力的分解教材分析与教学设计(陈乐辉)

3.5 力的分解

[教材分析]

力学是整个高中阶段物理教学的重点之一，学好力学知识不仅是解决有关力问题的根本，而且是进一步学习其它物理知识的基础，而在力学中，力的分解又是分析解决力问题的基本方法。从纵向来看，力的分解和力的合成是处理力的两种基本方法是我们以后学习静力学和动力学的基础，从横向来看，也是对第一章矢量概念的进一步加深。

如何学好力的分解知识，正确掌握力的分解方法，对于刚进入高一的绝大部分学生都是有一定困难的。造成学生学习困难原因有三：第一，从大的方面来讲学生刚进入高中，由于初中二年的学习形象思维还行但理性思维大部分学生还不是很成熟。第二，由于分解的多解性导致学生不知道具体如何来分解一个力。第三，有相当部分学生对数学三角函数还不是很熟悉

[设计思想］

1．渗透物理学中的等效替代思想和研究方法的教育。在学习与合力与分力的关系进一步强调合力与分力是一个等效替代的关系．学生通过力的合成的学习，已基本明确了力的特征和力矢量的平行四边形定则，知道合力与分力的概念、等效与替代的思想２.体现“从生活走向物理，从物理走向社会”。通过对一些力的分解的一些实例分析使学生得到大量感性认识，从而进一步达到理性认识。

[教学目标]

知识与技能

1．理解力的分解概念和遵循的规律，知道力的分解是力的合成的逆运算。

2．初步掌握由力的作用效果确定力的方法，运用力的分解知识解决实际问题。

３.会用三角形知识求分力。

４.矢量的定义。知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的．

过程与方法

1．学习物理学的研究方法，领略等效替代的思想。

2．参与探究实验，尝试用所学知识解决实际问题，培养学生的分析综合能力。

情感态度与价值观

1．经历合作探究过程，领略科学探究中“等效替代”的思想，发展对科学的好奇心与求知欲。

2．关注物理与生活相互联系，感受理论与实践的关系及物理世界的和谐联系。

[教学重点］

力的平行四边形定则的应用，按效果进行力的分解。

[教学难点]

力作用效果的确定，力的分解。

[教学过程]

一、新课引入

１、复习力的合成知识，明确合力与分力的关系是一个等效替代的关系，为下面力的分解做铺垫。

２、创设情境激发学生兴趣，

(１)人在平直的公路和在上坡时的感受，汽车爬坡（视频播放），把学生从熟悉的

生活中带入物理情境，激发学生的求知欲望。

(２)请两位男生分别用力拉住长绳的一端，立正站立．请一位女生垂直拉长绳的中

点．当两男生相距较近时，女生拉不动两位男生，当两男生相距较远时，女生却能

够拉动两位男生。

二、新课教学

问：力的合成是用一力代替两个力，那么可不可以用二个力代替一个力呢？

生：可以，因为他们的作用效果是一样的。

(由此引入了力的分解的概念)

１、力的分解：求一个已知力的分力叫力的分解。

问：力的合成遵守平行四边形定则，那么力的分解遵守什么法则呢？

(由于分解是合成的逆运算经过提示后学生很容易理解力的分解也遵守平行四边形定则)

问：已知一个合力分解是唯一的吗?

学生活动：画出一个力由学生去分解让学生体会力的分解不是唯一的。

几何画板动态演示力的分解的不唯一：

师：如果不加以限制，有无数种分解情况，在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解?

演示实验１：斜向上拉物体的力（如图）如何分解？

用斜向上的力拉重物沿平板台秤运动，让学生观察平板台秤示数如何变化．提问：台秤示数如何变化？这说明什么？（请学生回答）

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．

我们可用两个力来等效替代这一个力，两力共同作用的效果和F作用的效果相同．这两个力就是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．

演示实验２：将重物放在粘有海绵的斜面上，物体被垂直于斜面的挡

板(表面粘有海绵)挡住而静止在斜面上，让同学们观察放上重物前后海绵 的变化情况．

[提问] 重物放上后海绵发生了怎样的变化？这说明什么？（请学生回答）

[教师引导学生] 重力产生两个作用效果：一是使物体垂直斜面向下压斜面，一是使物体垂直挡板向下压挡板．根据此效果确定两分力的方向，进行分解．（多媒体演示分解过程）

例１： 作用在三角支架上的拉力产生怎样的作用效果？如何分解？

学生活动：分发自制教具，让学生感受三角架上拉力F

提问：手的哪些部位有感觉？这说明什么？（请学生回答）

通过自制教具演示实验过程，让同学们观察三脚架上的斜

梁和横梁的长度怎样变化．

教师引导学生： 作用在三角支架上的拉力产生两个效果：一是沿斜梁斜向下拉斜梁（使斜梁伸长），一是沿横梁向内压横梁（使横梁缩短）．

发散延伸：当横梁水平，斜梁与横梁夹角为30 ，重物重力为5N 时，两分力多大？

要求学生自己动手画图并计算结果，（请学生板演）．

计算结果：1sin3010F F N == 2c o t 3538.66F F N N ===

例２：课前游戏中女生的拉力产生怎样的效果，如何分解？

女生的拉力产生两个效果：分别沿两段绳子的延长线方向拉两段绳子

三、课堂小结：

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：

(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．

六、板书设计：