§3、5力的分解
姓名 班级
一、学习目标：
1．了解分力的概念，清楚力的分解是力的合成的逆运算。
2．了解力的分解不是唯一的。
3．会按照力的作用效果对力进行分解。
4．能应用力的分解分析生产生活中的问题。
二、学习重点：
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。
三、学习难点：
力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。
四、学习过程：
任务一：了解力的分解，力的分解的法则
问题1、什么是力的分解？
问题2、力的分解与力的合成的逻辑关系是什么？
问题3、力的分解遵循什么法则？
任务二：掌握力的分解的多解性及唯一性的条件
问题1、已知力F（如图），把力F分解为两个分力F1和F2 。
思考：有几种不同的分解情况？
结论：________________________________________
问题2、（1）如左图所示，已知力F和两个分力F1、F2的方向画出两个分力的大小？
（2）如右图所示，已知力F和分力F1的大小与方向画出另一个分力的大小和方向？
总结：以上两种力的分解，在所给条件下只有__________________
思考：还有没有其他可以让力的分解唯一的条件？
任务三：探究按照力的实际作用效果对力进行分解
例1、如图所示，斜向上拉车的力F产生什么效果？如何分解斜向上的拉力？请在图中根据力产生的效果把拉力F分解成两个分力。如果F=300N，θ=600那么两个分力大小分别是多少？
例2、如图所示，把一个物体放在倾角为θ的斜面，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，应该怎样将重力分解？两个分力的大小各是多大？
理论联系实际
问题1、公园的滑梯倾角为什么比较大？
问题2、为什么高大的立交桥要建有很长的引桥？
【拓展探究】如图，重为50N的球，被一竖直光滑挡板挡住，静止在倾角为30°的光滑斜面上，试根据力的作用效果对物体所受重力进行分解，并求出两分力的大小和方向。
【体验探究】如图所示，杆BO水平，用铰链与竖直墙相连，可以自由转动，绳AO，OC连接在杆的一端，OC绳连接一重物，根据力的实际作用效果分解OC绳对O点得拉力。
五、本课小结：
【拓展探究】对下列力进行分解
六、巩固练习：
1、关于合力与其中两个分力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A、合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B、两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同
C、两个分力的大小之和就是合力的大小
D、一个力可以分解为任意大小的两个分力
2、放在光滑斜面上的木块实际受到的力有（ ）
A、重力和支持力
B、重力、支持力和下滑力
C、重力、支持力、下滑力和垂直斜面向下的力
D、支持力、下滑力和垂直斜面向下的力
3、一个竖直向下的180N的力分解为两个力，一个分力在水平方向上并等于240N，求另一个分力的大小和方向。
课后反思： 这节课你学到了什么知识？
这节课你掌握了什么方法？
这节课你还有什么问题吗？
课件17张PPT。力 的 分 解创设情境 求一个力的分力的过程叫做力的分解力的分解是力的合成的逆运算平行四边形定则任务一：了解力的分解，力的分解的法则进行新课 问题3、力的分解遵守什么定则？问题2、力的分解与力的合成的逻辑关系是什么？问题1、什么是力的分解？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．任务二：掌握力的分解的多解性及唯一性的条件 （2）如图所示，已知合力F，和分力F1的大小与方向画出另一个分力的大小和方向？（1）如图所示，已知合力F，和两个分力F1，F2的方向画出两个分力的大小。结论：在上述两种条件下力的分解只有一种情况作用效果 例1、如图所示，斜向上拉车的力F产生什么效果？如何分解斜向上的拉力F ？请在图中根据力产生的效果把拉力F分解成两个分力。假设F=300N，θ=600那么两个分力大小分别是多少？ F1F2F1=Fcos θ=150N任务三：探究按照力的实际作用效果对力进行分解 F1F2F2=Gcos θ方向垂直斜面向下F1=Gsin θ 方向沿斜面向下任务三：探究按照力的实际作用效果对力进行分解 滑梯的倾角θ较大，滑梯上的小孩儿就容易下滑 问题1、为什么滑梯的倾角往往设计得比较大？ 理论联系实际任务三：探究按照力的实际作用效果对力进行分解 问题2、大桥为什么要建很长的引桥？减小倾角，以减小重力在沿斜面方向的分力，以便汽车爬坡。任务三：探究按照力的实际作用效果对力进行分解 拓展探究如图，重为50N的球，被一竖直光滑挡板挡住，静止在倾角为30°的光滑斜面上，试根据力的作用效果对物体所受重力进行分解，并求出两分力的大小和方向。F1F2F1=Gtan300F2=G/cos300任务三：探究按照力的实际作用效果对力进行分解 一个较小的力，可以分解成两个较大的分力，分力的大小可以比合力大很多。对于同一物体产生相同的效果已知合力分力力的分解平行四边形定则没有限制条件同一个力可以分解为无数组分力求 解遵循本课小结 按照力的实际作用效果分解如图所示，杆BO水平，用铰链与竖直墙相连，可以自由转动，绳AO，OC连接在杆的一端，OC绳连接一重物，根据力的实际作用效果分解OC绳对O点得拉力。
体验探究自主探究ab谢谢指导趣味小实验
力的分解教学设计
一、教材分析：
“力的分解”是人教版物理必修Ⅰ第三章第五节的内容，是在学生学习了前一章“力的基础知识”及“力的合成”之后而编排的。由于分解法是处理力的运算的手段和方法。它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础。并且它对矢量运算普遍遵从的规律“平行四边形定则”作了更加深入的应用。所以说本节内容具有基础性和预备性。
二、学情分析：
学生通过前面知识的学习，已掌握了合力与分力的等效替代的方法，并通过力的图示法认识了力的平行四边形定则，为本节课的探究学习奠定基础。但本节课涉及到力的分解的多解性以及怎样按照力的作用效果对力进行分解，对学生来说是一个弱项，在这里应作为教学中的一个难点。
三、教学目标：
1.知识与技能：
（1）使学生在力的合成知识的基础上，正确理解分力的概念及力的分解的含义，知道力的分解遵守平行四边行定则。进一步强化“等效代替”的物理学思想和方法。
（2）使学生初步掌握根据具体的物理情境应用平行四边形定则进行力的分解的方法。
2.过程与方法：
（1）进一步强化“等效代替”的物理学思想和方法。
（2）培养学生的观察、实验能力和运用数学工具解决物理问题的能力。
3.情感态度与价值观：
（1）培养学生参与课堂活动的热情和将所学知识应用到生产实践的意识与勇气。
（2）联系实际，结合教材内容激发学生的求知欲望，培养学生研究周围事物的习惯
四、重点难点：
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。
难点：力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。
五、教法学法：
教学方法：针对本节课的内容、教学目标和现代高中学生的年龄、心理特点等，采用自主学习、问题导学、合作探究、分组讨论及归纳总结等教学方法。使学生主动、积极参与到学习中来，充分体现了学生的主体地位，让学生在动手探究的过程中体验成功的喜悦。
学法指导：①引导学生质疑。质疑在不好理解处，质疑在不好分析处，质疑在不好掌握处。②提供思维策略。用实际效果确定分力方向；用平行四边形定则确定分力大小。③教给分析方法。实际效果分析法，等效代替法。
六、教学过程：
课前准备：
（1）课前教师编制导学案，下发给学生，布置学生预习和查找资料。
（2）把学生分成小组,每组选出1-2名发言人，要求普通话好，声音洪亮，反映敏捷，以便课堂讨论和进行小组竞赛。
（3）挑选两名学生，课前做准备、教师给予指导，一人主持竞赛，一人计分。
（4）教师制作多媒体课件。
（一）创设情景、引入课题
步骤1:
播放视频，一个女同学，借助一条绳子可以轻松拉动两辆汽车。提出问题：为什么用一个小的力可以拉动汽车呢？
设计目的： 从学生参与的活动引入新课，是为了激发学生的好奇心，活跃课堂学习氛围，同时能培养学生学习物理的兴趣。
（二）提出问题、指导自学
步骤2：
教师出示下面三个问题，让学生在教师的指导下带着问题学习。[指导自学时一定要做到“四个明确”：明确时间(用几分钟)，明确内容(学习教材的第几页)，明确方法(在自学时要运用什么方法)，明确要求(在自学时要思考哪些问题，准备教师检查) ]
问题1、什么是力的分解？
问题2、力的分解与合成的逻辑关系是什么？
问题3、力的分解遵守什么定则？
设计目的：本题属于概念性问题，在学了力的合成的基础上通过前面的例子，以及学生自学课本完全能够得出答案，并且能较好的理解。
（三）合作探究、交流展示
步骤3：
用若干张透明的幻灯片，做出同一个力的图示，发给每个小组，要求每个小组把力分解成两个分力。然后幻灯片重叠会发现同一个力，不加任何限制条件，可以分解成无数组分力，从而理解力的分解的多解性问题。
设计意图: 通过此环节主要目的是让学生更好的掌握力的分解的多解性问题。使用这种方法,能够让学生更直观的接受力的分解的多解性。
步骤4：
对一个力的分解给出两个限制条件：
（1）如图所示，已知合力F，和两个分力F1，F2的方向画出两个分力的大小。
（2）如图所示，已知合力F，和分力F1的大小与方向画出另一个分力的大小和方向？采用同样的方法，让不同小组把分力画在幻灯片上，组合起来发现分解是惟一的。
设计意图: 通过此环节主要目的是让学生更好的掌握力的分解的唯一性问题。
（四）针对疑难、点拨指导
步骤5：
通过例题，理解并明确力的分解的依据是：根据力的实际作用效果进行分解。
例1、如图所示，斜向上拉车的力F产生什么效果？如何分解斜向上的拉力F ？请在图中根据力产生的效果把拉力F分解成两个分力。假设F=300N，θ=600那么两个分力大小分别是多少？
通过演示图中的处于水平台秤上的物体受斜向上拉力F的作用时秤的示数变化的实验，加深学生对力的作用效果的理解，从而突破疑难。引导学生总结出按效果分解的思路：根据力的实际作用效果，确定两分力的方向，然后应用平行四边形定则求解。
步骤6：
例2、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，应该怎样将重力分解？两个分力的大小各是多少？
设计意图:这一例题，主要是通过分组实验的方法，让学生感受到重力的作用效果，然后按照重力的作用效果，进行力的分解。
问题1、为什么滑梯的倾角往往设计得比较大？
滑梯的倾角θ较大，滑梯上的小孩儿就容易下滑
问题2、大桥为什么要建很长的引桥？
减小倾角，以减小重力在沿斜面方向的分力，以便汽车爬坡。
设计意图:这一过程中主要是通过生活中的实例来讲解力的分解的应用。让学生意识到物理既源于生活而又走向生活。
为了帮助学生消化理解新知识，把枯燥的知识带到生活中去，可设置这样两个问题让学生去讨论回答。
（五）迁移拓展，开放探究
步骤7：
如图，重为50N的球，被一竖直光滑挡板挡住，静止在倾角为30°的光滑斜面上，试根据力的作用效果对物体所受重力进行分解，并求出两分力的大小和方向。
通过实物演示的方法，让学生观察，重力的作用效果。
设计意图:本环节，通过重力按照不同的效果，分解为不同方向上的两组分力，给学生一个直观的感受，同一个力的分解，有时会有不同的结果，千万不要形成思维定势。
步骤8：回扣引入提出的问题：
（六）归纳总结，巩固练习
步骤9：
引导学生归纳总结出本节课的主要内容：
1.力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。
2.在具体情况中是根据力的作用效果确定两分力的方向，然后再利用力的平行四边形定则确定两分力的大小。
步骤10：巩固练习：
1、关于合力与其中两个分力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A、合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B、两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同
C、两个分力的大小之和就是合力的大小
D、一个力可以分解为任意大小的两个分力
2、放在光滑斜面上的木块实际受到的力有（ ）
A、重力和支持力
B、重力、支持力和下滑力
C、重力、支持力、下滑力和垂直斜面向下的力
D、支持力、下滑力和垂直斜面向下的力
3、一个竖直向下的180N的力分解为两个力，一个分力在水平方向上并等于240N，求另一个分力的大小和方向。
设计思路：依据---为巩固学生所学知识，为加深对本节课的理解，特设计此巩固练习环节。
第一题主要目的是巩固考察合力与分力的关系。
第二题主要考察分力与实际力的区别。
第三题具体考擦一个求力的分解的计算题，巩固学生所学的知识。
步骤11：
作业 布置一开放探究题：要求学生设计一实验测量棉线的最大拉力。实验器材不限，但要求学生把实验设计的器材、步骤都写出来。
设计意图：作业布置一道开放性实验探究，充分发挥学生的积极性，和创造性，在探究实验当中既能巩固学生本节课所学的知识，用能培养其独立思考，独立动手的能力。
七、板书设计：
力 的 分 解
概念 方法
1、力的分解 3、力的分解的多解性
2、平行四边形定则 4、按照力的实际效果进行分解
§3.5力 的 分 解
测 评 练 习
姓名 班级
l．物体沿斜面下滑时，常把物体所受的重力分解为（ ）
A．使物体下滑的力和斜面的支持力． B．平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力
C．斜面的支持力和水平方向的分力 D．对斜面的压力和水平方向的分力
2．把一个力分解为两个分力时，以下说法中正确的是（ ）
A．一个分力变大时，另一个分力一定变小 B．两个分力不能同时变大
C．两个分力不能同时小于这个力的一半 D．两个分力不能同时大于这个力的两倍
3．将一个力F分解为两个分力，下列分解方法中不可能的是（ ）
A．一个分力的大小与F的大小相同 B．一个分力与力F相同
C．一个分力垂直于F D．两个分力与F都在一直线上
4．关于合力和分力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．合力一定比分力大 B．合力可以同时垂直于两个分力
C．合力的方向可以与一个分力的方向相反 D．两个分力的夹角越大，它们的合力也越大
5．体育运动中包含着丰富的力学知识，如图所示，铁柱举起质量80kg的杠铃，双臂夹角为120°，g取10m/s2，则铁柱两臂对杠铃的作用力各为（ ）
A．400N B．I600N C．1N D．800N
6．图1-64中均质球的质量为m，各接触处均光滑，试根据球的重力对支持物所产生的作用效果确定分力的方向，画出力的平行四边形．
7．如图所示，物体重G=100N，并保持静止．绳子AC与BC分别与竖直方向成30°角和60°角，则绳子AC和BC的拉力分别为多大?
8．如图所示，一个重为G的小球用两根细绳OA、OB拴住处于静止状态，绳OA是水平的，求两根绳对小球的拉力．
9．如图所示，在倾角为的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面间搁有一个重为G的光滑圆球，试求该球对斜面的压力和对挡板的压力．
10．如图所示，光滑小球放在夹角为45°的墙壁和斜面之间，处于静止状态，则斜面对球的弹力与球的重力的大小之比为多少?墙对球的弹力与球的重力的大小之比又为多少?
11．如图所示，轻杆的一端A用铰链与竖直墙壁连接，它的另一端B用绳子连接至墙的C点，使轻杆保持水平，绳与轻杆的夹角为30°．在B端悬挂重10N的物体，求轻杆和绳子各自在B端受到的作用力．
