生的主动参加，重视观点、规律的形成过程以及陪伴这一过程的科学方法的教育，重视学生合作意识和合作能力的培育。学情剖析学生经过前几节的学习已经对力的基本观点和表示方法、力学中常有的三种力、协力与分力的等效代替关系有了必定的认识，形成了必定的认知构造，并经过力的合成方法认识了力的平行四边形定章，初步学会了应用几何知识解决力学识题，为本节课的学习确立了基础.依据维果茨基的最周边发展区理论,学生原有知识越多便可能学得越多，新学知识与原有知识之间的差别就是学生的近来发展区,为了让学生高效地掌握新授知识一定在新授知识与原有知识之间架设好桥梁.对原有陈说性知识采纳回想、再现的方式，以利于学生回首旧知识、掌握新授知识,为学生成立新授知识与原有知识的联络、对新授知识的加工和组织确立基础。对力的作用成效的认识采纳体验、实验的策略，让学生着手实验，直接察看获取直接经验和直观感觉，对作图及应用数学知识解决实质问题等程序性知识采纳教师指导、学生着手、师生对话共同总结概括的策略，让学生达成学习目标。设计思路第一经过若干实例和演示实验得出分力和力的分解的观点,此中一直以等效代替为核心展开。在此基础上依据平行四边形一条对角线能够对应无数多个不一样的平行四边形，推行到正交分解。利用逻辑推理思想得出分解是合成的逆运算，三角形法例与平行四边形法例的一致性。将力的平行四边形法例联合第一章留下的伏笔（位移的合成）推行到随意矢量同时得出矢量的基本观点及其与标量的实质差别。从而联合“说一说”推行到矢量减法。而且在此重申在力的合成中协力是虚构力,而在力的分解中，分力则是虚构力，为后边的受力剖析做好准备。考虑到学生的认知基础及本节内容的重要性和认知难度，在本节课的设计时注意以下几个方面：（1）设置真切问题情境建构主义理论以为：学习者要想达成知识的意义建构，达到对所学知识所反应的事物性质、规律及事物之间的内在联系的深刻理解,最好的方法就是让学习者到现实世界的真切环境中去感觉和体验，获取直接经验而不是只倾听教师的解说。本课笔者创建了单手拉车的真切情境，让学生产生激烈的研究欲念，主动地提出问题──为何一人二人都拉不动的车,老师能够用单手拉动呢？奥密在哪里？激发学生的学习需要与内在的研究兴趣。（2）引起学生的认知矛盾心理学研究表示，当学生接触的新情境或新知识与原有的知识构造不一致时,会打破学生本来的认知均衡，产生激烈的学习需要，急迫希望把新情境、新知识同化与适应到自己的知识构造中去，以达到新的认知均衡。在学生的心目中，大车是不简单拉动的，而教师单手拉动了大客车这个情境就与学生的认知产生了矛盾和矛盾,学生会急迫地想认识此中的神秘,带着问题进入新课的学习。3)重申学生的主动参加现代教育理论以为学生是学习的主人，是意义的主动建构者。本节课经过设问、实验、练习等环节全方向地调换学生参加，让学生浑身心地投入到学习中去。（4）培育学生的着手能力现代教育要求着重培育学生的着手能力，本课设计了小实验：察看斜面上物体的重力的作用成效、拉橡皮筋的小实验，这些小实验简单易做,不单能培育学生的着手能力，还可以让学生养成实验的习惯。(5)指引学生合作、察看与体验在学生实验过程中，让学生学会察看实验现象，学会与人合作，体验实验研究的快乐.（6）增强学科知识与生活的联系，指导学生解决实质问题。新课改要求要增强学科知识与学生平时生活的联系。物理学不是存在于物理学家脑筋中的抽象的科学，它源于自然与生活,就存在于我们的平时生活中。所以本节课着重指引学生察看我们生活中的应使劲的分解的大批案例，如盘山公路、行李箱、幼儿园的滑梯、现代化的斜拉桥等，这些案例不单让学生学会应用理论解决实质问题，更能让学生养成理论联系实质的优秀学风,深刻理解科学的价值,感悟科学的魅力。三维目标知识与技术1．知道什么是力的分解，认识力的分解的一般方法；2．知道平行四边形定章和三角形定章都是矢量运算法例;3．能用平行四边形定章和三角形定章进行矢量运算。过程与方法1．经过设置问题，启示学生的思虑，启示学生的物理思想;2．经过组织研究实验，训练学生是非分明、格物致理的能力.感情态度与价值观1．经过组织商讨和研究实验,培育学生的合作精神，使学生领会到在沟通中能够提升自己的能力;2．让学生初步领会到物理学的和睦美和一致美;3．经过剖析实质问题，激发学生的学习兴趣。教课要点1．平行四边形定章和三角形定章在力的分解中的应用；2．依据力的作用成效对力进行分解;3．正交分解法.教课难点应用平行四边形定章和三角形定章进行矢量运算。教具准备多媒体课件、台秤、钩码、砝码、细绳、薄板钢条。课时安排1课时教课过程［新课导入]在平时生活和生产关系实质中常常会碰到如下图的问题，那么，在哪一种状况下细线简单断裂呢？用一根线提简单断，也有的说用两根线提简单断。究竟哪一种见解正确呢？让我们用实验来查验.【演示实验】用一根线提起物块，细线不停.用两根线提起物块,用两手提细线的两头，渐渐增大两线间夹角，直到线断.解说:按常理推测，用一根线比用相同的两根线提同一重物更简单断，但实验表示,在必定条件下,用两根线提同一重物更简单断。如何解说这一现象呢？用已有的知识明显是不可以解决的，这就需要我们学习新的知识──力的分解。［新课教课]一、力的分解将橡皮筋两头固定，使劲向下拉系在橡皮筋上的细绳,记下结点O和两段橡皮筋的方向。拉力F产生了两个成效，这F12两个作用成效相当于分别沿两段橡皮筋的拉力产生.我们可F以用用两个沿橡皮筋的拉力F1和F2来取代力F的作用，而保持成效相同,如下图.总结：前面我们学过，假如一个力产生的成效跟几个力共同产生的成效相同，这个力叫做那几个力的协力。此刻经过实验又清楚地看到与之相反的另一种状况：两个力共同产生的成效跟本来一个力产生的成效相同,我们就把这两个力叫做本来那个力的分力，实质上也能够是几个力共同产生的成效跟本来一个力产生的成效相同，这几个力就叫做本来那个力的分力.1．力的分解拖沓机拉着耙，对耙的拉力是斜向上方的,我们能够说，这个力产生两个成效：使耙战胜泥土的阻力行进,同时把耙向上提，使它不会插得太深。如下图，这两个成效相当于两个力分别产生的,一个水平的力F1使耙行进，一个竖直向上的力F2把耙向上提。可见力F能够用两个力F1和F2来取代。力F1和F2是力F的分力。求一个力的分力叫做力的分解（resolutionofforce)。协力与分力是等效的,它们能够相互代替,并不是同时并存。2．力的分解的法例──平行四边形定章力的分解依据什么法例呢？试比较求两个力的协力和求一个力的分力之间的关系？求两个力的协力是已知两个力争与它们等效的协力，求一个力的分力是已知一个力争与之等效的两个力。二者的步骤正好是相互颠倒的。因为分力的协力就是本来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，相同恪守平行四边形定章。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。在上图中，F1和F2是F的两个分力。3．确立分力方向的原则──依据力产生的实质成效需要指出的是，在不一样状况下,作用在物体上的同一个力能够产生几个不同的成效。我们知道，假如没有其余限制,关于同一条对角线，能够作出无数个不一样的平行四边形，如下图。也就是说，同一个力F能够分解为无数对大小、方向不一样的分力。也就是说，这时力的分解的答案是不确立的。一个已知力终究应当怎样分解,这要依据实质状况来决定。如何求一个已知力的分力呢？已知一个力,在预先确立了它的两个分力的方向后，用平行四边形定章进行分解,分力的解是确立的。那么，在实质中如何分解一个力呢？从拉橡皮筋的例子能够看到，我们是按拉力对橡皮筋的实质成效来分解的。依据力产生的实质成效来判断分力方向的方法拥有广泛的意义.总结：在力的分解中，一般先依据力产生的实质成效确立分力的方向,再作平行四边形,由几何关系求出分力。分力与协力是在相同作用成效的前提下才能相互代替，所以在分解某力时,其各个分力一定有各自的实质成效，在这个意义上讲，力的分解是独一的。4．力的分解实例例题把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体遇到竖直向下的重力，但它其实不可以竖直着落.从力的作用成效看，应当如何将重力分解?两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？剖析物体要沿着斜面下滑，同时会使斜面遇到压力。这时重力产生两个成效:使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面。所以,重力G应当分解为这样两个分力：平行于斜面使物体下滑的分力F1，垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2，如下图。F1θF2θG解由几何关系可知，角DOE等于θ，所以F1＝GsinθF2＝Gcosθ能够看出，F1和F2的大小都与斜面的倾角有关.斜面的倾角θ增大时，F1增大,F2减小。车辆上桥时，分力F1阻挡车辆行进；车辆下桥时，分力F1使车辆运动加快。为了行车方便与安全,高大的桥要造很长的引桥，来减小桥面的坡度。【讲堂训练】1．放在水平面上的物体遇到一个斜向上方的拉力F，力F与水平面成θ角。求拉力F的两个分力。分析：（1）力F的有水平向前拉物体和竖直向上提物体的作用成效,F2F那么两个分力就在水平方向和竖直方向上.θF1（2)方向确立，依据平行四边形定章,分解就是唯一的。（3)如下图,两个分解大小为：F1＝θ，F2＝θFcosFsin.2．在倾角α＝30o的斜面上有一块竖直搁置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G＝F1ααGF220N的圆滑圆球，如下图。试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力.分析：球遇到向下的重力作用,这个重力总欲使球向下运动,可是因为挡板和斜面的支持，球才保持静止状态，所以球的重力产生了两个作用成效，如下图，依据作用成效分解为两个分力：（1)使球垂直压紧斜面的力F2；（2）使球垂直压紧挡板的力F1。由几何知识可得F1与F2的大小。如下图，三个力可构成一个直角三角形.由几何关系得,球对挡板的压力F1＝α＝203N，其方向与挡板垂直。Gtan3球对斜面的压力F2＝G403N，其方向与斜面垂直。cos33．在竖直墙上固定一个轻支架，横杆OM垂直于墙壁，斜杆ON跟墙的夹角为θ，在支架的O点挂有一个重力为G的物体,如下图，确立杆OM、ON的受力方向？NNθθOOMMF2FF

F1(实验研究)如图，一人伸出胳膊，将一木棍放在腰部与胳膊之间,用手提一重物,会有什么感觉？让学生试一试。再让每两个学生一组,在坐位上一人用手叉腰，另一人使劲向下拉他的肘部.再相互互换，体验拉力敌手臂产生的两个成效.(解说剖析）这几个实验都证明，竖直向下的拉力对支架产生了沿杆方向的两个作用成效,使上杆受拉，下杆受压。所以，在不计支架自己重力的状况下，绳对支架的拉力F可沿两杆方向分解为两个分力F1和F2，我们能够等效地用F1和F2代替拉力F对支架的作用。由几何知识得:F1＝F/cosθF2＝Ftanθ【思虑与议论】1．试议论在以下状况下分力有无唯一解？①已知一个力和它的两个分力的方向；(有唯一解）②已知一个力和它的一个分力的大小和方向；(有唯一解）③已知一个力和它的一个分力的大小和另一个分力的方向；(有多种可能)④已知一个力和它的两个分力的大小。（有多种可能）2．将一个已知力分解为两个等大的分力,两分力间夹角渐渐增大，两分力的大小将如何变化？(渐渐增大)二、矢量相加法例1．矢量相加法例经过这两节课的学习,我们知道力是矢量，力的合成与分解不可以简单地进行力的代数加减,而是依据平行四边形定章来确立协力或许分力的大小和方向。前面我们学过的矢量还有位移，位移的相加也依据平行四边形定章吗？我们来看教材“矢量相加法例”这部分内容.学生阅读课本有关内容,初步认识平行四边形定章不只是合用于力的合成与分解,相同也合用于其余矢量的合成与分解，经过学生自己总结剖析，能够提升学生物理知识的迁徙能力、用一种方法解决不一样问题的能力.我们还学过位移，它也是矢量。如下图，一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC.在整个运动过程中，这个人的位移是AC,AC是合位移。在图中，假如平行地挪动矢量BC,使它的始端B与第一次位移的始端A重合,于是我们看到，两次位移构成了一个平行四边形的一组邻边，而合位移正是它们所夹的对角线.所以说，位移矢量相加时也遵照平行四边形定章.从另一角度看，图中，两个位移与它们的合位移又构成一个三角形。像这样把两个矢量首尾相接从而求出合矢量，这个方法叫做三角形定章（triangularrule）。三角形定章与平行四边形定章的实质是相同的。矢量相加时遵照平行四边形定章或三角形定章。2．矢量和标量（1）矢量既有大小又有方向，相加时遵照平行四边形定章（或三角形定章）的物理量叫做矢量vector)。如位移、速度、加快度、力等.（2）标量只有大小,没有方向，乞降时依据算术法例相加的物理量叫做标量(scalar）.我们从前所学过的质量、体积、距离、密度、时间等物理量都是标量。三、力的正交分解依据力的成效分解力其实不是力的分解的唯一方法,在很多状况下常常是依据研究问题的方便,采纳不一样的分解方法.多力合成可挨次运用平行四边形定章，但这样运算繁琐。在化简力系的时候，常用一个很重要的方法──正交分解法。设有一个平面力系F1、2、3、Fn作用在物体上的O点过点取平面直角坐标系FF,O先把各力沿正交的x、y轴分解，而后求出x轴和y轴的协力Fx和yFy,最后求出Fx、Fy的协力F的大小和方向。FyFF2Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋＋FnxF3FΦ1Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋＋FnyOFxFn协力F的大小为：F＝Fx2Fy2协力F和x轴的夹角Φ的正切值为：tanΦ＝FyFx

xoy，x正交分解法对求多个力协力的计算特别方便，坐标轴的选用以计算方便为准,尽量让更多的力经过坐标轴。正交分解法对其余矢量的合成与