2012高中物理 3.4力的合成与分解1教案 粤教版必修1

力的合成与分解
一、教学目标
知识与技能：1．了解力的分解、合成的一般方法．
2．知道平行四边形定那么和三角形定那么都是矢量运算法那么．
3．能用平行四边形定那么和三角形定那么进行矢量运算．
过程与方法：1．通过设置问题，启发学生的思考，启迪学生的物理思维．
2．通过组织探究，训练学生明辨是非、格物致理的能力．
情感态度与价值观：1．通过组织探讨和探究实验，培养学生的合作精神，使学生体会到在交流中可以提高自己的能力．
2．学生初步体会到物理学的和谐美和统一美．
3．通过分析实际问题，激发学生的学习兴趣．
二、教学内容剖析
1、本节课的地位和作用：
力的合成与分解在效果上等效替代关系，在运算上符合平行四边形法那么。

分解是力的合成的逆运算，平行四边形定那么既是力的合成规律也是力的分解规律，但对于怎么样按力的实际效果来分解力是本节的重点和难点，学好本节对于解决物体的平衡问题、运用牛顿运动定律都是至关重要的。

2、本节课教学重点：平行四边形定那么和三角形定那么在力的合成与分解中的应用；根据
力的作用效果对力进行分解；
3、本节课教学难点：应用平行四边形定那么和三角形定那么进行矢量运算．
三、教学思路与方法：
按效果对力进行分解是本节的难点，而难点的突破点是让学生把握把力沿什么方向分解的这个关键．因此教学中先通过实验让学生感知力的实际效果，根据实际效果确定两分力的方向，然后运用平行四边形定那么进行分解．在分解力的同时，训练学生用作图法和计算法处理问题，明确力分解的基本思路，解决本堂课的重、难点问题．
四、教学准备：多媒体课件、台秤、钩码、砝码、细绳、薄板钢条．
五、课堂教学设计
三、分力的计算师：同学们在练习本上作出一条对角
线，然后作这条对角线相邻的两条边，
看能够做多少条．
学生练习，体验不加以限制的话，
一个力的分力有无数组解
生：有无数组解．
师：这样研究一个力的分力显然
是不可能的，也是不现实的，那么我们应该怎样研究一个力的分力呢?
生：可以放在具体受力环境中进行解决．
[演示实验]参考实验，可以进行实物投影(图3—5—1)
师：一个水平放置的薄木片，在它的上面放置一个小物体，可以观察到什么现象?
生：可以看到薄木片被压弯，
师：这一个效果是由什么原因引起的?
生：是由于物体本身的重力引起的，它产生了一个使物体向下压的效果．师：我们能不能把木片竖直放置而使物体静止呢?如果不能，应该怎样做才能使它静止?
生：当然不能，应该用一个绳子拉住物体才能使它静止．
师：为了使力的作用效果更容易被观察到，我们用一根橡皮筋代替绳子，当木片竖直放置时(图3—5—2)，橡皮通过演示，让学生从视觉上体会力产生的效果
[课堂训练]
1．如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图3—5—4所示，那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢?
解析：因为钢索的斜向拉力会对塔柱产生两个效果：一方面竖直向下压塔柱，另一方向沿水平方向拉塔柱，故可以把两个斜向的拉力各分解为一个竖直向下的分力和一个水平方向的分力．要使一对钢索对塔柱拉力筋发生了形变，也就是受到了弹力；木片是不是发生了形变?
继续演示实验
师：仔细观察木片竖直放置时，木片的受力形变情况和橡皮筋的受力形变情况
应该是怎样的呢?
生：木片不发生弯曲，说明木片没有受到物体力的作用；橡皮筋被拉长了，说明橡皮筋对物体有力的作用．师：使橡皮筋发生形变的力是什么力?
生：原因还是由于物体受到重力使橡皮筋发生了形变．
师：如果既不竖直放置木片，也不水平放置木片，而是让木片与地面成一角度(图3—5—3)，我们再来看一下橡皮筋和木片的形变情况．
生：木片和橡皮筋同时发生了形变，说明两个物体都受到了力的作用．多媒体投影例题：把一个物体放在倾角为口的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不竖直下落．从力的作用效果来看，应该怎样将重力分解?两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?
师：大家可以讨论探究应该怎样解决这个问题．
学生讨论探究，自己独立完成解
的合力竖直向下，如图3-5-5所示，只要它们的水平分力大小相等就可以了，即F1x=F2x,而F1x＝F l sina，F2x＝F2sinβ
所以有F l sina＝F2sinβ，即F l/ F2＝sina/sinβ．
结论：两侧拉力大小应跟它们与竖直方向夹角的正弦成反比．
2．在倾角o＝30’的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G＝20N的光滑圆球，如图3-5-6所示．试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力．答案；
3/3
20N，3/3
40 N
解析：球受到向下的重力作用，这个重力总欲使球向下运动，但是由于挡板和斜面的支持，球才保持静止状态，因此球的重力产生了两个作用效果，如下图，根据作用效果分解为两个分力：(1)使球垂直压紧斜面的力答过程生：根据刚才的分析，根据重
力产生的效果，重力应该分解为这样
两个力：平行于斜面使物体下滑的
分力Fl、垂直于斜面使物体压紧斜面
的力F2．
师：由几何关系可知，这两个力
和重力之间的关系是怎样的?
生：F1＝GsinӨ，F2＝GcosӨ．
师：由刚才那位同学推导出的公
式知，这两个分力的大小与物体本身
的重力和斜面倾角Ө有关，有什么关
系?
生：斜面倾角"增大时，Fl变大、
F2都减小．
师：下面我们再通过实验验证一
下是不是这样．
(实验验证)通过抬高木片的一
端使木片与地面间的夹角逐渐增大，
通过观察橡皮筋的形变量来看F2的变
化，通过观察木片的形变程度的观察
来看F2的变化．(注意：如果物体是
一个木块的话应该让木块和木片之间
的摩擦很小，也可以用小车代替木块
来做实验，因为滚动摩擦比滑动摩擦
要小)动画模拟刚才实验的过程．以便
学生能够更为全面地了解两个分力的
变化情况
投影展示桥梁的引桥，引发问题
师：我们知道，桥梁建设得越长，
消耗的生产资料越多，为什么桥梁的
引桥还要建设那么长呢?
生：增大引桥的长度的目的是减
小桥与地面之间的夹角，从而使汽车
的重力沿桥面方向的分力减小，减少
巩固知识
F 2；(2)使球垂直压紧挡板的力F 1．由几何知识可得几与几的大小．如图3—5—7所示，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＝Gtana ＝
3/320N ，其方向与挡
板垂直．球对斜面的压力F2=G/cosa=3/340N ，其方向与斜面垂直．
(注意：以上两个例
题可以根据学生的实际情况选用，其中第一个难
度大些，可供学生整体水
平较高的班级使用，第二个和我们的例题类似，可以在例题之后直接进行，
如果再进一步地研究这
个问题，可以使挡板缓慢地逆时针旋转，让学生求
解在这种情况下重力两
个分力的变化情况，锻炼
学生分析动态变化的问题的能力)
交通事故的发生．
师：刚才这位同学分析得很好，为了加深对力的分解的认识，我们看以下的练习题．
[课堂讨论]
[投影]讨论思考题：
1．两个分力只能求出一个合力．为什么把一个力分解可以得到无数对大小、方向均不同的分力?
2．把一个一定的力分解为两个
等大的力，那么，随着两分力间夹角的变化，两分力的大小如何变化?
3．放在斜面上的物体，其重力
分解为沿斜面的分力几和垂直于斜面的分力几，有同学认为F ：就是物体对斜面的压力，这种说法是否正确?为什么?
4．为什么力的合成和力的分解都遵守相同的定那么?
教师点拨]
1．以两个分力为一组邻边，只能
画出一个平行四边形，所以，根据两个分力只能求出一个合力．而仅仅根据一条对角线可以作出无数个平行四
边形，有无数对不同的斜边，所以如果没有其他条件限制，可以把一个力分解成无数组大小、方向不同的分力．
利用刚学知识进行讨论有利于开拓学生的视野
[小结]
对于力的合成与分解，学生比较容易理解合成，而对于力的分解要按照力的实际作用效果进行分解这一点，较难理解．这节课多处增加了学生参与，并通过亲身体会力的作用效果的这个小实验，激发学生的学习兴趣，培养学生动手操作和分析实际问题的能力、归纳问题的能力．
把物理公式与生活实际联系起来，用物理语言解释生活现象。

通过分析日常生活中应用力的分解的现象，让学生知道物理与生活是息息相关的，培养学生观察生活现象，发现问题、建立物理模型、用物理模型解决问题、用物理语言解释现象的能力．对于正交分解的掌握，老师们可以根据各自的情况
2．在合力一定的情况下．随着两
等大的分力间的夹角的增大，两分力
增大，随着两分力间夹角的减小，两
分力也减小．
3．重力的分力几仍是由于地球
的吸引而产生的，作用在物体上，其
效果是使物体压紧斜面；而物体对斜
面的压力是弹力，是由于物体形变产
生的，其受力物体是斜面，所以重力
沿垂直于斜面的分力几与物体对斜面
的压力是两个不同的力．
4．因为力的合成与力的分解都是
矢量运算．所以都遵守相同的法那么，
且它们互为逆运算．
补充：
1．关于力的分解
(1)力的分解遵循平行四边形定
那么，相当于对角线求邻边．
(2)两个力的合力唯一确定，一个
力的两个分力在无附加条件时，从理
论上讲可分解无数组分力，但在具体
问题中，应根据力实际产生的效果来
分解．
(3)几种有条件的力的分解
①两个分力的方向，求两个分力
的大小时，其分解法是唯一的．
②一个分力的大小和方向，求另
一个分力的大小和方向时，其分解方
法也是唯一的．
③两个分力的大小，求两个分力
的方向时，其分解法不唯一．
④一个分力的大小和另一个分力
的方向．求这个分力的方向和另一个，
画龙点
睛，拓展、
归纳
六、
视野拓展
运用图解法妙解动态变化问题
所谓图解法就是通过平行四边形的邻边和对角线长短关系或变化情况，做一些较为复
杂的定性分析，从图上就可以看出结果，得出结论：
例如图1〔甲〕，半圆形支架BAO ，两细绳OA 与OB 结于圆心O ，下悬重为G 的物体，使
OA 绳固定不动，在将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C 的过程中，
分析OA 绳与OB 绳所受力的大小如何变化？
解析因为绳结O 受到重物的拉力T ．所以才使OA 绳和OB 绳受力，因此将拉力T 分解为
A T 和
B T ，如图1〔乙〕，OA 绳固定，那么A T 的方向不变，在OB 绳向上靠近O
C 的过程中，
在1B 、2B 、
3B 三个位置，两绳受的力分别为A1T 和B1T ，A2T 和B2T ，A3T 和B3T ，从图形
上看出A T 一直减小，而B T 却是先变小后增大，当OB 与OA 垂直时B T 最小．
word
图1
［特别关注］这
类平衡问题，是
一个物体受到三
个力〔或可等效为三个力〕而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的〔如重力〕而另一个力的方向始终不变，第三个力的大小和方向都可改变．问第三个力取什么方向这个力有最小值．当第三个力的方向跟第二个力垂直时，有最小值，这一规律搞清楚后，运用作图法或计算法就比较方便了．
11 / 11。