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《力的分解》教学设计

崇义中学刘华生

三维目标

一、知识与技能：

（1）认识力的分解同样遵守平行四边形定则，可以有无数组解。

（2）知道力按作用效果分解，并能根据具体情况运用力的平行四边形定则或三角形定则，根据几何关系求解分力。

二、过程与方法：

（1）在过程中观察合力与分力关系，会分析物体受力及作用效果。

（2）通过具体实例，了解力的分解。

（3）知道某些情况下，分力可以比合力大，而且可大很多。

三、情感态度与价值观：

培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度。

教学重点

力的平行四边形定则的应用，按效果进行力的分解。

教学难点

力作用效果的确定，力的分解。

教具：

橡皮筋、钩码、刻度尺、多媒体等

课时安排

1课时

【教学过程】

一、复习力的合成：

前面我们学习了怎样求共点力的合力，即力的合成。

我们知道力的合成遵守平行四边形定则：

如实验展示：（简单演示力的合成实验，并实物投影说明）

合力与分力。特点：效果相当，

平行四边形定则。（如果用表示两个共点力（分力）的线段为邻边作一个平行四边形，则两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向）

设问：合力是几个力的合成，是不是合力总比分力大？由已知力怎样求出分力？

引入：

我们先来体验一下：

1．请同学们用桌上的橡皮筋和一个200g的钩码做一个小实验。将钩码挂在橡皮筋的中点C，先将橡皮筋的两端A、B慢慢靠拢，再将A、B两端逐渐分开，观察在此过程中橡皮筋的长度，是否变化，感受力的变化？（全体学生操作，观察，感受）（拉开时分力变大，合力不变）

2．请两位男同学和一位女同学上台表演。（拔河比赛）两个力气大的男同学使劲拉一根绳子，彼此都想把对方拉过来，但……，上来一位女同学在绳中间一拉，可以看到……，为什么？

3．演示“一指断线”（器材说明，操作说明）

人字型支架，夹角较大时，用指力可以将铁丝拉断，为什么会这样？

为了回答上面的问题，我们必须知道力的分解。

这节课我们先探究一下如何进行力的分解。

二、探究力的分解

问：1．力的分解是否也遵守平行四边形定则？

2．将一个已知力分解为两个分力可以怎样分解，有几种分法。

下面我们分三组分别进探究。

各组探究5分钟，请一名代表上台代表本组说明探究结果。

小结各组情况汇总结论有：

1．将一力分解成两个力，这两个力再合成，合力就是原来的力。可见：力的分解是力的合成的逆运算，也遵循力的平行四边形定则。

2．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。

3．在解决具体的物理问题时，一般都按力的作用效果来分解。即按力的效果确定好分力的方向。

问：分力的大小怎样求解？合力一定比分力大吗？再分组探究。（上课时，老师做的一些实验，请分析分力与合力的关系）提示：可以用力的图示说明。

各小组实践、讨论交流、分析、画图说明。（各组5分钟）请一名学生代表上台，说明，提醒可以先在下面画好图，投影说明。

汇总小结：

4．利用平行四边形定则，可以确定合力与分力关系。

5．通过作图发现，分力可以大于原来力。

下面将大家分析的结果用于实际问题。请大家一同分析。

三、力的分解的应用

例题1：一质量为200Kg的物体，放在仰角为＝的斜面上，求物体所受的重力沿平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力。（全体学生完成，请学生上台投影讲评）

分析：重力沿斜面和垂直于斜面的分力，分力方向确定，则答案唯一，由平行四边形法则，可对重力分解。

例题2：一个大人拉着载有两个小孩的小车匀速前进。大人的拉力为135N，拉杆与水平地面成＝，使小车前进的动力有多大？

（请学生说明分析求解过程，投影显示）

动力： 

方向：水平向前

例题3：如下图三角架，AB段水平，BC段与竖直方向成53°角，B端挂有一个重3N的物体，B点受到一个F＝3N方向向下的作用力，试将此力分解，求其两个分力。

分析：由探究知，F可以分解成沿AB方向的拉力，和沿BC方向的压力。

作平行四边形，由几何关系，可求出F1＝4N（方向A指向B）F2＝5N（方向由B指向C）。

通过以上实例探究及分析，我们基本知道如何求分力，一般是根据力的作用效果确定分力的方向，再作力的平行四边形或力三角形，由几何关系求出分力。

四、课堂小结

（1）力的合成与分解都遵循平行四边形定则。

（2）求一个已知力的两个分力的任意解是无数的。

（3）实际应用中，分解一个力，常根据这个力的实际作用效果来确定分力的方向。再由几何关系求两个分力的大小。

（4）分力可以比合力大。（有条件）

五、课外探究实践与思考

（1）放在有挡板的斜面上的金属圆柱体对两接触面的作用效果如何，怎样分解重力。改变挡板放置的角度又如何？

（2）讨论分析：已知一个分力的大小，另一个分力的方向，求前一个分力的方向，另一个分力的大小。

六、教学反思

本节内容传统教学方法有：教师举例，学生讨论分析进行解答，教师进行点拨。本节课可以让学生做一个小实验：用拇指和中指顶住一端削尖的铅笔，笔的中部吊一小重物。让学生感知力的作用效果，从而确定两个分力的方向，使教学达到水到渠成的效果。        

《力的分解》教学设计分析说明

本节内容是高中学生物理学习时的一个重难点，也是初中与高中物理的一个台阶。力的分解是力的合成的逆运算，其中运用的平行四边形定则是本节的重点，既承接了力的合成，又为数学向量的运算奠定一定的基础。而且教学内容也是高中阶段培养学生良好学习习惯和锻炼解决物理问题能力的有效载体，所以可以从下面几点对教学功效进行挖掘：

     1、在教学过程中重现生活中的物理现象。传统教学方法有：教师举例，学生讨论分析进行解答，教师进行点拨。本节课可以让学生做一个小实验：用拇指和中指顶住一端削尖的铅笔，笔的中部吊一小重物。让学生感知力的作用效果，从而确定两个分力的方向，使教学达到水到渠成的效果。        

    2、培养学生抽象思维能力，同时加强作图训练。图象法是高中阶段解决许多物理问题的简便手段，但是在应用时要求很高。因此在本节教学过程中，就要加强作图训练，新课的教学中也有许多相关的内容，同时可利用信息化教学找到许多作图的练习。在作图时老师要有意识地指导学生，发挥学生主体作用，训练学生作图的基本功，为后续学习打下稳定基础，并提高学生研究和解决问题的能力，更重要的是可以提高学生的抽象思维能力。       

    3、初步介绍等效替代思考方法。力的分解是当几个力的作用效果与一个力的作用效果相同时，可以用几个力来代替一个力的作用效果。这种等效替代的方法是研究物理问题的一种常用方法。本节课的内容就能很好地培养学生的这种思考方法。        

4、渗透对立统一的观点。力的分解与合成互为逆运算，这就是对立性，但同时它们都遵循平行四边形法则，这就是统一性的表现，利用这一规律向学生渗透矛盾对立统一的思想。       

5、通过习题的练习，拓宽学生思维的广度，培养学生利用理论知识解决实际问题的能力。高中物理有许多习题涉及多种解法，通过训练能有效地拓宽学生思维的广度，而且不少习题还涉及数学中的极值问题与三角函数和几何知识等内容，通过习题的练习能有较提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。