高中物理 第三章第五节力的分解教材及学情分析 新人教版必修1
高中物理人教版必修1 第三章 第5节 力的分解 教案 Word版含解析
《力的分解》教学设计[设计理念]本节课内容与实际生活联系紧密,我们的理念是从生产生活中提炼出模型,再走向生产生活。
坚持以学生体验为中心,创设大量丰富的实验和情境:拉车,平面,斜面,三角支架等,让学生充分体验和认识具体问题中力产生的实际效果,轻松突破重难点。
[关键词] 实验教学;模型;导学案;探究体验,合作讨论。
[教学目标重难点]1、教学目标根据素质教育的要求,课堂教学目标应多元化。
结合新课程理念,三维教学目标如下: 知识与技能(1)理解分力的概念,知道分解是合成的逆运算。
(2)会用平行四边形定则进行作图并计算。
(3)掌握根据力的效果进行分解的方法,初步了解正交分解法。
(4)能用力的分解分析生产生活中的问题。
过程与方法(1)强化“等效替代”的思想。
(2)培养学生观察及设计实验的能力。
(3)培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
情感态度与价值观(1)培养学生参与课堂活动的热情,培养研究周围事物的习惯。
(2)培养学生将所学知识应用于生产实践的意识和勇气。
2、教学重点、难点既是重点又是难点的是:在具体情况中如何根据实际效果,利用平行四边形定则进行力的分解。
[教学过程]引入:创设情境:将课堂延伸到户外,户外实验“单手拉双车”。
我们的学生缺乏这样的生活体验,他们认为车很难拉动,“拉动双车”更是难以想象,通过亲身参与或观看其他同学的实验,可以使课堂教学立即吸引学生的注意力,激发探求新知识的愿望,调动内在学习的动力。
同时从这个具体问题很自然地提炼出“等效”思想和“分力”的概念,轻松地解决“为什么要进行力的分解”,一气呵成地引入课题《力的分解》。
新课教学:概念形成和问题提出:力的分解的概念,怎样进行力的分解,为什么可以用平行四边形定则进行,具体做法怎样?用平行四边形定则进行力的合成,学生较易完成,而对于逆运算——力的分解用平行四边形来完成,我们认为:不能只说,而要让学生做起来,在“做”当中做好准备并且在“做”后发现问题——力的分解有无数种可能。
人教版必修一第三章 第5节 力的分解(说课稿)
人教版必修一第三章相互作用第五节《力的分解》说课稿一、教材分析(一)教材的地位和作用“力的分解”是人教版物理必修Ⅰ第三章第五节的内容,是在学生前四节学习了力的初步概念,力学中常见的三种力和力的合成之后而编排的。
由于分解法是处理力的运算的手段和方法,它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础。
并且它对矢量运算普遍遵从的规律“平行四边形定则”作了更加深入的应用。
所以说本节内容具有承上启下的作用。
(二)教学重点和难点1、教学重点:掌握力的分解方法对学生运用牛顿第二定律,特别是为以后学习动力学知识更为重要。
因此我确定本节的重点内容为:力的分解方法。
2、教学难点:目前学生的主要困惑是:如何正确分解一个已知力并使分力有确定的解?因此我把本节课的难点内容确定为:如何根据力的作用效果确定两个分力的方向?(三)教学目标1、知识与技能(1)理解力的分解的概念。
(2)理解力的分解与力的合成互为逆运算,且都遵从力的平行四边形定则。
(3)掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤,学会判断一个力产生的实际效果。
2、过程与方法(1)强化“等效替代”的思想。
(2)培养观察、实验能力。
(3)培养运用数学工具解决物理问题的能力。
(4)培养用物理语言分析问题的能力。
3、情感、态度与价值观(1)通过分析日常现象,培养学生探究周围事物的习惯。
(2)培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
二、学情分析学生通过前面知识的学习,已掌握了合力与分力的等效替代的方法,并通过力的图示法认识了力的平行四边形定则,为本节课的探究学习奠定基础。
三、教法与学法分析在教法上采用实验演示、师生讨论的教学方法。
学法上让学生观察实验、实验探究、分组交流等,使学生主动、积极参与到学习中来,充分体现了学生的主体地位,让学生在动手探究的过程中体验和发现成功的喜悦。
四、教学过程设计基于以上分析,为使本堂课围绕重点、突破难点,同时让学生在课堂教学中能力得到提高,我设计如下教学过程。
人教版必修1第三章第五节《力的分解》
专家点评(西安市铁一中贝鸿)
“力的分解”是“力的合成”的逆运算。
力的分解和力的合成均是矢量运算的工具,是高中物理的基石,它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础,它对矢量运算普遍遵从的规律“平行四边形定则”作了更加深入的应用。
《力的分解》教学设计围绕自制教具引导学生进一步加深对平行四边形定则的理解,讲授知识的过程中注重探究,教学方法多样。
让学生始终处于积极的思考和探究活动中。
如:有层次的提出一些问题,让学生通过亲自动手研究,或同学之间的讨论,或利用多媒体进行演示分析等等。
教会了学生知识的同时,也教会了学生科学探究的方法,这是这堂课学生最大的收获,真正培养了学生的探究精神和创新意识。
力的合成分解学生的主要困难之一是无法作出物体受力的图示以及各个力之间的关系,建议加强画图训练,指导学生寻找和表示几何关系。
人教版高一物理必修1第三章 3.5力的分解 说课稿
《力的分解》说课稿尊敬的各位老师:大家好!我说课的题目《力的分解》,是人民教育出版社出版的高一年级物理必修一第三章第5节的内容,下面我从说教材、说学情、说重难点、说教学法学法、说教学过程、说板书设计这6个方面来说这节课。
一.教材分析:1、教材地位和作用学生在学习本节内容之前已经完成了对重力、弹力、摩擦力的认识,并且有了力的合成遵循平行四边形定则的理论基础,在此基础上学习力的分解,是对力的合成以及力的理解的进一步加深,同时也为后续力与运动的的学习奠定一个基础,高中物理很大一部分知识就是研究力与运动,所以本节的学习尤为重要。
故此我以为本节教学索要达到的目标是2、教学目标知识目标(1)知道力的分解市里的合成的逆运算(2)知道力的分解遵循平行四边形定则(3)掌握在具体的分解时要按照力的作用效果来分解能力目标(1)经历寻找力的作用效果的过程,体会力按作用效果分解的意义。
(2)通过实验探究和和实际操作,深化利用平行四边形定则进行力的分解的方德育目标(1)通过寻找力的作用效果培养发现问题和解决问的的能力(2)通过小组合作,培养团队意识和相互在帮助一同成长的团队精神二、学情分析:1、高一的学生虽然已经进行了一段时间的高中学习,但思维还是比较形象的,对于抽象的力学不能立刻掌握和理解,需要老师在教学的过程中给予充分的引导,同时他们的求知欲比较强,合理的引导会激发他们学习物理的兴趣。
2、在学习本节之前,学生对力的作用效果已经有一定的认识,并且有了力的合成遵循平行四边形定则的理论基础,但是对于其应用到还不到位,还没有深刻的理解平行四边形定则的深刻意义。
3、力的分解是学生接触到的比较抽象的一个物理量,虽然又很高的学习兴趣,但是需要进行合理的教学设计,对兴趣加以正向引导,排除畏难心理,利用实验探究激发动力,鼓励学生克服困难。
4、对力的作用效果在寻找上有一定的难度,所以在此处要加以大量的试验和感受,让学生真听真看真感受,突破理解难点。
高中物理_高一物理必修一第三章力的分解教学设计学情分析教材分析课后反思
3.5力的分解教学设计【教学目标】知识与技能:1、什么是力的分解2、力为什么要分解3、力应该怎样分解4、能解决什么问题过程与方法:1、学会应用平行四边形定则分析和求解分力;2、体验和应用“等效”、“可逆”的物理学思想。
情感、态度与价值观:1、养成分析问题和解决问题的科学态度、科学精神;初步形成唯物辩证法的思想。
2、树立科学为生产、生活服务的价值理念。
【教学重点和难点】教学重点:力的分解的几种基本类型;利用平行四边形进行力的分解。
教学难点:分力方向的确定和分力之间的相互关系。
【教学方法和手段】教学方法:探究法、分析法、讨论法、图示法教学手段:演示实验、计算机多媒体辅助教学,PPT课件【教学用具】橡皮筋、钩码、铅笔、平行四边形模型【教学流程】一、复习演示【设问】:(回顾、铺垫)什么是合力?什么是分力?什么叫力的合成?力的合成遵循什么法则?【学生回答】:如果原来几个力产生的作用效果跟一个力产生的作用效果相同,这一个力就叫做原来那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力。
求几个力的合力的过程叫做力的合成。
力的合成遵循平行四边形定则。
二、新课引入[演示实验1]带着下列问题观看小实验用一根线提物体和用两根线提同一个物体那根线容易断?用两根绳时为什么夹角大时容易断?带着这样的问题我们来学习这一节课,并学会分析这样的问题。
三、展示学习目标1、什么是力的分解2、力为什么要分解3、力应该怎样分解4、能解决什么问题四、教学过程一、什么是力的分解1、力的分解定义:2、力的分解是力的合成的逆运算3、力的分解遵守平行四边形定则二、力为什么要分解1、通过力的分解,可以求出一个力的两个贡献2、通过力的分解,可以使关系由复杂变得简单三、力应该怎样分解对一个力进行分解可以有无数对平行四边形,我们应该选择那一堆?F F1F2·是由研究的问题所决定的,选择的分解方法要有利于问题的解决。
一般情况下,要选择按力的实际作用效果进行分解四、能解决什么问题提出问题:为什么高大的立交桥要建有很长的引桥?例题:把一个物体放在倾角为θ的斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不能竖直下落。
_新教材高中物理第3章相互作用5力的分解学案教科版必修第一册
力的分解学习目标:1.[物理观念]知道力的分解的概念,知道力的分解是力的合成的逆运算. 2.[物理观念]理解力的分解应遵循平行四边形定则. 3.[科学思维]会用作图法、计算法对力进行分解. 4.[科学思维]理解并会应用正交分解法.一、一个力可用几个力来替代1.力的分解:一个力作用在物体上可以用几个共同作用在物体上的共点力来等效替代,这几个力称为那一个力的分力.求一个已知力的分力叫作力的分解.2.力的分解与力的合成的关系:力的分解是力的合成的逆运算.二、力的分解方法1.力的分解遵循的法则平行四边形定则——把已知力F作为平行四边形的对角线,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F1和F2.如图所示:2.力的分解的依据(1)同一个力可以分解为无数组大小、方向不同的分力,因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无数多个,如图所示.(2)在实际问题中要根据力的实际效果进行分解.三、力的正交分解1.定义:将一个力沿着相互垂直的两个方向分解的方法.如图所示.2.公式:F x=F cos θ,F y=F sin θ.3.适用:正交分解适用于各种矢量运算.4.优点:将矢量运算转化成坐标轴方向上的标量运算.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)将一个力F分解为两个力F1和F2,那么物体同时受到F1、F2和F三个力的作用.(×)(2)某个分力的大小可能大于合力.(√)(3)一个力只能分解为一组分力.(×)(4)正交分解法中的两个坐标轴一定是水平和竖直的.(×)2.为了行车方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是 ( )A.减小过桥车辆受到的摩擦力B.减小过桥车辆的重力C.减小过桥车辆对引桥面的压力D.减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力D[车辆在引桥上时其重力产生两个效果:一是使物体沿斜面下滑,相当于分力F1的作用;二是使物体垂直压紧斜面,相当于分力F2的作用.F1=mg sin α,F2=mg cos α,如图所示.引桥越长,倾角α越小,沿斜面下滑的分力F1越小,而压紧斜面的分力F2越大,故A、B、C错误,D正确.] 3.(多选)已知合力的大小和方向求两个分力时,下列说法中正确的是( )A.若已知两个分力的方向,分解是唯一的B.若已知一个分力的大小和方向,分解是唯一的C.若已知一个分力的大小及另一个分力的方向,分解是唯一的D.此合力有可能分解成两个与合力等大的分力ABD[根据选项A、B只能画出一个平行四边形,分解时有唯一解,选项C可能画出多个平行四边形,分解时不只有唯一解,选项A、B正确,C错误;由合力与分力的大小关系知选项D正确.]力的分解的几种情况(a) (b)图(a)、图(b)中G应该怎样分解?提示:1.一个力在不受条件限制下可分解为无数组分力一个力分解为两个力,从理论上讲有无数组解.因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示),这样分解是没有实际意义的,实际分解时,按力的作用效果可分解为两个确定的分力.2.一个力分解时解的情况将一个力按一定条件分解时合力可能能按要求进行分解,即有解,也可能不能按要求进行分解,即无解.分析是否有解的方法是看代表合力的有向线段与代表分力的有向线段能否按要求构成平行四边形,如果能构成平行四边形,说明有解;如果它们不能构成平行四边形,说明无解.典型的情况有以下几种:(1)已知合力和两个分力的方向时,有唯一解.甲乙(2)已知合力和一个分力的大小和方向时,有唯一解.丙丁(3)已知合力以及一个分力的大小和另一个分力的方向时,有下面几种可能:①当F sin θ<F2<F时,有两解;②当F2=F sin θ时,有唯一解;③当F2<F sin θ时,无解;④当F2>F时,有唯一解.特别提醒:根据已知条件,利用作图法作平行四边形可能用到的作图方法有:(1)过一点作另一条直线的平行线.(2)以某点为圆心,以定长为半径画圆弧.【例1】已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N,则( )A.F1的大小是唯一的B.F2的方向是唯一的C.F2有两个可能的方向D.F2可取任意方向思路点拨:①作出合力F和分力F1的方向.②以合力F的箭头端点为圆心,以F2大小为半径作圆,看与F1所在直线有几个交点,有几个交点即有几组解.③由这几个交点分别指向合力F箭头端点的连线方向,即为F2可能的方向.C[由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出:当F2=F20=25 N时,F1的大小才是唯一的,F2的方向才是唯一的.因F2=30 N>F20=25 N,所以F1的大小有两个,即F1′和F1″,F2的方向有两个,即F2′的方向和F2″的方向,故选项A、B、D错误,选项C正确.]三角形定则的妙用(1)三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法(如图所示).三角形定则与平行四边形定则在本质上是一样的.(2)对于将一个力分解,讨论解的个数的问题,借助三角形定则比借助平行四边形定则更方便,即看代表合力及分力的有向线段能否按要求构成三角形,以及能构成三角形的个数,从而说明解的情况.[跟进训练]1.将一个力F分解为两个分力,下列分解方法中不可能的是( )A.一个分力的大小与F的大小相同B.一个分力与力F相同C.一个分力垂直于FD .两个分力与F 都在同一条直线上B [根据平行四边形的特点,它的一条边与对角线相等或垂直都是可能的,所以选项A 、C 都有可能;当一个分力与F 相同时,另一个分力为零,选项B 不可能;分解为两个分力,合力与分力在一条直线时F =F 1+F 2,选项D 可能是可能的,B 正确.] 力的效果分解法一辆拖拉机拉着耙前进,拉力产生怎样的效果?提示:一个向前的效果和另一个向上的效果.1.按力的效果分解的基本思路实际问题―――――→根据力的作用效果确定分力的方向―――――→根据平行四边形定则作出平行四边形――――――――→把对力的计算转化为边角的计算数学计算求分力2.按实际效果分解的几个实例实例 分析地面上物体受斜向上的拉力F ,拉力F 一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F 可分解为水平向前的力F 1和竖直向上的力F 2.F 1=F cos α,F 2=F sin α质量为m 的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F 1,二是使物体压紧斜面的分力F 2.F 1=mg sin α,F 2=mg cos α质量为m 的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时,其重力产生两个效果:一是使球压紧板的分力F 1,二是使球压紧斜面的分力F 2.F 1=mg tan α,F 2=mgcos α质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直墙壁上,其重力产生两个效果:一是使球压紧竖直墙壁的分力F1,二是使球拉紧悬线的分力F2.F1=mg tan α,F2=mg cos α质量为m的物体被OA、OB绳悬挂于O点,重力产生两个效果:对OA 的拉力F1和对OB的拉力F2.F1=mg tan α,F2=mg cos α质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一是拉伸AB的分力F1,二是压缩BC的分力F2.F1=mg tan α,F2=mg cos α特别提醒:(1)对力进行分解时,按力的作用效果准确确定出两分力的方向是关键.(2)作出平行四边形后分力大小的计算常用到直角三角形、相似三角形等有关的几何知识.【例2】如图所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球分别用光滑挡板A、B 挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则两挡板受到小球的压力大小之比为多大?斜面受到两小球的压力大小之比为多大?思路点拨:求解本题应把握以下两点:①根据重力的作用效果确定两分力的方向.②根据三角函数关系和几何关系求分力大小.[解析]对小球1所受的重力G来说,其效果有二:第一,使小球沿水平方向挤压挡板;第二,使小球垂直压紧斜面.因此,力的分解如图甲所示,由此可得两个分力的大小分别为F1=G tan θ,F2=Gcos θ.对小球2所受的重力G来说,其效果有二:第一,使小球垂直挤压挡板;第二,使小球垂直压紧斜面.因此,力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为F3=G sin θ,F4=G cos θ.由力的相互性可知,挡板A、B受到小球的压力之比为F1∶F3=1∶cos θ,斜面受到两小球的压力之比为F2∶F4=1∶co s2θ.甲乙[答案] 1∶cos θ 1∶cos 2θ确定力的实际作用效果的技巧若物体受3个力并处于平衡状态,确定其中一个力的实际作用效果时,可先作出物体所受的3个力的示意图,其中一个力的两个实际作用效果的方向一定在其余两个力的反向延长线上. [跟进训练] 2.如图所示,一位重600 N 的演员悬挂在绳上.若AO 绳与水平方向的夹角为37°,BO 绳水平,则AO 、BO 两绳受到的力各为多大?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)[解析] 人对竖直绳的拉力F 等于人的重力G ,由于该力的作用,AO 、BO 也受到拉力的作用,因此F 产生了沿AO 方向、BO 方向使O 点拉绳的分力F 1、F 2,将F 沿AO 方向和BO 方向分解成两个分力.如图所示,由画出的平行四边形可知:AO 绳上受到的拉力F 1=G sin 37°=600sin 37° N =1 000 N BO 绳上受到的拉力F 2=G tan 37°=600tan 37°N =800 N. [答案] 1 000 N 800 N力的正交分解12.正交分解的目的:将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力,便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算,“分”的目的是为了更好地“合”.3.力的正交分解的依据:分力与合力的等效性.4.正交分解的基本步骤(1)建立坐标系以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x 轴和y 轴的选择应使尽量多的力落在坐标轴上.(2)正交分解各力将每一个不在坐标轴上的力分解到x 轴和y 轴上,并求出各分力的大小,如图所示.(3)分别求出x 轴、y 轴上各分力的合力,即:F x =F 1x +F 2x +…F y =F 1y +F 2y +…(4)求共点力的合力合力大小F =F 2x +F 2y ,合力的方向与x 轴的夹角为α,则tan α=F yF x,即α=arctan F y F x. 【例3】 在同一平面内共点的四个力F 1、F 2、F 3、F 4的大小依次为19 N 、40 N 、30 N 和15 N ,方向如图所示,求它们的合力.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)思路点拨:解答本题可以按以下思路:[解析] 本题若直接运用平行四边形定则求解,需解多个斜三角形,需多次确定各个力的合力的大小和方向,计算过程十分复杂.为此,可采用力的正交分解法求解此题.甲 乙如图甲,建立直角坐标系,把各个力分解到这两个坐标轴上,并求出x 轴和y 轴上的合力F x 和F y ,有F x =F 1+F 2cos 37°-F 3cos 37°=27 NF y =F 2sin 37°+F 3sin 37°-F 4=27 N.因此,如图乙所示,合力:F =F 2x +F 2y ≈38.2 N ,tan φ=F y F x=1.即合力的大小约为38.2 N ,方向与F 1夹角为45°斜向右上.[答案] 38.2 N ,方向与F 1夹角成45°斜向右上坐标轴方向的选取技巧(1)建立坐标系之前,要对物体进行受力分析,画出各力的示意图,一般各力的作用点都移到物体的重心上,坐标原点建在重心上.(2)坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则:①使尽量多的力处在坐标轴上;②尽量使某一轴上各分力的合力为零.(3)常见的几种情况:①研究水平面上的物体时,通常沿水平方向和竖直方向建立坐标轴.②研究斜面上的物体时,通常沿斜面方向和垂直斜面方向建立坐标轴.③研究物体在杆或绳的作用下转动时,通常沿杆(或绳)方向和垂直杆(或绳)的方向建立坐标轴.[跟进训练]3.两物体M 和m 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图所示放置,OA 、OB 与水平面的夹角分别为30°和60°,M 重20 N ,m 静止在水平面上.求:(1)OA 绳和OB 绳的拉力大小;(2)m 受到的摩擦力.[解析] (1)结点O 的受力如图所示,根据平衡条件,竖直方向上:T A s in 30°+T B sin 60°-Mg=0水平方向上:T A cos 30°-T B cos 60°=0解得T A=10 N,T B=10 3 N≈17.3 N.(2)由于m也处于平衡状态,故在水平方向上T B-T A-f=0所以摩擦力大小f=T B-T A=7.3 N,方向水平向左.[答案](1)10 N 17.3 N (2)7.3 N 方向水平向左1.物理观念:力的分解概念,力的分解遵循的定则.2.科学思维:会根据力的效果法、力的正交分解法分解力,并会进行有关计算.1.将一个力F分解为两个力F1、F2,下列情况不可能的是 ( )A.F1或F2垂直于FB.F1、F2都与F在同一直线上C.F1或F2的大小等于FD.F1、F2的大小和方向都与F相同D[一个力F可以分解成无数对分力,分力的大小和方向都是不确定的,F1和F2可以与F在同一直线上,但是不可能同时大小也都与F相同,因为两力合力的最大值为两力之和,故D正确.]2.如图所示,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位置,使OA水平,然后在外端挂上一些不太重的物品,这时针脚A、B分别对手指和手掌有作用力,对这两个作用力方向的判断,下列图中大致正确的是( )C[以圆规上的O点为研究对象,O点所挂重物的两个作用效果是沿AO方向向左拉OA 和沿OB方向斜向下压OB,通过圆规两针脚作用在手上的力如选项C所示,C正确.] 3.在图中,AB、AC两光滑斜面互相垂直,AC与水平面成30°角.如果把球O的重力G 按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为( )A .12G ,32G B .33G, 3G C .23G ,22G D .22G ,32GA [对球所受重力进行分解如图所示,由几何关系得F 1=G sin 60°=32G ,F 2=G sin 30°=12G ,A 正确.] 4.(多选)如图所示,放在水平面上的物体A 用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B ,并静止,这时A 受到水平面的支持力为N ,摩擦力为f ,若把A 向右移动一些后,A 仍静止,则( )A .N 将增大B .f 将增大C .轻绳拉力将减小D .物体A 所受合力将增大AB [物体A 受力分析如图,系统处于静止状态,绳子的拉力不变,始终等于B 的重力,即F =m B g ,A 所受合力为零,故C 、D 均错误;当A 向右移动时,θ角减小,N =m A g -F sin θ,f =F cos θ,由此可得,N 、f 均增大,故A 、B 正确.]5.(新情景题)生活中的物理知识无处不在,如图是我们衣服上的拉链的一部分,在把拉链拉开的时候,我们可以看到有一个三角形的物体在两链中间运动,使很难直接分开的拉链很容易拉开,关于其中的物理原理,以下说法中正确的是( )A.拉开拉链时,三角形的物体增大了分开拉链的力B.拉开拉链时,三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大分开拉链的力C.拉开拉链时,三角形的物体增大了分开拉链的力,但合上拉链时减小了合上拉链的力D.以上说法均不正确A[拉开拉链时,三角形的物体在两链间和拉链一起运动,手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力,如图甲所示,在α角很小的情况下,F1=F2>F,即分力大于手的拉力,所以很难直接分开的拉链很容易地被三角形的物体分开.甲乙合上拉链时,手的拉力在三角形物体上产生的两个分力,如图乙所示,根据边角关系,仍有F1=F2>F,即增大了合上的力,故A正确.]。
高中物理第三章相互作用5力的分解教案1新人教版必修1
力的分解一、教材分析:《力的分解》是高中物理人教版必修一第三章的第五节,是在学习了《力的合成》之后编排的。
力学是整个高中物理教学的重点之一,是进一步学习其它物理知识的基础,而在力学中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,也是对矢量概念及矢量的计算的进一步加深。
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高中物理教材中的地位是显而易见的。
二、设计理念:本节课我自始至终坚持以学生为课堂主体,教师紧紧围绕本节课的重点逐步引导学生进行观察、分析、归纳、体验等活动发挥课堂主导作用的理念。
首先通过做游戏创设情境、设置问题,使学生带着问题,带着好奇心进入课堂,这样学生就会对本节课产生浓厚的兴趣,其次本着由浅入深,由简单到复杂的认知规律从生活中逐渐提炼出高中物理中常见的三种模型并采用不同方法进行分析总结,最后要求学生用所学的物理知识解释游戏中的问题,并能更深入地解决生活中一些较为复杂的现象,这样既达到了首尾呼应的完整效果又充分体现了学习物理是要服务于生活,学有所用的设计要求。
三、教学目标1、知识与技能(1)理解分力的概念,强化“等效替代的物理思想”,知道力的分解是力合成的逆运算。
(2)初步掌握根据力的效果进行分解的方法.(3)会用平行四边形定则进行作图并计算力的大小。
2、过程与方法(1)强化“等效替代”的思想。
(2)培养学生观察实验并能得出简单结论的能力。
(3 ) 应用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题。
(4)训练学生用数学工具解决好物理问题的意识和能力。
3、情感态度与价值观(1)培养学生注意观察研究周围事物热爱生活的好习惯(2)使学生知道物理来源于生活又可以服务于生活,(3)使学生能有将所学知识应用于生产实践的意识和勇气。
四、学情分析:学习力的分解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:首先,学生的年龄较小理性思维还不是很成熟;其次,从代数运算思维转化为矢量运算思维,导致多解问题出现,学生会比较迷茫,不知道究竟如何分解一个力;另外有一部分学生的数学运算能力较弱,这对求解物理问题来说也是有一定障碍的。
高中物理3.5力的分解教学设计2新人教版必修1
力的分解教学设计一、教材分析:“力的分解”是人教版物理必修Ⅰ第三章第五节的内容,是在先生学习了前一章“力的基础知识”及“力的合成”以后而编排的。
由于分解法是处理力的运算的手腕和方法。
它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的运用奠定了基础。
并且它对矢量运算普遍服从的规律“平行四边形定则”作了更加深化的运用。
所以说本节内容具有基础性和预备性。
二、学情分析:先生经过前面知识的学习,已掌握了合力与分力的等效交换的方法,并经过力的图示法认识了力的平行四边形定则,为本节课的探求学习奠定基础。
但本节课触及到力的分解的多解性和怎样按照力的作用效果对力进行分解,对先生来说是一个弱项,在这里应作为教学中的一个难点。
三、教学目标:1.知识与技能:(1)使先生在力的合成知识的基础上,正确理解分力的概念及力的分解的含义,知道力的分解恪守平行四边行定则。
进一步强化“等效代替”的物理学思想和方法。
(2)使先生初步掌握根据具体的物理情境运用平行四边形定则进行力的分解的方法。
2.过程与方法:(1)进一步强化“等效代替”的物理学思想和方法。
(2)培养先生的观察、实验能力和运用数学工具解决物理成绩的能力。
3.情感态度与价值观:(1)培养先生参与课堂活动的热情和将所学知识运用到消费理论的认识与勇气。
(2)联系理论,结合教材内容激发先生的求知愿望,培养先生研讨周围事物的习气四、重点难点:重点:理解力的分解是力的合成的逆运算,在具体情况中运用平行四边形定则。
难点:力的分解中如何判断力的作用效果和分力的方向。
五、教法学法:教学方法:针对本节课的内容、教学目标和古代高中先生的年龄、心思特点等,采用自主学习、成绩导学、合作探求、分组讨论及归纳总结等教学方法。
使先生自动、积极参与到学习中来,充分表现了先生的主体地位,让先生在动手探求的过程中体验成功的喜悦。
学法指点:①引导先生质疑。
质疑在不好理解处,质疑在不好分析处,质疑在不好掌握处。
②提供思想策略。
高中物理第3章第5节3.5力的分解教案(新人教版必修1)
3.5 力的分解一、教材剖析高中物理必修 1 第五章第二节力的分解是在学生学习了前一章力的基础知识及力的合成以后而编排的。
因为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、加快度等矢量的分解确立了基础。
而且它对矢量运算广泛恪守的规律“平行四边形定章” 作了更为深入的认识。
所以说本节内容拥有基础性和预备性。
所以,力的分解这节课在整个教材中的地位也是不言而喻的二、教课目的1、知识与技术(1)理解分力的观点,清楚分解是合成的逆运算。
(2)会用平行四边形定章进行作图并计算。
(3)认识力的分解拥有独一性的条件。
(4)掌握依据力的成效进行分解的方法和正交分解法。
2、过程与方法(1)加强“等效代替”的思想。
(2)培育学生察看及设计实验的能力。
(3)培育运用数学工具解决物理问题的能力。
3、感情态度与价值观(1)培育学生参加讲堂活动的热忱。
(2)培育学生将所学知识应用与生产实践的意识和勇气。
三、教课要点(1)理解力的分解是力的合成的逆运算。
( 2)掌握运用平行四边形定章进行力的分解。
四、教课难点(1)力的分解拥有独一性的条件。
(2)力分解时如何判断力的作用成效及确立两分力的方向。
五、教课过程[新课导入]【演示实验】用一根细线提起一个重物和用两根细线同时提起这个重物,在实验演示从前先展现问题.师 :是一根细线简单断仍是两根细线简单断?生 :(特别一定地回答)自然是一根细线简单断.本质演示,当两根细线之间的夹角较大时,两根细线中的一根先断经过本质实验,和学生的认识形成较大的反差,能够激发学生兴趣,引起学生进一步的思虑 .师 :我们学习完这一节课“力的分解”以后就会理解这个问题.[新课教课]一、力的分解师 :我们上一节课学习了力的合成,此刻我们学习力的分解,大家依据力的合成的定义方法来定义一下什么是力的分解.生 :求一个力分力的过程和方法叫做力的分解.师 :求协力的方法是什么?生 :(一同回答)平行四边形定章.师 :那么求分力的方法是什么?大家勇敢地猜想一下.学生研究议论力的分解的方法生 :(小声、不敢一定,有些踌躇)可能也是平行四边形定章.师 :你得出这个结论的依照是什么?生 :从逻辑角度讲,这两个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 .因为力的合成依照平行四边形定章,那么力的分解也应当依照平行四边形定章.师 :(浅笑鼓舞)方才这位同学剖析得特别好,像这类方法,我们并无经过实验来验证结论,而是经过逻辑推理进行剖析研究,这类研究问题的方法叫做理论研究.依据这个结论,要分解一个力,我们应当把这个力当作什么?生 :我们要把这个力当作平行四边形的对角线.师 :当用平行四边形的对角线表示协力时,那么分力应当如何表示?生 :分力应当是平行四边形的两个邻边.师 :假如对角线确立了此后,依据几何学的知识,它的两条邻边能否是就独一确立了呢?生 :不是,当对角线确立了此后,它相邻的边有好多组.师 :同学们在练习本上作出一条对角线,而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明显是不行能的,也是不现实的,那么我们应当如何研究一个力的分力呢?生 :能够放在详细受力环境中进行解决.【演示实验】参照实验,能够进行实物投影(图3- 5-1)图 3-5-1师 :一个水平搁置的薄木片,在它的上边搁置一个小物体,能够察看到什么现象?生 :能够看到薄木片被压弯 .师 :这一个成效是由什么原由惹起的?生 :是因为物体自己的重力惹起的,它产生了一个使物体向下压的成效.师 :我们能不可以把木片竖直搁置而使物体静止呢?假如不可以,应当如何做才能使它静止?生 :自然不可以,应当用一个绳索拉住物体才能使它静止.师 :为了使力的作用成效更简单被察看到,我们用一根橡皮筋取代绳索,当木片竖直搁置时(图 3- 5- 2),橡皮筋发生了形变,也就是遇到了弹力;木片能否是发生了形变?图 3-5-2持续演示实验师 :认真察看木片竖直搁置时,木片的受力形变状况和橡皮筋的受力形变状况应当是怎样的呢?生 :木片不发生曲折,说明木片没有遇到物体力的作用;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 :原由仍是因为物体遇到重力使橡皮筋发生了形变.师:假如既不竖直搁置木片,也不水平搁置木片,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状况.图 3-5-3生 :木片和橡皮筋同时发生了形变,说明两个物体都遇到了力的作用.多媒体投影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,但它其实不竖直下落.从力的作用成效来看,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?师 :大家能够议论研究应当如何解决这个问题.学生议论研究,自己独立达成解答过程生 :依据方才的剖析,依据重力产生的成效,重力应当分解为这样两个力:平行于斜面使物体下滑的分力 F 1、垂直于斜面使物体压紧斜面的力 F 2.师 :由几何关系可知,这两个力和重力之间的关系是如何的?生 :F 1=Gsinθ, F 2=Gcosθ .师 :由方才那位同学推导出的公式知,这两个分力的大小与物体自己的重力和斜面倾角θ有关,有什么关系?生 :斜面倾角θ增大时, F 1和 F 2都减小 .师 :下边我们再经过实验考证一下能否是这样.【实验考证】经过抬高木片的一端使木片与地面间的夹角渐渐增大,经过察看橡皮筋的形变量来看F1的变化,经过察看木片的形变程度的察看来看 F 2的变化 .(注意 :假如物体是一个木块的话应当让木块和木片之间的摩擦很小,也能够用小车取代木块来做实验,因为转动摩擦比滑动摩擦要小)动画模拟方才实验的过程,以便学生能够更为全面地认识两个分力的变化状况投影展现桥梁的引桥,引提问题师 :我们知道,桥梁建设得越长,耗费的生产资料越多,为何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,进而使汽车的重力沿桥面方向的分力减小,减少交通事故的发生 .师 :方才这位同学剖析得很好,为了加深对力的分解的认识,我们看以下的练习题.【讲堂训练】1.假如斜拉桥塔柱双侧的钢索不可以呈对称散布,如图3- 5-4 所示,那么如何才能保持塔柱所受的协力竖直向下呢?图 3-5-4分析 :因为钢索的斜向拉力会对塔柱产生两个成效 :一方面竖直向下压塔柱,另一方向沿水平方向拉塔柱,故能够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的协力竖直向下,如图 3- 5- 5 所示,只需它们的水均分力大小相等就能够了,即 F 1x=F 2x,而 F 1x=F 1sinα, F2x=F 2sinβ图 3-5-5所以有 F 1sin α=F2sinβ,即F1sin. F2sin结论 :双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α =30 °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=20 N 的圆滑圆球,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.图 3-5-6答案:20 3N40 3N 33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 F 1.由几何知识可得 F1与 F2的大小 .如图 3- 5- 7 所示,三个力可组成一个直角三角形.图 3-5-720 3由几何关系得,球对挡板的压力F1=Gtanα =N ,3其方向与挡板垂直.球对斜面的压力 F 2=Gcos 其方向与斜面垂直.40 3 N,3(注意 :以上两个例题能够依据学生的本质状况采用,此中第一个难度大些,可供学生整体水平较高的班级使用,第二个和我们的例题近似,能够在例题以后直接进行,假如再进一步地研究这个问题,能够使挡板迟缓地逆时针旋转,让学生求解在这类状况下重力的两个分力的变化状况,锻炼学生剖析动向变化的问题的能力)二、矢量相加法例师 :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.前方我们学过的矢量还有位移,位移的相加也依照平行四边形定章吗?我们来看教材69 页“矢量相加法例”这部分内容,而后回答有关问题.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,同样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.师 :位移的矢量合成能否恪守平行四边形定章?生 :位移的合成也恪守平行四边形定章.师 :什么叫三角形定章?生 :把两个矢量首尾相接进而求出合矢量的方法,叫做三角形定章.平行四边形定章和三角形定章本质上是同样的,只可是是一种规律的不一样表现形式.师 :什么叫做矢量,除了位移和力,我们所学的哪些物理量仍是矢量?生 :既有大小又有方向,而且在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 .除了位移和力以外,我们所学过的速度、加快度等都是矢量.师 :什么是标量,我们从前所学的哪些物理量是标量?生 :只有大小,没有方向,乞降时依照算术法例相加减的物理量叫做标量.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.【讲堂训练】举重运动中保持杠铃的均衡十分重要 .如图 3- 5-8 所示,若运动员举起 1 800 N 的杠铃后双臂保持 106°角,处于均衡状态,此时运动员两手受力各为多大?( sin53° =0.8,cos53°=0.6)图 3-5-8答案 :1 500 N分析 :方法一 :取杠铃为研究对象,遇到重力和两手对它的作使劲,如图3- 5- 9 所示,为方便起见,把三个力画成共点力.将两个 F N分解为竖直方向和水平方向的分力F N x和 F N y,如图 3- 5- 10 所示,则有G=2 F N y =2F N cos5 3°,可解得F N =1 500 N.图 3-5- 9图 3-5-10方法二 :将它们移到同一点,再把两个F N 合成,得图中所示的菱形,加一条协助线后得 G900 到四个直角三角形,所以 F N = 2=N=1 500 N.cos530.6六、讲堂小结关于力的分解, 学生比较简单理解, 而关于力的分解要依照力的本质作用成效进行分解这一点,较难理解 .这节课多处增添了学生参加,并经过亲自领会力的作用成效的这个小实 验,激发学生的学习兴趣,培育学生着手操作和剖析本质问题的能力、概括问题的能力.把物理公式与生活本质联系起来,用物理语言解说生活现象 .经过剖析平时生活中应使劲的分解的现象,让学生知道物理与生活是息息有关的,培育学生察看生活现象、 发现问题、 成立物理模型、用物理模型解决问题、 用物理语言解说现象的能力 .关于正交分解的掌握,老师们能够依据各自的状况进行增补,因为正交分解的方法在此后的学习中常常用到, 是最常有的一种办理力的方法, 能够依据本质状况安排一节习题课,增添学生对力的分解知识的理解 .。
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3.5 力的分解
1 教材及学情分析
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。
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。
困难的原因:一是不知一个力如何进行分解;二是不清楚分解后的分力与合力究竟是什么关系。
因此,教师在教学中要处理好这两个问题,引导学生从一开始就正确掌握力的分解方法。
2 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。
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。
比较容易接受力的分解的含义和遵循的规律,但对力按效果分解的方法较难理解。
这节课在设计中增加了多处学生参与的活动,通过亲身感受力的作用效果,增进学生对力按效果分解方法的理解,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。
(2)体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
充分发挥多媒体的作用,通过展示、分析日常生活中应用力的分解的现象,让学生获得丰富的感性认识,激起学生的认知冲突,让学生感受物理与日常生活的密切联系,从而培养学生观察生活现象的习惯,用物理语言解释生活现象,提高学生提出问题、解决实际问题的能力。
3 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。
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。
4 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。
5 教学难点
力作用效果的确定,力的分解。
6 教学过程
1.创设情境,引入新课
这里有一个钩码,可用一根细线提起,可用两根细线提起,哪种情况细线容易被拉断。
演示用一根细线提起来,再将此细线穿过钩码,两端上提分开,细线断了。
以此激活课堂。
2.力的分解概念
学习力的分解,自然会感觉到分解和合成有什么联系?力的合成是几个力的效果用一个力代替,一个力也可以用几个力代替作用效果。
1 力的分解与力的合成互为逆运算,也遵循平行四边形定则。
3.探究力的分解
动画演示:运行“几何画板”软件,打开“力的分解”课件,画出如图1所示的力的分解图,并拖动F 1和F 2点,动画演示“仅知道一个已知力不能得到一个确定的结果”。
那么,究竟该怎样对一个力进行力的分解呢?
图1
带着这个问题我们在下面的实验中寻找答案。
探究实验一:水平面上物体受到斜向上方的拉力的分解
介绍托盘测力计的工作原理后,把一小车水平放置在托盘上,并用一根细绳斜向上拉小车,如图2所示。
学生观察:托盘测力计示数是怎样变化的,在这个力的作用下小车发生了怎样的运动,说明了什么?
2 图3
师生共同讨论、总结得到:这个拉力有两个方向的分作用效果,一个是水平方向的作用,另一个是竖直向上的作用。
那么,现在是否能得到惟一一组解呢?利用平行四边形定则作图进行尝试。
从作图的结果看,如图3所示,答案是肯定的。
探究实验二:斜面上物体重力的分解
如图4所示,将木片一端架高,成一倾角为θ的斜面。
木块上系橡皮筋,橡皮筋另一头系在木片上的小钉上。
将木块放在斜面上,学生观察橡皮筋和木片的形变,说明了什么?
图4 图5
引导学生总结:斜面上物体的重力产生了两个效果:一个是使物体沿着斜面下滑的效果;另一个是使物体紧压斜面的效果。
所以,斜面上物体的重力G 可分解为:平行于斜面向下的分力θsin 1G G =;垂直于斜面向下的分力θcos 2G G =,如图5所示。
教师归纳:一个力无任何条件下可分解为无数对大小、方向不同的力,而在实际情况下,我们按力的作用效果对力进行分解。
4.力的分解的应用
例1:如图6三角支架,绳子对B 点的拉力产生什么效果?
请一名学生上讲台,手伸直拿住竹杆的一端,另一端插在腰上,在手握处挂
上适当重量(50N)的水桶,请他谈谈感受。
同桌的同学,一人手叉腰,另一人使劲
压,互相交换做,这种自我感受、合作学习,使课堂气氛热烈、活跃,学生印象
F 1
2 深刻。
教师利用“几何画板”软件展示分解过程,讲解分解方法。
例2:一根线挂一物体,静止时细线拉力等于物体重力。
能用此物体使细线获得比物体重力大的拉力效果吗?
教师利用“几何画板”软件展示物体重力沿线方向的两分力随张角变化的情况,如图7所示。
学生由课件的动态演示可以直观地体会到线的拉力随张角的增大而增大。
图7
思考讨论:
1.为什么公园滑梯倾角较大,而大桥要修很长的引桥来减少倾角?(课件展示图片)
2.一拖拉机陷于泥中,有什么办法把它拉出来吗?由同学讨论,提出各种设计方案,师生一起讨论分析(flash 课件辅助)。
生活中还有哪些类似的应用?(书包两肩带成锐角、晾衣绳不能过紧)
5.课堂小结
(1)力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则;
(2)在具体情境中根据力的实际作用效果去分解力。
6.布置作业
(1)观察身边的力的分解实例;(2)书面作业。
7.板书设计
7 教学说明
按效果分解不是力的分解的唯一方法,本节课把力的分解的知识目标定位为一种等效替代的力的计算方法。
要求学生会用平行四边形定则,求解有确定解的两个分力,不要求学生把力的分解在本节课中直接用于求解物体的受力,突出力的分解的等效替代的思想,而将其他的分解方法留待以后再进行探究。
将“矢量相加的法则”内容放在下一课时也是出于这一目的。
含义:求一个力的分力的过程
规律:平行四边形定则
依据:力的作用效果 实例分析
知识应用。