肥东锦弘中学高一物理公开课教案教学设计_中学物理公开课教案

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肥东锦弘中学高一物理公开课教案教学设计

课题：力的分解 授课人：周梁 授课班级：高一2班 时间：11月17号上午第3节课 教学目标

1、理解分力的概念，理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。

2、初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。

3、会用作图法和直角三角形的知识求分力、会用正交分解法求多个力的合力。

4、区别矢量和标量，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。重点：

1、在具体问题中正确确定力的作用效果，进行力的分解。

2、会用平行四边形定则求分力，会用直角三角形知识计算分力。难点：

1、分力与合力的等效替代关系。

2、根据力的实际作用效果进行力的分解。教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教具准备：重物、细绳、直尺。课时安排：新授课（1课时）

教学过程： 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，在实验演示之前先展示问题．是一根细线容易断还是两根细线容易断?

实际演示，当两根细线之间的夹角较大时，两根细线中的一根先断，我们学习完这一节课“力的分解”之后就会明白这个问题． 新课教学： 知识点1：力的分解

实例：拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上方的，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。这两个效果是由某两个力分别产生的，使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力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。

1、分力：几个力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。

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、力的分解法则：平行四边形法则，力的分解是力的合成的逆运算。

拖拉机拉着耙，根据平行四边形定则，分解就是唯一的。如图所示分解F1＝Fcosθ，F2=Fsinθ。

将一个力分解，如果没有条件限制，情形如何？

通过作图，对于一条对角线可以作出无数个不同的平行四边形，如上图所示，可以分解为无数对大小、方向不同的力。

那么在实际问题中如何将一个力进行分解呢？

3、分解力的方法：按力产生的效果进行分解。3．如何进行力的分解?(1)按实际效果分解

图3.5-2中，物体的重力一方面对斜面产生压力F1，另一方面产生使物体沿斜面有下滑趋势的力F2．

图3.5-3中，球的重力产生的两个效果是：既对悬绳有拉力F1，又对竖直墙面产生压力F2．

图3.5-4中，电灯的重力产生的两个效果是：对两条悬绳产生拉力F1和F2．

图3.5-2

图3.5-3

图3.5-4(2)按实际需要分解

如图3.5-5所示，在斜面上放一物体，给物体施加一个斜向上的拉力F．此时拉力 F的效果既可以看成在竖直方向上提物体，在水平方向上拉物体；也可以看成在垂直斜面方向上提物体，在沿斜面方向上拉物体．应该将该力如何分解，要看题目的要求．

图3.5-5（3）正交分解

正交分解法：把一个力分解成两个相互垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法。正交分解是处理力的合成与分解的复杂问题的一种较为简单、实用的方法． 正交分解法求合力的一般步骤：如图3.5-6所示．

图3.5-6 ①恰当地建立直角坐标系xOy，一般地选共点力作用线的交点为坐标系原点，坐标轴的选择应根据具体问题来确定．原则上是使坐标轴与尽可能多的力的作用线重合，这样需要分解的力也就少一些．

②将各个力逐一分解到x轴和y轴上，并找出各个力沿两个坐标轴方向的分量．注意：与坐标轴正方向同向的力取正值，与坐标轴负方向同向的力取负值． ③分别求得Ox、0y轴上各分力的合力．

④求出合力的大小和方向，即：

例1 如图所示，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。从力的作用效果看，应当怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？

分析：重力对物体的作用效果：（1）使物体沿斜面向下滑动（2）使物体压紧斜面

解析

当斜面的倾角θ增大时，F1增大，F2减小。

(为F合与x轴之间的夹角)

例2 车辆上桥时，分力F1阻碍车辆前进，车辆下桥时分力F1使车辆运动加快。为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，来减小桥面的坡度。如课本图所示。

方法总结：

可见，在实际的问题中力的分解是按力的实际作用效果来进行分解的。

知识点2：矢量相加法则

1、平行四边形定则：将两矢量从同一点作出，并以其为邻边作平行四边形，则该两矢量所夹的对角线的长度即表示合矢量的大小，对角线所指的方向即为合矢量的方向。

一个人从A走到B，发生的位移是x1，又从B走到C，发生的位移是x2，在整个过程中，这个人的位移是x。如图所示。

如果平行地移动位移矢量x2，使它的始端B与A重合，那么两次将构成一个平行四边形。所以位移矢量相加也遵从平行四边形定则。如上图所示。

从另一角度看，位移是x1和x2与合位移x又构成一个三角形，因此矢量相加也遵从三角形则。

2、三角形定则：将两个矢量首尾相接，再将第一个矢量的尾与第二个矢量的头相连接，即合矢量。

因此我们得到矢量与标量的定义。

3、矢量：既有大小又有方向，相加遵从平行四边形定则（或三角形定则）的物理量。

4、标量：只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加的物理量。提问：除了力、位移矢量外还学过什么矢量？速度

关于速度的变化，大家曾经求过一条直线上的，如上图所示，Δv= v2－v1

师：若不一条直线上，如下图所示，一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，能根据v1、v2，按照三角形定则求出速度的变化量Δv吗？

当变化前后不在一条直线上时，由Δv= v2－v1可得v2=v1+Δv，故速度的变化Δv应将v1 的箭头和v2的箭头连起来，并且指向v2，如上图所示。1.用正交分解法求多个力的合力

把力沿两个互相垂直的方向进行分解的方法叫做力的正交分解法。正交分解法是在平行四边形定则的基础上发展起来的，其目的是用代数运算来解决矢量运算。

正交分解法在求解不在一条直线上的多个力的合力时 显示出了较大的优越性。这类问题若用平行四边形定则直接求解，不管采用作图法还是计算法，都必须两两合成，一次接一次地求部分合力的大小和方向，十分麻烦。所以，我们要深刻理解正交分解法的思想，并会熟练应用它来解决问题。

利用正交分解法求合力的一般步骤是： ①建立直角坐标系xOy；

②将各力沿x、y两坐标轴依次分解为互相垂直的两个分力； ③分别求出x、y两坐标轴上各分力的合力Fx、Fy； ④求出Fx和Fy的合力F，其大小为

FFx2Fy2，Fy方向为与x轴的夹角

arctan()。

Fx值得注意的是：建立坐标系时，一般选共点力作用线的交点为坐标轴的原点，并尽可能使较多的力落在坐标轴上，这样可以减少需要分解的力的数目，简化运算过程。课堂小结：

力的合成和分解都遵守平行四边形定则，将一个已知力分解为两个力，应有无数个解。在进行力的分解时，可以按照力的实际作用效果进行分解，也可以进行正交分解，这种方法，我们以后还会学到。一个已知力有确定分力的条件是：已知两个分力的方向或已知一个分力的大小和方向。

布置作业：对下图物体重力进行分解，（作图）若球的重力为G，将重力分解后，它的两个分力分别为多大？（已知斜面倾角为α）

1、课后习题第1、3两题。

板书设计： 第五节 力的分解

一、分力：如果一个力的作用效果可以用几个力来代替，那么这几个力就叫做那一个力的分力。

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。

二、力的分解

1、定义：求一个已知力的分力叫做力的分解。

2、力的分解法则：平行四边形法则，力的分解是力的合成的逆运算。3、分解力的方法：按力产生的效果进行分解。

4、方法总结：（1）确定要分解的力。（2）考查力的作用效果。

（3）确定两个分力的方向。（4）画出力的平行四边形。

三、矢量相加法则

1、平行四边形定则：将两矢量从同一点作出，并以其为邻边作平行四边形，则该两矢量所夹的对角线的长度即表示合矢量的大小，对角线所指的方向即为合矢量的方向。

2、三角形定则：将两个矢量首尾相接，再将第一个矢量的尾与第二个矢量的头相连接，即合矢量。

3、矢量：既有大小又有方向，相加遵从平行四边形定则（或三角形定则）的物理量。

4、标量：只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加的物理量。教学反思