力的分解教学设计_教学设计力的分解

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必修一第三章第五节《力的分解》教学设计

苏州新区第一中学

袁启林

（一）、教学过程

一、教学目标

1、理解力的分解的概念，强化“等效替代”的物理思想。

2、理解力的分解是力的合成的逆运算。

3、初步掌握一般情况下力的分解要根据力的作用效果来确定分力的方向。

4、会用作图法和直角三角形的知识求分力。

5、尝试运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

6、能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则实质是一样的。

二、教学重点

力的作用效果分解方法

三、教学难点

分析力的作用效果

四、实验器材

电子台秤、木块、钩码、细线、长条状三合板、胶带纸、笔

五、课时安排 1课时

六、教学设计

[知识回顾]

1、什么是合力，什么是分力，什么是力的合成？

若一个力产生的效果与几个力共同作用的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力的过程叫力的合成。

例如：两个孩子拎水桶的力F1、F2和大人拎水桶的力F效果相同，F1、F2就是F的分力，而F是F1、F2的合力。

2、力的合成遵从什么法则？ 平行四边形定则。（请学生板书，画出图形，并作说明）[新课引入] 提出问题：我们在研究问题的过程中是否可以用合力来替代分力？ 合力与分力作用效果相同当然可以用合力替代分力，等效替代的思想就是我们研究力的合成的目的。

既然合力可以替代分力，那么分力能不能等效替代合力呢？

显然是可以的。在研究问题的过程中，我们也常用几个分力等效替代合力，本节课我们就一起来研究这个问题。

[新课教学]

1、定义：求一个已知力的分力叫力的分解。

2、分解的法则：

力的分解是力的合成的逆运算，也遵从平行四边形定则。

思考1：不加限制一个力分解有几组解？（有无数对大小方向不同的解）在实际问题中不可能随意的进行力的分解，那又该如何处理呢？

3、效果分解法

通常是按照力的实际效果进行分解的，先确定力的实际效果，从而确定分力的方向，再根据平行四边形定则确定分力的大小。

实例分析1：已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成θ角的拉力F 的作用(图3_5_1)，从力的作用效果看，应该怎样将F分解？如何求分力？

演示实验：将一端固定有细绳的木块放置在台秤上，使细绳与水平方向成θ角，拉物体（说明台秤示数即为物体对台秤的压力大小）

实验现象：物体向前滑的同时，台秤示数减小

效果分析：台秤示数减小说明该力有向上的效果，使物体与接触面间压力减小；物体由静止开始向右运动，说明该力有向水平右拉的效果。

分力方向：水平向右

竖直向上

作图求解：按作图法进行求解（图略）。计算求解：用直角三角形知识求解。

竖直向上的分力F1Fsin

水平向右的分力F2Fcos（如图3_5_2）思考2：若斜向下推（图3_5_3），如何分解？ 和拉时一样实验和分析。

联系实际：课本中的拖拉机拉耙，日常清洁时拖地

实例分析2：已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为θ，重力G产生怎样的作用效果？如何分解重力？(图3_5_4)演示实验：将木块放置在与倾斜的三合板上，释放木块 实验现象：物体下滑的同时，木板发生了形变

效果分析：重力具有使物体沿斜面下滑的效果和使物体紧压斜面的效果 分力方向：沿斜面向下和垂直于斜面向下 计算求解：

沿斜面向下的分力F1Gsin（图3_5_5）垂直斜面向下的分力F2Gcos

思考3：F2是不是物体对斜面的压力呢？ 确定一个物体的受力情况时，应由一个物体对另一个物体的作用出发。物体对斜面对压力是物体作用在斜面上的，而F2是作用在物体上的，两个力根本不同

注：分力F1、F2都不是实际存在的力，而是我们求出来的与力F等效的分力。在研究问题的时候，分力可以替代合力，但是分力和合力不能重复考虑。

思考4：当θ角变大时，两分力大小如何变化？若变小呢？ θ增大，则F1增大、F2减小；θ减小，反之

联系实际：生活中高大的桥，都有很长的引桥；盘山公路；滑梯等。实例分析3：可自由转动的轻杆AC和BC，BC杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直向下的力F，力F的作用效果怎样？如何分解F？（图3_5_6）体验实验：利用胶带纸、笔和手掌快速构成类似的结构，在C点施加向下的拉力，由手的感觉来体会力F的效果

效果分析：F拉伸AC杆，压迫BC杆

分力方向：沿AC拉伸的方向和BC被压迫的方向 计算求解：如图3_5_7 沿AC杆的分力F1F沿BC杆的分力F2Fsintan

改变该结构，效果相同，但分力的大小和方向都会改变 联系实际：路灯的支架等。[总结力的效果分解法步骤]：（1）分析力的作用效果;（2）跟据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)（3）用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线，画平行四边形得分力)（4）据三角形知识求分力的大小和方向.4、矢量相加的法则

力是矢量，力的合成遵从平行四边形定则（画出示意图）

位移也是矢量，一个人从A走到B，再从B走到C发生的位移分别是AB和BC记为X1和X2，那么合位移呢？不是分位移的算术和，而是AC。

合位移和分位移的关系是什么？（画出示意图）两个矢量首尾相接，从第一个矢量始端指向第二个矢量末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向，这种方法叫三角形定则。位移的合成遵从三角形定则。

三角形定则和平行四边形定则有没有什么联系呢？（进行平移，观察图形）实质相同

[小结]矢量相加都遵从平行四边形定则和三角形定则

矢量：有大小，也有方向，相加时遵从平行四边形定则或三角形定则的物理量 标量：有大小，没有方向，相加时遵从算术运算法则 [课堂小结]

1、力的分解遵从平行四边形定则

2、力的效果分解法

（1）据力的作用效果定分力的方向;（2）用平行四边形定则定分力的大小;（3）据三角形知识求分力的大小和方向.3、矢量(加、减）运算法则（1）、法则：平行四边形定则

(或三角形定则)（2）、矢量：有大小，又有方向，运算时遵守平行四边形定则

(或三角形定则)

[布置作业] 课本66页问题与练习1～3。

做一做：两个人把一根绳子紧紧拉直，这时一个人在绳子中间只要轻轻一拉就可以把两个人拉动。课后做一做，并解释一下原因。

（二）、教学设计说明

力的合成和力的分解是运用“等效替代”的思想来研究力学问题的重要手段，是高中物理的基础内容。在力的合成的基础上，对力的分解概念和分解法则，学生是不难理解的。与力的合成相比，力的分解不是惟一的，究竟怎样分解的问题，显然是本节的重点。考虑到今后应用过程中的大部分问题都是根据力的实际作用效果进行分解，因此本节课重点就放在这种分解方法上。力作用在物体上可以产生什么效果，学生缺乏感性认识，如何通过实验让学生体验、感受、认识、理解力的作用效果，就成了这节课的重要环节。

课本是从拖拉机拉耙的事例引入力的分解的概念，由于大部分学生对拖拉机拉耙的情形没有见过，缺少感性认识，所以，设计了在复习力的合成的基础上，从等效替代的思想入手引入新课，这样既比较自然，也强化了等效替代的思想。

关于力的效果分解法，课本中只举了斜面上的物体的重力分解这一个事例，为了强化这部分内容，设计时选择了三个事例，并且对每一个事例均设计了实验，让学生能观察到或亲身体会到力产生的效果。第一个事例，选择了与拖拉机拉耙相近的在水平面上拉物体的问题，不仅常见也可用电子秤进行演示，将会收到很好的效果。胶带纸和笔做的体验实验，学生手头都有，不需要做准备，每个学生都可以做，而且效果非常明显，也会在学生头脑中留下深刻的映像的。事例后面联系实际的应用问题，不仅可以巩固所学的知识，还可以学以致用，让学生体会物理的重要性，激发学习兴趣。

由于初次接触力的分解问题，重点是学习力的效果分解法，所以，没有必要介绍正交分解法，也不要急于让学生用力的分解处理静力学问题，更不要急于讨论分解不惟一的各种情况，以免增加学生学习上的难度。

本节课设计理念是加强实验，重视学生过程的体验，有利于三维目标的达成。

（三）、教学后记

本节课的教学设计，强调学生的感知和体验，把抽象的问题形象化，可以有效的突破教学难点。对教材的处理也比较合理，既体现了新课程的教学理念，又改进了教材中实验的不足。在苏州市区的教学研讨课上也获得了同行的高度评价，同行们一致认为课堂结构合理，重点突出，利用实验突破难点效果非常明显。当然，也有老师提出，这节课的容量还是较大的，如果把这节内容设计两课时，矢量相加的法则放在第二课时，本节课重点讨论力的效果分解法，可以再多举一些事例，如把布置课后让学生“做一做”的实验直接在课堂上让学生做一做，效果可能会更好一些。本人认为这些建议是合理的，我们将在今后的教学中做一定的尝试。