高中物理“力的分解”教学设计“力的分解”教学实施方案

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资料交流 “力的分解”教学设计
广东省湛江市第二中学　田野524005
【课标要求】

通过实验把握力按作用效果进行分解的方法，根据力的合成与分解分析解决日常生活中的问题。

【教学目标】

●知识目标：

（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。

●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。

●情感目标：

培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度。

【教学设计思想】

加强师生互动，以学生为中心老师做好引导工作，培养学生自主学习能力，注重提高学生实践、观察、分析、思考物理问题的能力。

【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。

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【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。

第一组：器材：200g钩码、橡皮筋、刻度尺，探究钩码重力与两端拉力的关系。

第二组：器材“一指断铁丝”演示仪。探究指力的分解，分力是否能大于合力。

第三组：器材：拖绳。探究演示（拔河比赛）中的分力与合力关系。

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。

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“力的分解”教学实施方案



江苏省南京师大附中　王小平

【教学目标】

●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】

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】

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】

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。

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。

（通过在物体和挡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挡板和斜面。

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。

呼应引入新课时遗留的问题：

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。

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。