3.5 力的分解教案_35力的分解教案

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3.5 力的分解教案

教材分析：

本节为《普通高中物理课程标准》必修模块“物理Ⅰ”中第二个二级主题“相互作用与运动规律”中所涉及的内容。内容标准中这节有关的条目是：通过实验理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。力的分解是力的合成的逆运算，在上节课的内容基此上，本节内容比较好理解。但要注意在细节方面的讨论，关注学生能力上的培养。学情分析：

通过上一节《力的合成》的学习，学生对矢量的计算有初步的认识，力的分解是力的合成的逆运算，学生应该可以想到用平行四边形定则计算，但是学生对力的作用效果缺少一种理性的认识。高一学生在初次接触到力的处理方法问题和矢量问题时，不易理解，特别是本节中如何根据实际效果进行力的分解容易糊涂，在教学时应注意观察学生的接受情况。

一、教学目标：

（一）知识与能力

1.使学生在力的合成的知识基础上,正确理解分力的概念,理解力的分解的含义。

2.初步掌握根据力的实际作用效果确定分力方向的原则,初步掌握将一个已知力分解为两个互成角度分力的方法。3.会用三角形定则进行矢量相加。

（二）过程与方法

1.在学习力的分解过程中,培养学生观察能力,分析能力和概括能力。2．强化“等效替代”的方法。

3．培养运用数学工具解决物理问题的能力。

（三）情感态度与价值观

培养学生联系实际，研究周围事物的习惯，并学会用所学物理知识解决实际问题。

二、教学重点、难点

（一）通过实例深入理解“等效替代”的方法以及分力、力的分解的概念。

（二）通过实例引导学生中结并掌握按力的实际作用效果分解已知力的方法。

三、师生互动活动设计

教师利用拔河比赛游戏提出实际问题，先给学生留下悬念，引发学生的学习兴趣，由复习提问引入课题，通过实验让学生感知力的实际效果，从而确定出两个分力的方向，化解了

难点。然后运用平行四边形定则进行分解．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，解决本节课的重、难点问题．

四、教学步骤：

（一）导入新课

［游戏］拔河比赛——四两拨千斤

找两名力气比较大的同学上台进行拔河比赛，再成鲜明的对比，请一位比较弱小的女同学上台，交给她一个艰巨的任务，即要求她一个人拉动两个人，教师指导，让一个弱小的女同学在绳子中间用力一拉，两位大力士都被拉动了形成鲜明的对比。师问：一名弱小的女同学能拉动两位大力士，这又是怎么回事呢？ 师：同学们先别急，学完今天这节课的内容你们就明白了。

（二）新课教学

通过回顾上一节课力的合成，引出力是否也能分解呢？让学生带着这一思考，观察下面图片：

师：拖拉机对耙的拉力F，会同时产生那些作用效果?

[学生讨论]

师：产生两个作用效果，一个作用效果是使耙克服泥土的阻力向前拉动；另一个作用效果是把耙上提，使他不会插得太深。这两个效果相当于两个力分别产生的：一个水平的力使耙前进，一个竖直向上的力使耙上提。这两个力共同作用在一个物体上产生的效果同原来一个力单独作用在物体上产生的效果相同。１．什么叫力的分解

（1）分力：几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。

［讲解］

分力定义中的“原来”二字说明一个力跟它的几个力并不同时作用在物体上。而是说，当它们作用到同一物体上时，产生的效果相同，可以互相替代。因此，一个力跟它的分力是一种等效替代关系。求一个已知力的分力，我们就称为力的分解。

注意：几个分力与原来那个力是等效的，它们可以相互替代，并非同时并存。（2）力的分解：求一个已知力的分力叫力的分解。师：力的分解遵循什么法则呢？

2、力的分解法则：

平行四边形定则（通过与力的合成类比，得出力的分解法则）。力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。［讲解］

前面是已知一个力的大小、方向，在事先确定了它的分力的方向后，用平行四边形定则进行分解的。如果没有方向这一条件的限制，仅仅知道一个力的大小和方向，能否进行分解呢？ ［分析］

同一对角线可作出无数个平行四边形，同一已知力若不加条件限制可分为无数对大小、方向不同的分力．

教师一定要注意学生是否真的会作平行四边形，注意学生作图的顺序。

3、实际问题中的力的分解

具体问题中一个力究竟应该怎样分解呢？先让我们一起来看看下面两个实例：（1）、农田耕作时，拖拉机斜向上拉耙。

拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上的，这个力产生了两个效果；一方面使耙克服泥土的阻力前进；另一方面同时把耙往上提，使它不会插得太深。也就是一个力产生了两个效果（画出物体的受力示意图，如下）。师：如果这两个效果是由两个力F1、F2产生，使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水

F5F1F3F4F2F6F平向前的力F1产生；把耙往上提，使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。那F1、F2与拉力F是怎样的一种关系？

生：一种等效关系，可以进行等效替换。师：也就是说是分力与合力的关系。

往前拉F往上提等效F1F2往上提FF2

往前拉F1［牢记］：通常按力的作用效果来进行力的分解．

（2）、如图：将一木块放到光滑的斜面上，试分析重力的作用效果并将重力进行分解。让学生分组思考讨论。五分钟后，找学生代表汇报讨论结果，教师不作评论，只记下结果。带领学生观察视频文件。

θG师：通过刚才的讨论观察，我们了解到：作用在物体上的重力产生了两个效果，一是使物体沿斜面下滑，另一个就是使物体与斜面之间发生挤压。那我们将重力进行分解时就根据重力的实际作用效果把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向，如图： 师：分析可以看到，上桥时，分力F1阻碍车辆前进，车辆下

F2GcosGθF1Gsin桥时，分力F1使车辆运动加快。［注意］：

1）把一个力分解成两个力，仅是一种等效替代的关系，不能认为在这两个分力方向上有两个施力者。2）也不能错误地认为F2就是物体对斜面的压力。

θ3）对物体进行某个力的分解以后，物体实际的受力个数没有发生变化。［学有所用］：

组织学生观察图片并讨论：

1）高大的桥为什么要造很长的引桥？2）盘山公路为什么要盘山而造？

4、总结力的分解的一般步骤：

第一步：根据力的作用效果确定两个分力的方向； 第二步：根据已知合力和两个分力方向作平行四边形； 第三步：根据平行四边形知识确定分力的大小和方向。

5、课堂练习：

（1）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点挂有一个重为G的物体，如图所示。怎样确定杆OM、ON的受力方向和大小？

（本题可以让一学生单手叉腰，让另一学生在其肘部竖直向下用力下拉，让叉腰同学说出感受，亲身体验

这个竖直向下的拉力产生的效果）

OMNθFT1FTtanFT2FT/cosFT1θFTFT2（2）把一物体挂在互成角度的两根细绳MO，NO上，已知物体对悬点O的拉力FT物体所受的重力G。如图所示，怎样把力FT按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？

FT2O370M370530NFT1GFT1FTsin370FT2FTcos3706、日常生活应用

FT（1）播放Flash资料：巧拉汽车

车陷到泥地里，给你一根绳子，你能把汽车从泥地里拉出来吗？ 方法：用绳子把车绑在树上，从中间用力拉，使分力大于合力。

（2）通过Flash动画演示，观察合力一定条件下分力随夹角的变化。

（设计说明：分力随夹角变化是本节课的难点，根据直观与抽象相结合的原则和学生的认识规律，利用多媒体直观演示等方法，清晰地展示分力随夹角变化动态过程，来突破教学难点。）（3）利用所学知识解释为什么小个子女同学可以“四两拨千斤”，首尾呼应。

（4）思考与讨论：如果让你来处理索道的技术问题，请问索道设计的绷直还是松一些?

7、对“矢量相加的法则”的学习

通过前面的分析我们已经知道，力是矢量，力的合成和分解都要遵循平行四边形定则。求两个力的合力时，不能简单地把两个力的大小相加。我们还学习过另外一个矢量——位移，两个位移的合位移应如何求解呢？引导学生阅读课文，逐个解决问题。位移相加时仍遵循平行四边形定则。

从另一个角度来看，两个位移与它们的合位移又组成一个三角形，阅读课文，思考讨论下面的问题：（l）什么是平行四边形定则？

（2）三角形定则与平行四边形定则一样吗？（3）什么是矢量？（4）什么是标量？ 教师归纳、总结 ［说一说］：

一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，你能根据v1、v2，按照三角形定则找出变化量Δ v吗？

归纳总结，进一步理解三角形定则，让学生体会：末矢量总是平行四边形的对角线，等于初矢量与变化量之和。

8、力的正交分解

在很多问题中，常把一个力分解为互相垂直的两个分力，特别是物体受多个力作用时，把物体受到的各个力都分解到互相垂直的两个方向上去，然后求两个方向上的力的合力，这样可把复杂问题简化，尤其是在求多个力的合力时，用正交分解的方法，先将力分解再合成非常简单．

怎样去选取坐标呢？原则上是任意的，实际问题中，让尽可能多的力落在这个方向上，这样就可以尽可能少分解力．

如图所示，将力F沿力x、y方向分解，可得：

FxFcos FFsiny 例题：

放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力F的作用，该力与水平方向夹角为θ，这个力产生两个效果：水平向前拉物体，同时竖直向上提物体，因此力F可以分解为沿水平方向的分力F1和沿着竖直方向的分力F2，力F1和力F2的大小为：

F1=Fcosθ

F2=Fsinθ

（三）小结并板书

一、力的分解

1．力的分解概念：求一个力分力的过程叫做力的分解．力的分解是力的合成的逆运算 2．分解的原则：根据力的作用效果进行分解 3．例题 4.实例分析

二、矢量的相加法则 1．平行四边形定则 2．三角形定则

（四）布置作业

1．教材66页练习上（1）、（2）、（3）题。2．作业卷子。

F2θFF1

5 力的分解 教学设计 教案

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