高中物理人教版必修I 第三章 相互作用 第五节 力的分解 教学设计

高中物理人教版必修I 第三章 相互作用
第五节 力的分解 教学设计
【 授课人 】 惠安中学 王俊林
【 课 题 】 力的分解
【三维目标】
1.知识与技能
(1) 知道力的分解是力的合成的逆运算，理解力的分解也遵循平行四边则；
(2)会用平行四边行定则作图求分力，会用直角三角形的知识计算分力；
(3)知道从实际情况出发根据力的作用效果来分解力是唯一的。
2.过程与方法
(1) 从物体的受力情况分析其力的作用效果，培养学生分析问题、解决问题的能力；
(2)通过学生们动手实验，培养学生综合分析问题、建立物理概念的能力。
3.情感、态度与价值观
(1) 通过力的合成和分解使学生能认识到事物之间的对立统一规律；
(2)利用生活实例和各种实验激发学生学习物理知识的兴趣，培养学生探究合作的精神和对科学的求知欲望；
(3)培养学生实践──认识（规律）──实践（解决实际问题）的思想。
【教学重点和难点】
1. 教学重点：
(1)理解力的分解是力的合成的逆运算，学会利用平行四边形定则作图进行力的分解；
(2)根据力的作用效果来分析不同情况下一个力的分力的具体方向。
2.教学难点：
(1) 如何判定力的作用效果以及合力与分力之间的方向关系；
(2)通过对常见力的分解,掌握按作用效果分解力这种重要的分解方法。
【教学课时】 2课时，本节课主要学会和体会一些常见力的分解
【实验器材准备】木块30个、薄木板30个、 200克钩码30个、长铅笔(自备) 、细线若干、玩具汽车一个。
【教学方法】 演示实验、观察提问、自主实验、讨论分析、归纳总结、练习巩固、类推法等
【教学过程】
引入:
【教师】：在上节课的学习中我们知道:“求 ( http: / / www.21cnjy.com )在几个力的合力的过程叫力的合成,求一个力的分力的过程叫力的分解”，可见力的分解是力的合成的逆运算,力的合成遵循平行四边行定则,那么力的分解该如何进行呢 也遵循平行四边行定则吗 这节课我来学习和探究力的分解所遵循的原则和方法。
【教师】： ■版书 §3.5力的分解
(二) 授课:
【情景创设】:
【教师】：（出示问题） 如图所示，
一个小孩拉着一辆玩具
汽车在路面上往前跑动。
试问：绳子对小车的拉力该如何分解？及一对什么样的力共同作用在小车上的效果能和这个小孩的拉力完全相同呢
【学生】：因为力的分解是力的合成的逆运算, ( http: / / www.21cnjy.com )力的合成遵循平行四边行定则，所以力的分解也遵循平行四边形定则。具体点就是以绳子对车的拉力为对角线，做平行四边行，则平行四边行的两个邻边表示这个力的两个分力。
【教师】：我们发现一个困惑，同一条对角线， ( http: / / www.21cnjy.com )可做很多个不同的平行四边形的，既一个力如果没有限制的话，可分解成无数对大小方向不同的力来！那绳子对车的拉力究竟该如何分解呢？
【学生实验探究】：
如右图所示：（创设课堂实验探究情景）
用力F斜向上拉软木条上的小木块；
可以观察到软木条弯曲程度和木块的运动方向如何？
从上述现象可以看出此时的拉力F对木块的作用产生了那些效果呢
学生活动后:
（4）师生共同分析：斜向上 ( http: / / www.21cnjy.com )的拉力F使软木板随小木块向上恢复形变的同时还使小木块向右运动起来了，这说明该拉力F产生了两个效果：①把小木块向上提；②使小木块克服软木条的摩擦阻力前进；这两个效果相当于两个力产生的：一个竖直向上的力F2把重物向上提；一个水平向右的拉力F1使重物前进。
【教师引导】：可见力F的作用效果可以用两个力F1和F2来代替，力F1和F2就叫做力F的分力，求一个已知力的分力叫做力的分解。
【教师归纳】：由这个实例可见，力的合成 ( http: / / www.21cnjy.com )遵循平行四边行定则,那么力的分解也遵循平行四边形定则。对于给定的力如果按力的作用效果来分解，会得到大小和方向都唯一确定的一对分力来!
【教师】： ■版书
1.力的分解
力的分解遵循的法则：平行四边形定则
力的分解具体方法：通常按力作用效果分解。
【教师】： ■版书
例题1：
【例题1】：如图所示，一重为G的物块静放在倾角
为θ的斜面上，那么：
①指出物块受到的重力都产生了什么样的作用效果？
②试求物块受到的重力的分力大小和方向？
【教师引导实验】：同学们可以先借助 ( http: / / www.21cnjy.com )手头的试验器材，把小木块放置在一倾斜的软木板上试试，注意观察所发生的现象。继续抬高软木板一端再看这些现象的变化。这一现象说明重力都产生了什么样的效果呢
【学生分析】：
（1）由于物块所受重力G的 ( http: / / www.21cnjy.com )方向竖直向下，它会在垂直于斜面方向向下产生紧压斜面的力的作用效果以及沿斜面方向下使物体产生沿斜面向下滑动的效果。这两个效果相当于两个力产生的：一个垂直于斜面方向向下F2压紧斜面杆；一个沿沿斜面方向向下F1使物体产生沿斜面向下滑动的趋势。
因此重力G可以分解为：平行于斜面使物体下滑的分力F1，以及垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2。
（2）如图所示由平行四边形定则沿这两个方向先做一平行四边形，再由直角形知识可得： F1=Gsinθ F2=Gcosθ
【教师】： ■版书
例题2：
【例题2】：如图所示，试求质量为m的物块对O点
拉力的分力，要求先利用手头的器材通过动手实
验在确定好分力的方向后再作图求解。
【教师引导实验】：
用铅笔支起图中的绳子，可以直观地感受到重物
对O点的拉力都产生了都产生了什么样的效果呢
【学生分析】：重物对绳子的拉力F产生了两个效 ( http: / / www.21cnjy.com )果：对杆一个压的效果；对斜绳一个拉的效果。这两个效果相当于两个力产生的：一个水平向左的F2压缩杆；一个沿斜绳向下的力F1使绳伸长。
由平行四边形定则作图后利用直角三角形知识可得
水平分力: F1＝Gcotθ
斜向下分力: F2＝G/sinθ
【教师】： ■版书
例题3：
【例题3】：分析下列各图中质量为m的小球所受的力,并求出除重力外其余各力的大小和方向来。
甲 乙 丙
(三)小结: 通过本节课的 ( http: / / www.21cnjy.com )学习,我们知道力的分解与合成都遵循平行四边行定则,对于一个给定的力,在按它产生的作用效果方向来分解的话,所得到的两个分力的大小和方向都是唯一的。
（四）作业： 课本 问题与练习
（五）版书设计：
§3.5力的分解
1.力的分解
(1)力的分解遵循的法则：平行四边形定则
(2) 分解力的具体方法：通常按力作用效果分解。
例题1： 例题2：
例题3：
F
F1
F2
F2
G
F1
θ