高中物理新课标教学设计
《力的分解》教学设计
永丰中学 物理组
【学习者分析】
①．本人所在学校属于省级示范学校，学生在初中就已经进行了很长时间的探究体验，因此他们有探究的基础，优点是思维活跃，善于观察、总结、提出并回答问题，不过还存在“眼高手低”的问题及实验器材问题。
②．新课程改革打破了以前的应试教育模式，教育教学过程中师生地位平等，充分贯彻以学生为本，坚持学生的主体地位，教师的主导地位。
3．本节课是一节科学探究课，呈现在学生面前的是现象，是问题，积极引导学生探究。
探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论，探究过程是产生创造思维的温床，过于重视结果可能会导致丧失探究热情，扼杀学生探究的欲望
【教材分析】
力的分解和力的合成均是矢量运算的工具，是高中物理的基石，是第三章相互作用的难点之一。本节内容从拖拉机拉着耙的生产实例入手，引入力的分解概念，介绍力的分解同样遵守平行四边形定则。与力的合成相比，力的分解难点是一个确定的力可以对应无数对分解的方法，力的分解具有多解性，但在某些限制条件和要求下分解一个力时却是唯一的，教材中指出一个已知力要根据实际情况（或实际作用效果）分解时就有唯一结果。
【教学目标】
（一）知识与技能
1、理解分力及力的分解的概念．
2、理解力的分解与力的合成互为逆运算，且都遵守力的平行四边形定则．
3、掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤，学会判断一个力产生的实际效果
（二）过程与方法
1、强化“等效替代”的思想。
2、培养观察、实验能力。
3、培养运用数学工具解决物理问题的能力。
4、培养用物理语言分析问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
1、通过分析日常现象，培养学生探究周围事物的习惯。
2、培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
【重点难点】
教学重点：理解力的分解是力的合成的逆运算，在具体情况中运用平行四边形定则。
教学难点：力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。
【设计思想】
本节教科书是通过例题来说明如何根据力的实际效果和需要来分解的。实际上，学生接受的难度是很大的，为此，教学过程设计中特别强调用实验来引领学生，让学生观察和体感“力的实际效果”。（课前布置好学生要带的一些简要实验器材）
【教学环节】
一、导入新课
演示实验：（1）如图1：用铅笔支起图中的绳子，可以直观地感受到手指受的拉力，手掌受到的是压力。
师生分析：重物对绳子的拉力F产生了两个效果：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。
（2）如图2所示：在日常生活中的耕田，你会分析牛拉着犁，以及拖拉机拉着犁的时候对犁的力产生了怎样的效果吗？
图2
老师归纳：可见力F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。我们本节就学习有关力的分解的知识。
（这样设计的目的是让学生体会到物理来自生活，以及容易让学生体会到力的分解.）(还可以举一些例子，如手提行旅箱)
二、新课教学
1、请同学阅读课本，回答：
（1）什么是分力？什么是力的分解？
（2）为什么说力的分解遵守什么定则，为什么？
学生：某一个力F，可用F1和F2来代替，那这两个力叫F的分力。求一个已知力的分力叫力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算（因为分力的合力就是原来被分解的那个力），当然应该遵循平行四边形定则。
（3）如果没有条限制，对于同一条对角线，可以作出几个不同的平行四边形？
学生：可以作出无数个不同的平行四边形。
老师：也就是说，同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。一个已知力究竟该怎样分解呢？分力与合力相互替换的前提是相同作用效果，所以在分解某力时，其各个分力必须有各自的实际效果，比如：形变效果，在这个意义上讲，力的分解是唯一的。
【例1】：放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F，这个力与水平面成θ角。
分析：（1）力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果，那么F可以分解为沿水平方向的分力F1和沿竖直方向的分力F2。
（2）如图所示由平行四边形定则分解
F1＝Fcosθ， F2=Fsinθ
【例2】：物体放在倾角为θ的斜面上，那物体受到的竖直向下的重力产生有什么样的效果？
由学生分析：
（1）G方向竖直向下，它不能竖直下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果；在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。因此重力G可以分解为：平行于斜面使物体下滑的分力F1，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，重力G分解为F1、F2
F1=Fsinθ F2=Gcosθ
2、巩固性训练
如图甲，小球挂在墙上，绳与墙的夹角为θ，绳对球的拉力F产生什么样的效果，可以分解为哪两个方向的里来代替F？
师生共评：
a：球靠在墙上处于静止状态，拉力产生向上提拉小球的效果，向左紧压墙面的效果。分力的方向确定了，分解就是唯一的。
b：F的分力，在竖直方向的分力F1来平衡重力，在水平方向的分力F2来平衡墙对球的支持力。
c：F1=Fcosθ，F2=Fsinθ
三、小结
这节课主要学习了力的分解。力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的。实际分解时一般是根据合力的作用效果操作的。
（力的分解是按照实际的效果来分解的，除了上述所分析的，还有那些呢？
让学生自己去寻找我们生活中的其他的例子）
【板书设计】
1、求一个已知力的分力叫力的分解．
2、力的分解遵守平行四边行定则．
3、通常按力的作用效果来进行力的分解．
4、力的分解的一般步骤：
五、【作业布置】
课本P66 问题与练习1、2、3
【教学反思】：
这节课应该说达到了预期效果，解决了力如何分解的问题，课堂互动效果明显。但是有的细节问题还应该再强化一些，比如学生的作图问题，应进一步明确作图的一般步骤和方法；学生的三角计算要加强等.
课件40张PPT。第三章 相互作用力的分解第三章 相互作用力的分解 拖拉机拉着耙，对耙斜向上的拉力F产生两个效果，一个水平的力F1使耙前进，一个竖直向上的力F2把耙向上提。可见力F可以用两个力F1和F2来代替。力F1和F2是力F的分力。求一个已知力的分力叫做力的分解。力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。第三章 相互作用1、力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解。 力的分解与法则2、力的分解遵守平行四边形定则：用已知力F为对角线作平行四边形，那么，平行四边形的两个邻边就表示这个力的两个分力大小和方向。 同一个力可
以分解为无数对
大小、方向不同
的力。在实际问题中按力的作用效果来分解。
一、力的分解第三章 相互作用3、一个已知力分解时，有无数对可能分力4、力的效果分解：由力的效果来确定分力方向
的分解方法叫效果分解第三章 相互作用 力的分解举例思考：重力如何效果分解呢？ 在进行力的效果分解时，一般先根据力的作用效果来确定分力的方向，再根据平行四边形法则来计算分力的大小。 力的作用效果如何体现呢？第三章 相互作用例1、重为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，
求：物体受到的弹力和摩擦力大小?θ第三章 相互作用 力的分解举例GG1=GsinθG2=GcosθθθFN=G2=Gcosθf=G1=Gsinθ思考题：
当斜面倾斜角增大时，分析:G1和G2如何变化？2、当倾斜角减小时，分析G1和G2如何变化？解：据二力平衡条件有：将重力按效果方向分解为G1和G2
第三章 相互作用 力的分解举例GFNG1?? 例2、重为G的球放在光滑的竖直挡板和倾角为?的斜面之间,求挡板和斜面对球的作用力各多大?解：对球受力分析F=G1 =G tan?N=G2 =G/cos?G2把重力按效果分解为G1和G2，
则有：思考：可以用合成法解此题吗？第三章 相互作用力的正交分解 在很多问题中，常把各个力分解为互相垂直的两个方向，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，先分别求出两个垂直方向上的力的合力，然后再求出总的合力，这样可把复杂问题简化，这种方法叫正交分解法． 1、定义：把一个物体受到的各个力都分解到两个互相垂直的方向，这种分解方法叫正交分解法二、力的正交分解 2、建立坐标的原则：尽可能让更多的力落在X轴、Y轴上第三章 相互作用3、正交分解步骤：①建立xoy直角坐标系②沿x、y轴将各力分解并标示各分力③求xy轴上的合力Fx,Fy④最后求Fx和Fy的合力Fy大小：方向：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．第三章 相互作用例3：物体受到三个共点力F1=20N，F2=10N、F3=30N（方向如图）作用，求物体分别沿水平方向和竖直方向受到的合力。xyoF2F3F1FX= F1 cos37O+（-F2cos53O ）
=20×0.8N-10 ×0.6N
=10N
FY= F1 sin37O+F2sin53O+（-F3）
=20 ×0.6N+10 ×0.8N-30N
=-10N力的正交分解 F1xF2xF1yF2y解：将F1和F2和F3沿水平方向和竖直方向分解：
tanθ=Fy/Fx=1 所以θ=450第三章 相互作用 例4、重量为40N的物体与竖直墙壁间的动摩擦因数μ= 0.4，若用斜向上的推力F = 50N压住物体，物体处于静止状态，如图所示，这时物体受到的摩擦力是 N，要使物体匀速下滑，推力F大小应为 N．平衡问题尽可能让更多的力在X轴、Y轴上列方程：
FX=0、FY=0把不在轴上的力进行分解力的正交分解在平衡问题中的应用 第三章 相互作用解(1)物体静止时，对物体受力分析,370即即将F=50N，代入②得②①力的正交分解 将F分解到坐标轴上，并建立坐标系，则有：第三章 相互作用(2) 匀速下滑时，对物体受力分析,370即④③联立③④⑤得：F'sin370 ＋μF'cos370＝Ｇ力的正交分解 将F'分解到坐标轴上，并建立坐标系，则有：第三章 相互作用 力的分解举例作业：竖直墙上挂一个重为10N的光滑球，细绳与竖直方向成θ=300角，求：球受到绳子的拉力和墙的支持力大小。θ解：（合成法）解：（正交分解法）注意：两种解法要分别画受力图第三章 相互作用 力的分解唯一性条件三、已知力分解的唯一性条件1、已知两个分力的方向，分解是唯一的。
F1F22、 已知一个分力的大小和方向，有唯一解。F2第三章 相互作用 力的分解唯一性条件3、 已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，
则有四种可能。（1） F＞ F2＞Fsinθ时,有两个解，（θ<900）方向F1方向F1Fsinθθ第三章 相互作用 力的分解唯一性条件（3） F2＝Fsin θ时, 有唯一解，且另一个分力F2取最小值 F1F2（2） F2＞F 时有唯一解θF2F1第三章 相互作用 力的分解举例（4） F2＜Fsin θ 时, 无解第三章 相互作用4、已知合力以及一个分力的方向，则另一个分力有无数个解，且有最小值，（两分力方向垂直时）。 力的分解举例第三章 相互作用4、已知一个分力F1的方向（与F夹角 ，且 ）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2＞F或F2＝Fsin 时，）有两组解（F2＜F，F2＞Fsin 时 ),或无解（F2＜Fsin 时）。FF1F2 力的分解举例第三章 相互作用4、已知一个分力F1的方向（与F夹角 ，且 ）和另一个分力F2的大小，则可能有一组解（F2＞F或F2＝Fsin 时，）有两组解（F2＜F，F2＞Fsin 时 ),或无解（F2＜Fsin 时）。第三章 相互作用一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到一组唯一的解( )
A.已知两个分力的大小
B.已知两个分力的方向
C.已知一个分力的大小和另一分力的方向
D.已知一个分力的大小和方向BD第三章 相互作用大小为4N、7 N、9 N的三个共点力作用在一个物体上，关于三个力的合力大小，下列判断中正确的是 ( )
A．可能为20 N B．可能为5 N
C．不可能小于4 N D．不可能小于2 NAB有三个共点力，大小分别是F1＝5N，F2＝6N，F3＝8N，则这三个共点力的合力的取值范围是＿_______≤F≤_______；另有三个共点力，大小分别为F1=1N,F2=3N,F3=6N，则这三个共点力的合力的取值范围是______≤F≤_______． 019N2N10N求三个力F1、F2、F3的合力F： 设F1＞F2＞F3，合力的取值范围：
如果F1＞F2+F3， F1 +F2+F3 ≥F ≥ F1 -（F2+F3）
如果F1＜F2+F3， F1 +F2+F3 ≥F ≥0
第三章 相互作用如图所示,作用在物体上的同一平面内的四个共点力合力为零,若其中F2、F3、F4大小和方向保持不变,F1逆时针方向转过90°,而大小保持不变,则此物体所受的合力大小为( )
A. F1 B.2F2 C.F1 D. F1A第三章 相互作用如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图所示，那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢? F1x=F2x
F1x＝F1sina，F2x＝F2sinβ
F1sina＝F2sinβ
F1/ F2＝sina/sinβ 第三章 相互作用如图所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力。 合力与F1、F2的夹角均为30°第三章 相互作用如图所示，质量为m的木块在力F作用下在水平面上做匀速运动。木块与地面间的动摩擦因数为?，则物体受到的摩擦力为（ ）?mg
?(mg+Fsin?)
?(mg-Fsin?)
Fcos?B、D第三章 相互作用如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳所受力的大小如何变化？第三章 相互作用如图所示，电灯悬挂于两墙壁之间，更换水平绳oA使连接点A向上移动而保持0点的位置不变，则在A点向上移动的过程中( )
A.绳OB的拉力逐渐增大
B.绳OB的拉力逐渐减小
C.绳0A的拉力先增大后减小
D.绳0A的拉力先减小后增大BD第三章 相互作用如图所示，重为C的物体系在OA，OB两根轻绳上，A、B两端挂在水平天花板上，OA、OB与天花板的夹角分别为α、β，且α>β，∠A0B>900．
(1)试比较两轻绳对物体拉力的大小．
(2)若将轻绳OB缩短，使B端沿天花板向左移动但始终保持物体的位置不变，试问：在使OB绳向竖直方向移动过程中，两绳的拉力将怎样变化?(1)OA对物体的拉力较大
(2) OA对物体的拉力逐渐减小，OB对物体的拉力先减小，后增大
第三章 相互作用如图所示，重225N的物体G由OA和0B两根绳子拉着，绳0B始终保持沿水平方向．已知两根绳子能承受的最大拉力均为150 N，为了保持绳子不被拉断，绳子OA与竖直方向的夹角α的最大值应为多少?300第三章 相互作用如图所示，物体静止于倾斜放置的木板上，当倾角θ由很小缓慢增大到900的过程中，木版对物体的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（ ）
A．FN、f都增大
B．FN、f都减少
C．FN增大，f减小
D．FN减小，f先增大后减小 D第三章 相互作用用两根绳子吊起一重物，使重物保持静止，逐渐增大两绳之间夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是（ ）每根绳子拉力大小的变化情况是（ ）
A.减小 B.不变 C.增大 D.无法确定BC第三章 相互作用 一个氢气球重为10 N，所受的空气浮力大小为16 N，用一根轻绳拴住．由于受水平风力的作用，气球稳定时，轻绳与地面成60°，如图所示，求：
(1) 绳的拉力为多大？
(2) 气球所受水平风力为多大？ 第三章 相互作用三角形定则一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。ABC把两个矢量首尾相接从面求出合矢量的方法叫做三角形定则，第三章 相互作用既有大小又有方向，并且在相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量． 只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加减的物理量叫做标量． 平行四边形定则和三角形定则实质上是一样的，只不过是一种规律的不同表现形式． 第三章 相互作用求各组共点力的合力2F12F20第三章 相互作用例3、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，怎样把力F按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？F1=Fcos θ F2=Fsin θF1F2 力的分解举例第三章 相互作用例3：把的物体挂在成角度的两根细绳MO，NO上，已知物体重G对。如图所示，怎样把G按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？（sin370=0.6, cos370=0.8)MG1G2ON370530G370 力的分解举例T1=G1=Gsin370T2=G2=sin370530
