教案:必修1第三章第五节《力的分解》
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教案:必修1第三章第五节《力的分解》
知识与水平
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,都遵循平行四边形定则。
3.初步掌握一般情况下按力的效果实行力的分解的方法.
4.培养学生的观察、实验水平。
5.培养学生用数学工具解决物理问题的水平。
1.从力的作用效果,进一步领会分力代替合力的等效思维方法,强化“等效替代”的科学方法。
2.通过体验力的分解科学探究过程,理解科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律,培养理论联系实际的科学思想。3.学会用作图法和计算法去处理问题,学习用数学工具解决物理问题的方法,培养使用数学工具解决物理问题的水平。
情感态度与价值观
1.培养学生对科学的好奇心与求知欲。通过联系实际,培养学生研究周围事物的习惯,培养学生分析观察水平、物理思维水平和科学的研究态度。2.通过讨论与交流等活动,培养学生与他人实行交流与反思的习惯,发扬与他人合作的精神,分享实验探究成功后的喜悦之情。
3.通过学生的学习,使学生了解到物理规律与数学规律之间存有的和谐美。教学重点:
(1)理解力的分解是力的合成的逆运算。
(2)掌握平行四边形定则。
教学难点:
(1)力的分解具有唯一性的条件。
(2)分析力的作用效果及确定两分力的方向。
教学方法:
情景激学法、比较法、实验探究法、分组讨论法及总结归纳法。
演示实验器材:
弹簧秤、钩码、电子秤、木块、薄木板、自制三角形支架、橡皮筋、课件.
学生分组实验器材:
橡皮筋、木筷、棉线、木块、钩码、三角板。
教学过程
一.引入新课
四两拨千斤
一辆载重大卡车陷入了泥坑,旁边有一颗
大树。如图所示,司机只用一根钢丝绳,把
卡车和大树紧紧拴在一起,在这里轻轻一拉,
就把卡车拽出了泥坑。你知道四两能拨千斤吗?
学完今天这节课,你就能解释这个现象了。
二. 讲授新课
我们先来回顾一下合力的概念。
演示实验1:用两个弹簧秤将重物提起,用一个弹簧秤也能够达到同样的效果。 总结:像这样,两个力产生的效果跟一个力产生的效果相同,这个力就叫做那两个力的合力。原来的两个力叫做分力。求几个力的合力的过程叫做力的合成;力的合成遵循力的平行四边形定则。(板书)
1.力的分解
拖把拖地
同学们在家拖过地吧,地面有一块顽固的污渍,怎样拖干净?如何用力? 施加一个斜向下的推力。这个力一方面把拖把向下压,一方面把拖把向前推,我们能够用一个水平向前的作用力F 1和一个竖直向下的作用力F 2来替代F 。力F 1 和F 2就是力F 的分力。已知一个力求它的分力叫力的分解。(板书)
因为分力的合力就是原来被分解的那个力,所以力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则。
思考:如果没有其它任何限制,已知合力F ,求其分力。
请大家在学案上画图。
学生思考后发表意见:
对于同一条对角线,能够作出无数个不同的平行四边
形。如果没有限制,同一个力能够分解成无数对大小、方
向不同的分力。
讨论:力应该怎样分解
演示实验2:节点上拉力如何分解
学生讨论后发表意见
如果确定了两分力的方向,一个力的分解是唯一确定的。 F F 2 F 1 F F 2
2.实例分析
根据实际情况决定,一般情况下,按力的作用效果实行分解.
例1:拖拉机拉耙
转换模型:放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力F,这个力与水平方向成θ角.力F产生怎样的作用效果呢?请大家利用物快体验一下拉力的作用效果。
学生实验1:斜向上的拉力F产生两个效果,一是水平向前拉物体,二是竖直向上提物体.所以根据力的作用效果能够将力F分解为沿水平方向的分力F1和竖直方向的分力F2,力F1和力F2的大小为:F1 =Fcosθ, F2=Fsinθ.
例2:请确定放在斜面上的物体重力的分力.
让学生思考与讨论,并从上题得到启发,设计实验来研究重力的作用效果.
演示实验3:用薄木板构成斜面,将一木块放到其上,木块下滑同时观察到斜面发生了形变。
分析得到:斜面上物体的重力产生两个效果:一是使物体沿斜面下滑;二是使物体压紧斜面.
所以,沿斜面向下分力F1 =Gsinθ; 垂直斜面向下的分力F2 =Gcosθ.
引导学生进一步思考:当斜面倾角θ增大时,分析F1和F2如何变化?当倾角θ减小时,F1和F2又如何变化?
学生思考与讨论并回答.
当θ增大时,F1增大,F2减小;当θ减小时,F1减小,F2增大.
理论联系实际:(1).公园的滑梯为什么很陡?(2).高大的桥为什么要造很长的引桥?
学生思考与讨论并回答:
(1).当θ增大时,F1增大,分力F1使运动加快,更刺激,更好玩。
(2).车辆上桥时,分力F1防碍车辆前进,车辆下桥时,分力F1使车辆运动加快,为了行车的方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,来减小桥面的坡度(即减小θ),从而使F1减小.
练习1:用支架挂上重物后,在产生拉力的那根杆前端接一段橡皮筋,产生压力的那根杆前端放一块海绵,通过形变看产生的作用效果.改变夹角再观察,结果有变化吗?请大家用手边的器材自制支架感受拉力F产生的效果。
学生实验2:将橡皮筋套在中指上,将木筷与橡皮筋连接,筷尖与手心间夹着一块海绵,将钩码挂在木筷与橡皮筋的连接处,体会向下的拉力F产生的效果。学生得出结论:重物对支架向下的拉力产生两个效果,一是拉上面的绳,二是压下面的杆.
练习2
学生实验3:将两根橡皮筋系在木块的同一端,用两手分别捏住橡皮筋的两端,