“力的分解”教学实施方案
南京师大附中 王小平
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道分力的概念及力的分解的含义。认识到力的分解与力的合成互为逆运算并满足平行四边形定则。
2．了解力的分解具有惟一性的条件。掌握根据力的效果进行分解的方法。
二、过程与方法
1．培养观察、实验能力，学生通过观察实验理解力的等效性。学会用作图法和计算法去处理问题，学习用数学工具解决物理问题的方法，培养运用数学工具解决物理问题的能力。
2．强化“等效替代”的科学方法。
三、情感、态度与价值观?
1．学习和领会“等效替代”的科学思想。
2．通过联系实际，培养学生研究周围事物的习惯．培养学生分析观察能力、物理思维能力和科学的研究态度。
3．通过学生的学习，使学生了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。
【教学重点】
1．理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解．在具体问题中正确确定力的作用效果从而明确力的方向，根据平行四边形法则进行力的分解。
【教学难点】
1．力的分解具有惟一性的条件。正确确定分力的方向。求解分力大小的数学方法。
【教学方法】
1．实验法、类推法。
【教学过程】
一、新课引入
设问1：为什么帆船可以逆风行舟？(学生讨论，教师不给结果。)
趣味实验：“四两拨千斤”实验及对实验现象的解释。(学生讨论，教师不给结果。)
要清楚地解释以上现象正是本节课的学习内容。
(设计的理由――感知阶段引发学生对知识探求的主动性：
人的认知心理有个经济性原则：凡是熟悉的、认识了的事物，人们就不再注意它了，否则，?人的心理就要弄得精疲力尽，穷于应付。只有那些新鲜的、?尚未认识到的事物和见到过尚不能解释的现象更能引起人的兴趣。所以本节课以“逆风行舟”的现象和“四两拨千斤”的实验引发学生获得解决问题的知识的欲望。使学生从新奇变浓厚的兴趣生成为主动求学的动力，使学生心理层面的求知欲得到了尽可能的激发。)
二、新课展开
设问2(回顾、铺垫)：什么叫合力？什么叫力的合成？合成遵循什么法则？合成遵循的原则是什么？力产生的效果是什么？
教师总结：如果原来几个力产生的效果跟一个力产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力．求几个力的合力叫做力的合成；力的合成遵循力的平行四边形定则。
设问3：什么是分力？什么是力的分解？分解遵循什么法则？
1．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的那个力的分力。
2．求一个已知力的分力叫做力的分解。
3．力的分解是力的合成的逆运算，力的分解遵循平行四边形法则。??
问题探讨1：如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形（如图）。这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力，而不像力的合成那样，一对已知力的合成只有一个确定的结果．那么要使一个力的分解是惟一的，对两分力有什么要求？
引导：①如果已知两个分力的方向，分力有几组可能的解？
②如果已知两个分力的大小，分力有几组可能的解？
③如果已知一个分力的大小和另一个分力的方向，分力有几组可能的解？
④如果已知一个分力的大小和方向，分力有几组可能的解？
讨论得出：要使一个力的分解有惟一解有下列可能：
①已知两个分力方向。
②已知一个分力大小和方向。
(设计理由――理解阶段形成学生探索性学习的主动性：
人对知识的获取不是被动地接受，而是由认知主体主动建构的，从认识论的角度看，就是指"把已经存在的，凌乱的、无序的东西，有规律的组建起来"。建构不是外界刺激的直接反应，而是通过已有的认知结构（包括原有知识经验和认知策略）对新信息进行主动加工而建构成的。这种学习更加强调学习的主动性、社会性、情景性、协作性。
本节课通过对什么叫合力？什么叫力的合成？合成遵循什么法则？合成遵循的原则是什么？力产生的效果是什么？等问题的回顾，什么是分力？什么是力的分解？分解遵循什么法则？等问题的讨论，使学生对力的分解部分的知识形成了主动构建的认知过程。又对如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形。这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力，而不像力的合成那样，一对已知力的合成只有一个确定的结果．那么要使一个力的分解是惟一的，对两分力有什么要求？的问题讨论拓展了学生的理性思维。使问题呈现成为学生的情感体验对象，绝不只是纯粹认知的静止知识点，成了学生心灵颤动的一种传递物。)
设问4：对一个具体的分解如何确定两个分力的方向？(引导学生根据力的作用效果(压、拉)来确定两个分力的方向。)
1．演示实验：将图中球的重力进行合理的分解．
(通过在物体和档板间增加海绵来放大形变效果，这本身也是一个很好的实验手段。)
结论：重力的效果是使物体垂直压档板和斜面。
2．感知力的作用效果实验：
实验过程：将橡皮筋套在中指上，将铁钉与橡皮筋连接，钉尖端卡在手心处，用另一只手向下拉铁钉与橡皮筋的连接处，体会一下向下的拉力F产生的效果？
? ?
教师总结并分析：图中拉力F分解成F1和F2，F1压缩铁钉，F2拉伸橡皮筋。尽管力的分解没有确定的结果，但在解决具体的物理问题时，一般都按力的作用效果来分解。
问题探讨2：如何具体地确定两个分力的大小？(解析法、图示法)
例1：将一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，重力产生的作用效果如何？
学生分析：效果一：使物体沿斜面下滑。效果二：使物体紧压斜面。
大小为：F1=Gsinθ，F2=Gcosθ。?
分析讨论：?
当斜面倾角θ增大时，分析F1和F2如何变化？随θ角的增大，F1增大，F2减小。
解释：高大的桥为什么要造很长的引桥？公园的滑梯为什么较陡？
例2：用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯如果BC绳处于平，AB绳与水平夹角为60°，求绳AB和BC所受的拉力。（g＝9.8N/kg）
总结：求解分力大小时可用解三角形的方法和图示法。作图法直观、但误差较大，特殊角度时用计算法，精确、简便。
呼应：
A、对逆风行舟现象的解释
B、“对四两拨千斤”
探索性实验：利用直尺、钩码大致地测量出棉线的最大拉力。
(设计理由――应用阶段满足学生体验的欲望，培养学生尝试、创新的主动性：
心理学家马斯洛认为，?人经常要去实现自己的全部潜能或需要，“能力要求被运用，?只有发挥出来才会停止吵嚷。”他的观点的含义是，个人在不排斥他人，不侵犯他人的原则下渴望充分发挥自己，充实自己，?达到自我实现──成为自己想要成为的完整的个性。而创造能力的发挥，便是自我实现者潜能的最高表现。?现代教学论特别重视的是学生在自己的知识和经验水平上进行的创造性活动，?或进行具有创造性活动的倾向，对这种活动与倾向，教师应善于加以正确引导，?创设一个利于创造性活动的心理环境，实现多种心理特征的良好组合。
通过将橡皮筋套在中指上，将铁钉与橡皮筋连接，钉尖端卡在手心处，用另一只手向下拉铁钉与橡皮筋的连接处，体会一下向下的拉力F产生的效果？的体验性实验。将一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，重力产生的作用效果如何？的具体尝试。高大的桥为什么要造很长的引桥？公园的滑梯为什么较陡？对所学知识的具体运用。对“逆风行舟”现象、“四两拨千斤”的成功解释。利用直尺、钩码大致地测量出棉线的最大拉力的尝试。学生对所学知识的作用得到认同，在体验中、尝试中满足了自己的成功欲望，激发了对知识继续探求的动力。)
三、小结
1．力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的，但分力与合力是在相同的作用效果的前提下相互替换，在此意义上分解是唯一的。
2．力的分解是解决问题的一种手段，一个力应该怎样分解取决于解决问题的需要。
3．计算分力大小的主要方法是解三角形。
四、课后总结
我国长期以来形成的传统师生关系一直处于极不平等的状态下，教师不仅是教学过程的控制者、教学活动的组织者、教学内容的制定者和学生学习成绩的评判者，而且是绝对的权威。多年来，教师已经习惯了根据自己的设计思路进行教学，他们总是千方百计地将学生虽不大规范、但却完全正确、甚至是有创造的见地，按自己的要求"格式化"。所以以前走进中小学课堂，不难发现，课堂教学模式基本是灌输——接受，学生学习方式基本是听讲——背诵——练习——再现教师传授的知识。教师注重的是如何把知识结论准确地给学生讲清楚，学生只要全神贯注地听，把老师讲的记下来，考试时准确无误地答在卷子上，就算完成了学习任务。因此，教师对学生的要求是倾听、模练，听、模练，成为学生最重要的学习方法，教师在课堂上不断提醒学生：‘注意听。’，课后要求学生大量地练，尽管课堂也让学生处于主体地位，但学生的主体地位完全是被动的主体地位，尽管教师也使用启发式教学，但这种启发式教学完全是为教师顺利实施教学内容而设置的，所以学生完全处于一种被动接受的状态，这种教学模式使学生学习方法机械、呆板，靠死记硬背完成学业，当他们进入大学或参加工作后，明显地带有被动学习的特征，难以适应新的环境。
1992年在美国举行的亚太经济合作组织成员国（地区）教育部长会议提出，“课程标准是对我们希望学生在校期间应掌握的特定的知识、技能和态度的非常清晰明确的阐述。课程标准描述了一个社会或一种教育体系规定学生在不同年级、不同学科领域应该获得的成绩、行为以及个人的发展，以使学生为丰富完满的生活做好准备。”
我国现行课程标准与我国现行教学大纲不同，它强调教学过程中要贯彻：知识于技能；过程于方法；态度、情感和价值观，它更加强调教学过程中把学生作为主动的人而不是接受知识的容器，它描述的是学生的学习过程和结果，而不是限定教师的教学内容。它更强调学生对知识的建构和注重提升全体学生的科学素养。所以在《力的分解》一节教学时充分体现新课标思想呢？――将学生作为一个主动的人！
课件20张PPT。热烈欢迎专家指导设问1：为什么帆船可以呛风而行？力的分解南京师大附中 王小平设问2：什么叫力的合成？力的合成遵循什么定则？力的合成遵循的原则是什么？什么叫合力？ 如果原来几个力产生的效果跟一个力产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力． 求几个力的合力叫做力的合成 力的合成遵循的平行四边形定则 力的合成遵循等效原则。F1F2F设问3：什么是力的分解？分解遵循什么定则？什么是分力？ 如果几个力产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做那个力的分力． 求一个力的分力叫做力的分解。 力的分解遵循力的平行四边形定则 问题探讨1：如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形（如图）。 这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力，而不像力的合成那样，一对已知力的合成只有一个确定的结果．那么要使一个力的分解是具体意义上的，即惟一的，对两分力有什么要求？ ①如果已知两个分力的方向，分力有几组可能的解？②如果已知一个分力的大小和方向，分力有几组可能的解？FF1F2一组FF1F2O
一组③如果已知两个分力的大小，分力有几组可能的解？ 无解或两解或无数解④如果已知一个分力的大小和另一个分力的
方向，分力有几组可能的解？ 一解或两解讨论得出：要使一个力的分解有惟一解有下列可能：①已知两个分力方向②已知一个分力大小和方向设问4：对一个具体的力分解，依据什么确定两个分力的方向？ 1．演示实验：将图中球的重力进行合理的分解。 2．感知力的作用效果实验：
将橡皮筋套在中指上，将铁钉与橡皮筋连接，钉尖端顶在手心处，用另一只手向下拉铁钉与橡皮筋的连接处，体会一下向下的拉力F产生的效果？ 由以上讨论可知，对于一个具体的力而言，通过分析其作用效果，可以得到两个分力的方向，确定了唯一的平行四边形，实现了具体意义上的分解。问题探讨2：如何具体地确定两个分力的大小？ 例2：用一个5N的力竖直向下拉两根轻质的绳子AB和BC，如果BC绳处于水平，AB绳与水平夹角为60°，求：绳AB和BC所受的拉力？（g＝10N/kg） ABC解：F1=Fcot600=5√3/3NF2=F/sin600=10√3/3N讨论：还有其它方法吗？力的图示法总结：求解分力大小时可用解三角形的方法和图示法。图示法直观、但误差较大，特殊角度时用计算法，精确、简便。 巩固练习1：处在水平面上的物体受一个和水平面成θ角的大小为F的力的作用，求物体沿水平面和垂直于水平面的两个分力。解：F1=FcosθF2=Fsinθθ巩固练习2：求处于斜面上重为G的物体的重力的分力？解：G1=GsinθG2=Gcosθ解释：高大的桥为什么要造很长的引桥？
公园的滑梯为什么较陡？ 呼应：A、对逆风行舟现象的解释B、“对四两拨千斤” FTTθθT=F/(2cosθ)探索性实验：利用直尺、钩码测量出棉线的最大拉力。 利用上题结果：FTTθθT=F/(2cosθ) 通过测量原来绳长L0和绳刚断时两绳端间距L求得sinθ，从而得到cosθ。三、小结
1．力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的，但分力与合力是在相同的作用效果的前提下相互替换，在此意义上分解是唯一的。
2．力的分解是解决问题的一种手段，一个力应该怎样分解取决于解决问题的需要。
3．计算分力大小的主要方法是解三角形。 再见
