力的分解

《力的分解》教学设计
一、基本说明
教学内容
1）所用教材出版单位：人民教育出版社
2）年级或模块： 高一 必修1
3) 所属的章节：第三章第五节
4) 教学时间 45分钟
二、教学设计
1、教学目标：
知识与技能：
（1）理解力的分解的概念。
（2）初步学会按力的实际作用效果来分解力。
（3）初步学会用平行四边形或三角形定则求分力。
（4）初步学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。
过程与方法：
（1）通过本节学习感受实验是建立物理概念、探究物理规律的必由之路。
（2）通过用两个力等效地替代一个力，从而建立力的分解概念，感受等效替代在力的分解学习中的重要性。
情感、态度与价值观：
（1）通过联系生活实际情景，激发求知欲望和探究的兴趣。
（2）通过对力的分解实际应用的分析与讨论，养成理论联系实际的自觉性。
2、内容分析：
力学是整个高中阶段物理教学的重点之一，学好力学知识不仅是解决有关力学问题的根本，而且是进一步学习其他物理知识的基础；而在力学中，力的分解又是分析解决力学问题的基本方法。力的分解既是本章教学的重点，又是本章教学的难点。难在一个确定方向的力可以对应无数组分解的方法，力的分解不是惟一的，教材指出一个已知力要根据实际情况（实际需要）来进行分解。
3、学情分析
力的分解是力的合成的逆运算，在上节课的基础上，学生对于运算规律的掌握会比较快，难于把握的是把力沿什么方向分解的问题．因此教学中先通过实验让学生感知力的实际效果，根据实际效果确定两分力的方向，然后运用平行四边形定则进行分解．
4、设计思路
本设计先通过给学生观察一个认知冲突性实验现象，调动学生对这个新知识的兴趣，然后通过模拟实验来引出新课的知识。让他们从这个模拟实验现象中去观察力的作用效果，去思考沿什么方向分解力、总结归纳力的分解方法。然后在学完整个新知识后，再回到开头实验现象去。解决了引入问题后，又将目光投入生活情境中，用新知识去分析生活中的实际问题。而且在教学中不断穿插实验，始终使学生保持高昂的学习激情，使学生逐渐融入对物理知识的探究过程中，在高度浓厚的兴趣中顺利的接受新的知识。
教学用具：
作图工具：直尺，三角板
多媒体课件
演示器材：细棉绳，200g钩码几个，橡皮筋两根，绳套
学生探索器材：钩码，钢锯片
三、教学过程描述
（一）设计情景，引入新课
演示实验，制造矛盾：用一根绳可以悬挂起来的重物，用两根绳悬挂时绳却断了。
引入新课：这里面所包含的物理知识就是——力的分解。
说明：借此制造矛盾冲突，激发学生的兴趣，刺激学生求知欲望。
（二）新课教学
教师活动
学生活动
设计思路与意图
引导分析悬挂装置，得出力的分解的概念及遵循的物理规律
1.演示：给悬挂装置一个向下的拉力，并记下节点位置。请同学观察现象。
3. 教师：此时我们说这一个拉力同时产生了两个作用效果。
4.引导学生用两个力去取代这一个力。请同学们思考并操作实验。
6. 提出问题：① F1、F2与F是什么关系？②用合力、分力的概念给力的分解下定义应该怎么说呢？
8.合力与分力遵循什么规律？
10.这里F1、F2与F如何构成平行四边形？
12.还能够找其他的两个力来代替吗？
14.教师总结：同一个力可以分解为无数对大小，方向不同的分力。
提出问题：如果我们要求此时每段绳子承受的拉力，应该沿什么方向分解呢？
16.引导学生比较：拉力F的两个效果的方向与沿绳方向的关系。
18.教师总结：实际问题中我们通常根据力的作用效果来确定分力的方向进行力的分解。
19.若此时两绳夹角为120°，向下的拉力为50N，求作用在两绳上的拉力是多大？

21.引导学生观察平行四边形的一半，能不能用这一半来表示这三个力的关系呢？
23.教师总结：我们通常也用平行四边形的一半三角形来进行矢量的运算，这个就称为三角形定则。
24.从刚才的习题中我们发现分力可以与合力一样大，那么分力可不可以大于合力呢？怎样才能使得分力大于合力呢？
26.现在大家可以解释我们一开始所做的实验了吗？为什么用一根绳可以悬挂起来的重物，用两根绳悬挂时绳却断了？
2.观察结果：两根橡皮筋都被拉长了。
5.分别用两个力作用在两橡皮筋上，拉到同一节点位置。

7. ①F1、F2是F的分力；
　F是F1、F2的合力
②已知合力求分力。
9.平行四边形定则。
11.学生画出平行四边形。
13.改变两个拉力的方向一样可以将节点拉到同一位置。体会到：可以找到很多对拉力来等效替代原来的那一个力。
15.沿绳方向分解。
17.相同。
20.画出力的分解的示意图

由图可得：所得平行四边形为菱形
∴F1=F2=F=50N
22.学生画出三角形：

25.增加两分力的夹角，可以使分力大于合力。
27.当两绳夹角达到某一值时两绳上承受的拉力比一根绳时承受的拉力还要大。
用橡皮筋代替细绳，便于观察和分析。
培养学生的观察意识和表达能力。
感受实验是学习物理，分析物理问题，运用物理知识的重要手段。
教师在学生还没有接触“力的分解”这一概念时，就带领学生按照拉力的作用效果找出等效的两个分力。
强调根据力的实际作用效果分解。
通过解决实际问题得出矢量运算的三角形法则
解决开始提出的问题
结合生活进行实例分析
1.请同学们用钢锯片和钩码实验观察斜面上物体重力的作用效果，确定效果的方向，并将重力按效果进行分解；改变斜面倾角观察效果的变化。
然后提出问题：为什么在我们湘西山区修路不直接把路从山脚拉直到山顶，而要修很长很长的盘山公路？
（也可将该案例改为大桥的引桥或立交桥的引桥）
3.数学分析：
设斜面倾角为θ，物体重为G，请根据所画平行四边形写出两分力的表达式。
2.学生实验观察：
观察①：使钢锯片发生了形变，钩码沿锯片下滑。
根据两个效果画出平行四边形，找到两个分力。
倾角减小，观察下滑效果减弱，压斜面效果增强。
观察②：盘山公路可以降低坡度，即斜面倾角，分力F1减小，
上山时分力F1阻碍汽车前进，盘山公路减弱了上山的阻力；下山时分力F1使汽车速度加快，盘山公路让汽车不至于加速的太快，使汽车行驶更为安全、方便。
4.
F1=Gsinθ F2=Gcosθ
θ减小，F1减小，F2增大。
通过对实际生活中情景的分析与讨论，激发学生兴趣，并养成理论联系实际的自觉性。
通过模拟实验体会力的实际作用效果。感受实验是学习物理，分析物理问题，运用物理知识的重要手段。
学会用数学方法分析物理问题。
小结
引导学生对今天的课进行总结：
今天的课我们学到了什么？
1.什么是力的分解？
2.分解遵循的规律：平行四边形定则或三角形定则。
3.根据力的实际效果进行力的分解。按效果分解了拉力和重力。
（三）课后探究：
1、设置游戏情景：请两个男生用力拉着一根绳子的两头，再请一个女生通过绳子拖动两个男生。解析现象。
2、你能帮忙把陷入坑里的小车推（或拉）出来吗？你会怎么推（或拉）呢？

四、教学反思：
1．本节课的教学设计设法让学生体会到物理与生活的密切联系。在设计此课时，从生活中可以遇到的情况入手，制造矛盾冲突，引入新课；最后又利用所学知识解释生活中的一些现象，这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识，极大激发了学生学习物理的兴趣。
2．本设计充分体现教师的主导作用与学生的主体作用，每个环节都由提出问题入手开展教学，这一个个精心设计的问题，组成一个步步攀升的台阶，引领学生走向科学的殿堂。