1、5力的分解教学设计一、教材分析：力的分解是高中物理人教版必修一第三章的第五节，是在学习了力的合成之后编排的。力学是整个高中物理教学的重点之一，是进一步学习其它物理知识的基础，而在力学中力的分解和力的合成是处理力的两种基本方法是我们以后学习静力学和动力学的基础，也是对矢量概念及矢量的计算的进一步加深。所以说本节内容具有基础性和预备性，因此力的分解这节课在整个高中物理教材中的地位是显而易见的。二、设计理念：本节课我自始至终坚持以学生为课堂主体，教师紧紧围绕本节课的重点逐步引导学生进行观察、分析、归纳、体验等活动发挥课堂主导作用的理念。首先通过做游戏创设情境、设置问题，使学生带着问题，带着好奇心进入
2、课堂，这样学生就会对本节课产生浓厚的兴趣，其次本着由浅入深，由简单到复杂的认知规律从生活中逐渐提炼出高中物理中常见的三种模型并采用不同方法进行分析总结，最后要求学生用所学的物理知识解释游戏中的问题，并能更深入地解决生活中一些较为复杂的现象，这样既达到了首尾呼应的完整效果又充分体现了学习物理是要服务于生活，学有所用的设计要求。三、教学目标1、知识与技能（1）理解分力的概念，强化“等效替代的物理思想”,知道力的分解是力合成的逆运算。（2）初步掌握根据力的效果进行分解的方法.（3）会用平行四边形定则进行作图并计算力的大小。2、过程与方法（1）强化“等效替代”的思想。（2）培养学生观察实验并能得出简单
3、结论的能力。 (3 ) 应用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题。（4）训练学生用数学工具解决好物理问题的意识和能力。3、情感态度与价值观（1）培养学生注意观察研究周围事物热爱生活的好习惯（2）使学生知道物理来源于生活又可以服务于生活，（3）使学生能有将所学知识应用于生产实践的意识和勇气。四、学情分析：学习力的分解对于刚进入高一的绝大部分学生都是有一定困难的。造成学生学习困难原因有：首先，学生的年龄较小理性思维还不是很成熟；其次，从代数运算思维转化为矢量运算思维，导致多解问题出现，学生会比较迷茫，不知道究竟如何分解一个力；另外有一部分学生的数学运算能力较弱，这对求解物理问题来说也是有一定障
4、碍的。五、教学重点、难点根据力的实际作用效果，利用平行四边形定则进行力的分解。六、教学方法：演示引导，合作探究,亲身体验,分析归纳等七、教具准备：录像资料，多媒体课件，台秤，橡皮条，弹簧，小木棒，钩码，传感器等。八，教学结构流程图:新课引入斜面上物体重力效果探究根据力的作用效果确定一个力的两个分力方向斜面上物体重力分力大小的确定猜想：平行四边形定则验证：计算结果与实验结论在误差允许的范围内近似相等学生合作交流分析讨论得出结论学生分组实验。不同的重物，不同的倾斜角进一步进行验证得出力的分解确实遵循平行四边形定则事例分析二：三角形支架模型事例分析三：小的合力能产生大的分力课堂小节作业布置九，教学过
5、程：活动1【活动】课堂引入及实例分析一 师：同学们,大家知道咱们宁夏被誉为赛上明珠,在这里有许多的著名景区,比如:有神秘的西夏王陵,古老的水洞沟,记载着人类文明史的贺兰山岩画等,可我最喜欢的则是既有西北风光之雄奇,又有江南景色之秀美的沙坡头,下面就让我们一起走进沙坡头(播放沙坡头视频)。大家在欣赏沙坡头的美景之时，看到游客坐在沙板上与沙板一起加速下滑，是什么力产生了使人沿斜面向下加速下滑的效果呢？当我们学习了本节课力的分解大家就知道了(引出课题)师：我们可以把人在沙坡上下滑的情景转化为这样的物理模型（给出斜面上放物体的图片）放在斜面上的物体的重力究竟能产生哪些作用效果呢(给出任务一:探究斜面上
6、物体的重力产生的效果)，大家用课桌上的实验器材四人一小组开始探究。（学生进行分组探究放在斜面上的物体的重力产生的作用效果：(1)木板上挂有橡皮条的；（2）木板上，没有挂橡皮条的。）师：请大家停下来，王少娟你来谈谈实验探究结果王少娟：我们组经过探究发现，斜面上物体的重力能将斜面压弯同时将橡皮条拉长了，因此我们认为物体的重力产生了垂直压斜面的效果和沿斜面向下拉橡皮条的效果。师：很好。那么木板上没挂橡皮条的同学会探究出什么结果呢？请张云容回答张云容：我们把物体放在斜面上时发现斜面被压弯了，同时物体能够沿斜面下滑，说明物体的重力产生了垂直压斜面和沿斜面向下两个效果。师：（教师一边演示一边讲解）我们把物
7、体放在木板上确实看到木板被压弯了，橡皮条被拉长了。我们能否用两个力来替代重力的这两个效果呢？我们可以做这样的设想：用力G1垂直压木板让木板压弯到刚才的程度，用平行与斜面的力G2拉橡皮条让橡皮条拉长到刚才的长度，如果G1，G2同时存在，就可以完全替代重力。通过上节课的学习我们知道重力G就是G1,G2的合力，求合力的过程就叫力的合成，力的合成遵循平行四边形定则，反过来G1,G2就是重力的两个分力，求分力的过程就叫力的分解（教师写出板书：一，力的分解1，定义）师：通过刚才的探究发现斜面上物体的重力能产生垂直斜面向下和沿斜面向下的两个效果，这就是重力的两个分力的方向，也是我们通常确定一个已知力分力方向
8、的方法。(给出:根据一个力的作用效果确定它的两个分力方向)（教师边演示边讲）如果我们把物体所受斜面的摩擦受力忽略不计，那么物体的重力沿斜面向下的分力就与橡皮条的拉力是一对平衡力，垂直斜面向下的分力与支持力是一对平衡力,如果我们想知道至少用多大的沿斜面向上的拉力才能将物体拉住，或多大的力才能将物体支撑住,我们就需要计算出重力的两个分力大小，从而选择合适的绳子,和斜面,那么用什么方法来确定分力的大小呢？(任务二:探究确定分力大小的方法1猜想:平行四边形定则;2,验证(1)计算(2)实验测量)大家可以猜想一下，段伟你的猜想是什么？段伟回答：应该是平行四边形定则师：为什么做这样的猜想？段伟回答：因为力
9、的分解是力的合成的逆运算，也应该遵循相同的运算法则。师：段伟说确定分力的大小可以用平行四边形定则，这只是一种猜想，这种猜想是否正确呢？下面我们一起通过实验探究活动来进行验证。如果力的分解遵循平行四边形定则，那么我们就以表示合力的线段为对角线作平行四边形，与合力共点的一组邻边就表示两个分力的大小。（一边讲一边将图作出来）设这个物体重为4.0牛顿，斜面的倾斜角为300，大家一起来计算一下重力的两个分力的大小（G1=Gsin300=2.0牛，G2=Gcos300=3.46牛）。现在我们用实验法进行验证这种猜想是否正确。这是一个倾斜角为300的斜面，上表面我放置了一块玻璃，非常的光滑，小车放上时摩擦力
10、很小，我们可以忽略不计。这是一个拉力传感器，当传感器上有拉力时，通过采集器就会将信息传给电脑，电脑就会将拉力的大小显示出来。用传感器之前要先调零。（边进行调零工作）调零之后，我们把物体挂在传感器的挂钩上，竖直静止时，读出物体的重力4.0牛顿，我们把物体放在斜面上之前也要先对台秤进行调零，（进行调零工作），当有力压在斜面上时台秤会有对应的示数，台秤称量的是质量，所以要把读到的数乘以9.8才是台秤所受的压力。现在把物体放在斜面上，上端挂在传感器上。稳定之后大家读出台秤和传感器上显示的示数，发现与我们通过平行四边形定则计算出的结果很接近，在误差允许的范围内，这两组数据是相等的,当然我们不能根据一组数
11、据就来下这个结论，各小组再利用课桌上的实验器材继续探究斜面的倾斜角分别为30度,45度和60度时的情况,将计算结果和测量结果分别填在实验表格里.。我们来展示几组同学的实验结果,由实验结果大家可以看出什么规律呢?李佳琳回答:放在斜面上的物体的重力沿斜面向下和垂直斜面向下的两个分力大小从计算和实验测量的结果来看是近似相等的,说明力的分解确实遵循平行四边形定则师:还能看出什么规律呢?生:沿斜面向下的分力大小随着斜面的倾斜角的减小而减小,垂直斜面向下的分力随着斜面的倾斜角的减小而增大.师:大家总结的非常好.由计算结果和实验结果我们看出在误差允许的范围内结果是相等的这就说明前面我们猜想力的分解遵循平行四
12、边形定则是正确的(给出力的分解法则:遵循平行四边形法则)同时我们也总结出,斜面上物体的重力产生的垂直压斜面和沿斜面向下拉物体的效果与斜面的倾斜角有关，并且倾角越小重力沿斜面向下的分力就越小，这个规律在实际生活有极为广泛的应用。请同学们用这个规律来解释滑梯为什么需要倾斜角大而上山的公路为什么要盘旋而上呢?请高玲来回答。高玲答：因为滑滑梯时希望下滑的快一些，斜面的倾角大重力沿斜面向下的分力大，动力也就大了，下滑的也就会快些；而上山时坡度小会使车沿斜面向下的分力小，阻力就小，上山就会容易些。师：类似的例子还有，我们经常看到高大的立交桥都需要修建很长的引桥就是为了减小斜面的倾斜角从而减小汽车上桥时的阻
13、力。师：通过对斜面上物体的重力的分解同学们总结一下分解一个已知力的步骤？请张永亮来回答张永亮答：首先要画出已知力的示意图，其次通过确定已知力的作用效果来确定两个分力的方向，最后以表示已知力的线段为对角线作平行四边形确定分力的大小。 活动3【活动】实例分析二 师：不同的力在不同的情景中产生的作用效果也不相同。下面我们看生活中常见的另一情景-塔吊。在塔吊上有绳子斜向上拉横梁,这绳子会起到什么作用呢?物体挂在横梁上会产生什么样的作用效果大家一起来体验一下（提问一位学生，谈谈感受）生：挂上物体后手指又被沿绳往下拉的感觉,手掌有被往里顶的感觉,师：拉力产生了哪些作用效果呢？它的分力方向如何确定呢？生：拉
14、力产生了两个效果一个沿绳向下,一个沿木棒向右,于是就确定这两个方向就是拉力的两个分力的方向师这种感觉准确吗?我们来验证一下，在这个三角支架上面我用橡皮条连接，在横梁的末端也有一条橡皮条。当我把重物挂上时，请大家仔细观察，发现上方的橡皮条被拉长了，下方的橡皮条被顶了出来，这说明在三角支架上挂上物体后，对横梁产生的竖直向下的拉力的确产生两种效果，一是沿橡皮条向下，二是沿横梁向里的效果，大家的感觉是准确的。这就是拉力的两个分力的方向，根据给出的已知量大家在学案上作出拉力的分解图并算出两个分力的大小。（学生开始作图，教师巡视，进行个别辅导）师：请李雷昊男来展示他作的结果李雷昊男进行讲解：在三角支架上挂
15、上物体后，竖直向下的拉力会产生两种效果，一是沿橡皮条向下，二是沿横梁向里的效果，这就是两个分力的方向，然后就以表示F的线段为对角线作出了平行四边形，与F共点的一组邻边就是F的两个分力，然后我们利用解三角形就将两分力的大小算出来了。师：很好。我们一起再来看一下规范作图的过程。(给出作图的过程） 活动4【活动】实例分析三 师;为了更好地掌握根据力的作用效果分解一个力.下面我们来观看同学们的课前拔河比赛(播放拔河视频)通过观看拔河比赛我们发现在第三局中力气较小的女生尽然将力气比她都大的男生拉动了，这时为什么？下面我们来体验当合力的大小一定，它的分力大小与两分力间的夹角有什么关系？我们用课桌上的器材来
16、一起体验（老师与学生一起做）在两端带有橡皮条的细绳中间挂上钩码，用两根手指将橡皮条竖直提起，然后慢慢分开手指，随着两绳间的夹角逐渐增大，同学们观察橡皮条的长短变化，来推断橡皮条上拉力的大小变化情况，从而就可以判断出重力的两个分力大小变化情况，下面大家就根据自己的观察和体会在学案上画出钩码重力的分解图。（学生作图，教师巡视，个别辅导）师：请丑鸿俊给大家讲一下。丑鸿俊进行分析讲解：钩码的重力产生了沿两边橡皮条向下拉橡皮条的效果这就是钩码重力的两个分力方向，以表示重力的线段为对角线作出平行四边形，就可以确定重力的两个分力了，如果分力夹角增大通过作平行四边形发现分力也增大了师;当分力间的夹角趋近与平角
17、，分力会趋近与多大呢？丑鸿俊答：无穷大。师：分析的非常好。根据这一结论，就你参加的第三局拔河比赛你分析一下，你们两个力气大的男生怎么就被力气小的女生给拉动了呢？丑鸿俊答：在女生拉绳的瞬间，两边绳的夹角比较大，女生的力虽小但可以沿绳产生很大的分力，所以我两个被拉动了。师：丑鸿俊虽然在第三局比赛中失利了，可他能从失败中找原因，这种精神是难能可贵的，也我们走向成功的必经之路。利用一个较小的合力能产生很大的分力这一结论，还可以解决我们生活中遇到的一些困难（播放拉车视频）所以学好物理用好物理会使我们化小力为大力，用四两拨千斤达到事半功倍的效果。师：在三人拔河比赛和拉车中我们都利用了小力能产生大力，有时候
18、我们就要避免这种现象的出现，比如架电线时电线不会拉的很紧请用我们刚学的知识来解释一下,请王兴来解释.王兴答：如果电线拉得太紧，电线自身的重力就会在电线上产生很大的分力，就可能会将电线拉断。师：分析的非常好。同样的事例有晾衣绳也不应该拉得太紧，否则在绳上挂衣服时，绳上就会产生很大的分力容易将绳拉断。所以我们学好物理,掌握其中的原理可以更好的服务于我们的生活.活动5【讲授】结束语师：本节课的学习到此结束，同学们来总结一下这节课我们学习了哪些知识和方法？请李佳琳来总结一下。李佳琳答：通过这节课我们首先学习了力的分解的概念；其次学习了力的分解遵循平行四边形定则；最后学习了利用力的作用效果分解力的过程师：是的。我们这节课主要是通过三种模型总结出了一种思想两种方法：等效替代的思想，根据力的作用效果确定分力的方向的方法和根据平行四边形定则确定分力的大小的方法作业布置：同学们知道帆船是可以逆风航行的，今天的作业就是通过查阅资料来根据力的分解合理的解释帆船怎么将逆风转化为动力从而航行的。活动6【讲授】板书设计 板书设计：5 力的分解一、力的分解定义：求解分力的过程叫力的分解二、力的作用效果： 确定分力的方向三、作平行四边形： 确定分力的大小
