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《力的分解》教案(通用12篇)
在教学工作者实际的教学活动中,有必要进行细致的教案准备工作,编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点,进而选择恰当的教学方法。那么你有了解过教案吗?下面是小编为大家收集的《力的分解》教案,欢迎大家分享。

《力的分解》教案 1
教学目标
1、学生能说出分解力的方法
2、学生会用作图法求分力,并能根据作图法说出力的分解在理论上是无限的
3、学生能结合实际需要对指定力进行分解,会用直角三角形的知识计算分力的大小,能用作图法分析分力的变化
4、学生能结合问题体会力的分解在生活中的应用,体会力的分解是有用的
教学重难点
教学重点和难点
按照实际情况通过平行四边形定则分解指定的力成为本课的重点,而判定分力的方向则成为本课的难点。
教学过程
教学过程设计
(1)课题引入
实验演示,引入新课
教师演示:两个绳提起矿泉水瓶,一根绳也可以实现。复习合力分力概念,明确合成的规律。
问题引入:一个力提起重物,能否用两个力来代替。
设计意图:开门见山,为后续学习活动提供时间保障。
(2)引导学生发现,在活动中发现规律
2.1力的分解多样性的活动设计
问题引导:请同学们画两个力,用来替代事先画在投影片上的力。
学生活动:用彩笔把作图分解。完成作图后,将作图利用实物投影仪投影到屏幕上。
教师引导:作图是否正确?判断依据是什么?(满足平行四边形定则)
教师叠加不同分组展示并追问:都正确吗?你能得到什么结论?
设计意图:让学生在活动中体验力的分解满足平行四边形、力的分解的不唯一性,体现学生学习的主体性地位。
设计意图:实验器材常见,贴近生活。矿泉水瓶即便落地,破坏作用很小。通过活动,自然驱动学生对问题的探究。同时用定性分析替代定量计算,做到重点突出,难点分散。
实例四:角色扮演的`方式,巧拉汽车
问题情境:如何借助绳索和大树将陷入淤泥中的汽车拉出。小组合作讨论,并请三位同学模拟实验。
学生活动:一位扮演大树,一位扮演汽车,第三个人充当司机。
教师引导:直接拉可以吗?一个较小的力,能不能产生一个较大的分力作用效果呢?
设计意图:通过合作学习,体验力的分解是有用的。
2.3矢量的合成和分解定则
问题情境:某人向东行走了30m,又向北行走了40m,这个人的运动位移是多少?
学生活动:求解总位移,总结发现位移的合成也满足平行四边形定则。
师生总结有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量。
学生总结:位移、速度、加速度、力等物理量均为矢量,满足平行四边形定则的运算法则。而标量只需按照算术法则进行相加。
教师引导:平行四边形定则可以简化成三角形定则。通过在黑板上图解的方法让学生看出矢量求差的方法。
问题讨论:电流强度是矢量还是标量?
设计意图:矢量的核心要求是平行四边形定则进行分解或合成。是对早期矢量知识的升华,体现了循序渐进的渗透思想,需要学生在活动中加以体验。矢量减法可以适当降低要求。
《力的分解》教案 2
1、共点力的合成与分解
实验仪器:力的合成分解演示器(J2152)、钩码(一盒)、平行四边形演示器
教师操作:把演示器按事先选定的分力夹角和分力大小,调整位置和选配钩码个数;把汇力环上部连接的测力计由引力器拉引来调节角度,并还要调节拉引力距离,使汇力环悬空,目测与坐标盘同心;改变分力夹角,重做上边实验。
实验结论:此时测力计的读数就是合力的大小;分力夹角越小合力越大,分力夹角趋于180度时合力趋近零。
力的合成分解演示器:
教师操作:用平行四边形演示器O点孔套在坐标盘中心杆上,调整平行四边形重合实验所形成四边形,用紧固螺帽压紧,学生可直观的在演示器上看出矢量作图。
2、验证力的平行四边形定则(学生实验)
实验仪器:方木板、白纸、橡皮筋、细绳套2根、平板测力计2只、刻度尺、量角器、铅笔、图钉3-5个
实验目的:验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。
实验原理:一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点,所以F为F1和F2的合力。做出F的图示,再根据平行四边形定则做出F1和F2的合力F?的图示,比较F?和F是否大小相等,方向相同。
学生操作:
(1)白纸用图钉固定在方木板上;橡皮筋一端用图钉固定在白纸上,另一端拴上两根细绳套。
(2)用两只测力计沿不同方向拉细绳套,记下橡皮筋伸长到的位置O,两只测力计的方向及读数F1、F2,做出两个力的图示,以两个力为临边做平行四边形,对角线即为理论上的合力F?,量出它的大小。
(3)只用一只测力计钩住细绳套,将橡皮筋拉到O,记下测力计方向及读数F,做出它的图示。
(3)比较F?与F的大小与方向。
(4)改变两个力F1、F2的大小和夹角,重复实验两次。
实验结论:在误差允许范围内,证明了平行四边形定则成立。
注意事项:
(1)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计钩好后对拉,若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同,则可选,若不同,应另换,直到相同为止;使用时弹簧测力计与板面平行。
(2)在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差。
(3)画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外;要严格按力的图示要求和几何作图法作图。
(4)在同一次实验中,橡皮筋拉长后的.节点O位置一定要相同。
(5)由作图法得到的F和实验测量得到的F?不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F?符合即可。
误差分析:
(1)本实验误差的主要来源——弹簧秤本身的误差、读数误差、作图误差。
(2)减小误差的方法——读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录,两个力的对边一定要平行;两个分力F1、F2间夹角θ越大,用平行四边形作图得出的合力F?的误差ΔF也越大,所以实验中不要把θ取得太大。
3、研究有固定转动轴物体的平衡条件
实验仪器:力矩盘(J2124型)、方座支架(J1102型)、钩码(J2106M)、杠杆(J2119型)、测力计(J2104型)、三角板、直别针若干
实验目的:通过实验研究有固定转动轴的物体在外力作用下平衡的条件,进一步明确力矩的概念。
教师操作:
(1)将力矩盘和一横杆安装在支架上,使盘可绕水平轴自由灵活地转动,调节盘面使其在竖直平面内。在盘面上贴一张白纸。
(2)取四根直别针,将四根细线固定在盘面上,固定的位置可任意选定,但相互间距离不可取得太小。
(3)在三根细绳的末端挂上不同质量的钩码,第四根细绳挂上测力计,测力计的另一端挂在横杆上,使它对盘的拉力斜向上方。持力矩盘静止后,在白纸上标出各悬线的悬点(即直别针的位置)和悬线的方向,即作用在力矩盘上各力的作用点和方向。标出力矩盘轴心的位置。
(4)取下白纸,量出各力的力臂L的长度,将各力的大小F与对应的力臂值记在下面表格内(填写时应注明力矩M的正、负号,顺时针方向的力矩为负,反时针方向的力矩为正)。
(5)改变各力的作用点和大小,重复以上的实验。
注意事项:
(1)实验时不应使力矩盘向后仰,否则悬线要与盘的下边沿发生摩擦,增大实验误差。为使力矩盘能灵活转动,必要时可在轴上加少许润滑油。
(2)测力计的拉力不能向下,否则将会由于测力计本身所受的重力而产生误差。测力计如果处于水平,弹簧和秤壳之间的摩擦也会影响结果。
(3)有的力矩盘上画有一组同心圆,须注意只有受力方向与悬点所在的圆周相切时,圆半径才等于力臂的大小。一般情况下,力臂只能通过从转轴到力的作用线的垂直距离来测量。
4、共点力作用下物体的平衡
实验仪器:方木板、白纸、图钉、橡皮条、测力计3个(J2104型)、细线、直尺和三角板、小铁环(直径为5毫米的螺母即可)
实验目的:通过实验掌握利用力的平行四边形定则解决共点力的平衡条件等问题的方法,从而加深对共点力的平衡条件的认识。
教师操作:
(1)将方木板平放在桌上,用图钉将白纸钉在板上。三条细线将三个测力计的挂钩系在小铁环上。
(2)将小铁环放在方木板上,固定一个测力计,沿两个不同的方向拉另外两个测力计。平衡后,读出测力计上拉力的大小F1、F2、F3,并在纸上按一定的标度,用有向线段画出三个力F1、F2、F3。把这三个有向线段廷长,其延长线交于一点,说明这三个力是共点力。
(3)去掉测力计和小铁环。沿力的作用线方向移动三个有向线段,使其始端交于一点O,按平行四边形定则求出F1和F2的合力F12。比较F12和F3,在实验误差范围内它们的大小相等、方向相反,是一对平衡力,即它们的合力为零。由此可以得出F1、F2、F3的合力为零是物体平衡的条件,如果有更多的测力计,可以用细线将几个测力计与小铁环相连,照步骤2、3那样,画出这些作用在小铁环上的力F1、F2、F3、F4……,它们仍是共点力,其合力仍为零,从而得出多个共点力作用下物体的平衡条件也是合力等于零。
注意事项:
(1)实验中所说的共点力是在同一平面内的,所以实验时应使各个力都与木板平行,且与木板的距离相等。
(2)实验中方木板应处于水平位置,避免重力的影响,否则实验的误差会增大。
《力的分解》教案 3
一、应用解法分析动态问题
所谓解法就是通过平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况,作一些较为复杂的定性分析,从形上就可以看出结果,得出结论.
例1 用细绳AO、BO悬挂一重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上.悬点A固定不动,将悬点B从1所示位置逐渐移到C点的过程中,试分析OA绳和OB绳中的拉力变化情况.
[方法归纳]
解决动态问题的一般步骤:
(1)进行受力分析
对物体进行受力分析,一般情况下物体只受三个力:一个是恒力,大小方向均不变;另外两个是变力,一个是方向不变的力,另一个是方向改变的力.在这一步骤中要明确这些力.
(2)画三力平衡
由三力平衡知识可知,其中两个变力的合力必与恒力等大反向,因此先画出与恒力等大反向的力,再以此力为对角线,以两变力为邻边作出平行四边形.若采用力的分解法,则是将恒力按其作用效果分解,作出平行四边形.
(3)分析变化情况
分析方向变化的力在哪个空间内变化,借助平行四边形定则,判断各力变化情况.
变式训练1 如2所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将( )
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
二、力的正交分解法
1.概念:将物体受到的所有力沿已选定的两个相互垂直的方向分解的方法,是处理相对复杂的多力的合成与分解的常用方法.
2.目的:将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力,便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算,“分解”的目的是为了更好地“合成”.
3.适用情况:适用于计算三个或三个以上力的合成.
4.步骤
(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如3所示.
(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:
Fx=F1x+F2x+…
Fy=F1y+F2y+…
(4)求共点力的合力:合力大小F=F2x+F2y,合力的方向与x轴的夹角为α,则tan α=FyFx,即α=arctan FyFx.
4
例2 如4所示,在同一平面内有三个共点力,它们之间的夹角都是120°,大小分别为F1=20 N,F2=30 N,F3=40 N,求这三个力的合力F.
5
变式训练2 如5所示,质量为m的木块在推力F的作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为( )
A.μmg
B.μ(mg+Fsin θ)
C.μ(mg-Fsin θ)
D.Fcos θ
三、力的分解的实际应用
例3 压榨机结构如6所示,B为固定铰链,A为活动铰链,若在A处施另一水平力F,轻质活塞C就以比F大得多的力压D,若BC间距为2L,AC水平距离为h,C与左壁接触处光滑,则D所受的压力为多大?
例4 如7所示,是木工用凿子工作时的截面示意,三角形ABC为直角三角形,∠C=30°.用大小为F=100 N的力垂直作用于MN,MN与AB平行.忽略凿子的重力,求这时凿子推开木料AC面和BC面的力分别为多大?
变式训练3 光滑小球放在两板间,如8所示,当OA板绕O点转动使 θ角变小时,两板对球的压力FA和FB的变化为( )
A.FA变大,FB不变
B.FA和FB都变大
C.FA变大,FB变小
D.FA变小,FB变大
例5 如9所示,在C点系住一重物P,细绳两端A、B分别固定在墙上,使AC保持水平,BC与水平方向成30°角.已知细绳最大只能承受200 N的.拉力,那么C点悬挂物体的重量最
多为多少,这时细绳的哪一段即将被拉断?
参考答案
解题方法探究
例1 见解析
解析 在支架上选取三个点B1、B2、B3,当悬点B分别移动到B1、B2、B3各点时,AO、BO中的拉力分别为FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3,从中可以直观地看出,FTA逐渐变小,且方向不变;而FTB先变小,后变大,且方向不断改变;当FTB与FTA垂直时,FTB最小.
变式训练1 D
例2 F=103 N,方向与x轴负向的夹角为30°
解析 以O点为坐标原点,建立直角坐标系xOy,使Ox方向沿力F1的方向,则F2与y轴正向间夹角α=30°,F3与y轴负向夹角β=30°,如甲所示.
先把这三个力分解到x轴和y轴上,再求它们在x轴、y轴上的分力之和.
Fx=F1x+F2x+F3x
=F1-F2sin α-F3sin β
=20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 N
Fy=F1y+F2y+F3y
=0+F2cos α-F3cos β
=30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N
这样,原来的三个力就变成互相垂直的两个力,如乙所示,最终的合力为:
F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N
设合力F与x轴负向的夹角为θ,则tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33,所以θ=30°.
变式训练2 BD
例3 L2hF
解析 水平力F有沿AB和AC两个效果,作出力F的分解如甲所示,F′=h2+L22hF,由于夹角θ很大,力F产生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又产生两个作用效果,沿水平方向和竖直方向,如乙所示.
甲 乙
Fy=Lh2+L2F′=L2hF.
例4 1003 N 200 N
解析 弹力垂直于接触面,将力F按作用效果进行分解如所示,由几何关系易得,推开AC面的力为F1=F/tan 30°=1003 N.
推开BC面的力为F2=F/sin 30°=200 N.
变式训练3 B [利用三力平衡判断如下所示.
当θ角变小时,FA、FB分别变为FA′、FB′,都变大.]
例5 100 N BC段先断
解析 方法一 力的合成法
根据一个物体受三个力作用处于平衡状态,则三个力的任意两个力的合力大小等于第三个力大小,方向与第三个力方向相反,在甲中可得出F1和F2的合力F合竖直向上,大小等于F,由三角函数关系可得出F合=F1sin 30°,F2=F1cos 30°,且F合=F=G.
甲
设F1达到最大值200 N,可得G=100 N,F2=173 N.
由此可看出BC绳的张力达到最大时,AC绳的张力还没有达到最大值,在该条件下,BC段绳子即将断裂.
设F2达到最大值200 N,可得G=115.5 N,F1=231 N>200 N.
由此可看出AC绳的张力达到最大时,BC绳的张力已经超过其最大能承受的力.在该条件下,BC段绳子早已断裂.
从以上分析可知,C点悬挂物体的重量最多为100 N,这时细绳的BC段即将被拉断.
乙
方法二 正交分解法
如乙所示,将拉力F1按水平方向(x轴)和竖直方向(y轴)两个方向进行正交分解.由力的平衡条件可得F1sin 30°=F=G,F1cos 30°=F2.
F1>F2;绳BC先断, F1=200 N.
可得:F2=173 N,G=100 N.
《力的分解》教案 4
一、教学目标:
1、理解力的分解和分力的概念
2、理解力的分解是力的合成的逆运算,会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力。
二、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。
三、教学难点:
如何判定力的作用效果及分力之间的确定
四、教学用具:
有关知识的投影片
五、教学方法:
实验法、类推法
六、教学步骤:
(一)导入新课
在已知分力求合力时,可按平行四边形法则,惟一地求出平行四边形对角线所对应的合力。而在已知某力,将它分解为两个分力时,按平行四边形法则却可以有无数组解。但具体到实际当中如何分解呢?我们这节课就来学习力的分解。
(二)新课教学:
1、请同学阅读课本,回答:
(1)什么是分力?什么是力的分解?
(2)为什么说力的分解是力的合成的逆运算?
学生:某一个力F,可用F1和F2来代替,那这两个力叫F的分力。求一个已知力的分力叫力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算(因为分力的合力就是原来被分解的那个力),当然应该遵循平行四边形定则。
老师总结:分力与合力是在相同作用效果的前提下才能相互替换,所以在分解某力时,其各个分力必须有各自的实际效果,比如:形变效果,在这个意义上讲,力的分解是唯一的。
例1:放在水平面上的.物体受一个斜向上方的拉力F,这个力与水平面成θ角。
分析:
(1)力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果,那么副的两个分力就在水平方向和竖直方向上。
(2)方向确定,根据平行四边形定则,分解就是唯一的。
(3)如图所示分解F1=Fcosθ, F2=Fsinθ
例2:物体放在斜面上,那物体受的重力产生有什么样的效果。
由学生分析:
(1)G方向竖直向下,又不能下落。在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果;在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。
(2)两分力方向确定了,分解是唯一的。
(3)G1=Fsinθ, G2=Gcosθ
2、巩固性训练(出示投影片)
(1)如果图甲,小球挂在墙上,绳与墙的夹角为θ,绳对球的拉力F产生什么样的效果,可以分解为哪两个方向的里来代替F?
(2)如图乙,如果这个小球处于静止状态,重力G产生的效果是什么,如何分解重力G。
师生共评(1)a:球靠在墙上处于静止状态,拉力产生向上提拉小球的效果,向左紧压墙面的效果。分力的方向确定了,分解就是唯一的。
b:F的分力,在竖直方向的分力F1来平衡重力,在水平方向的分力F2来平衡墙对球的支持力。
c:F1=Fcosθ,F2=Fsinθ
师生共评(2):a:重力G产生两个效果,一个沿F1的直线上的分力G1来平衡F1,一个沿F2的直线方向上的分力G2来平衡F2。
b:∴G1= ,G2=Ctana
(三)、小结
这节课主要学习了力的分解。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。
(四)、作业
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)
七、板书设计:
力的分解
1、分力
2、分解遵循的定则
3、具体分解要据实际情况按力的作用效果进行分解。
《力的分解》教案 5
知识目标
1、能够运用力的平行四边形定则求解一个已知力的分力;
2、会用三角形法则求解力的分解;
能力目标
1、熟练掌握物体的受力分析;
2、能够根据力的作用效果进行分解;
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.
教学建议
重点难点分析
力的分解是力的合成的逆预算,是根据力的作用效果,由力的平行四边形定则将一个已知力进行分解,所以平行四边行定则依然是本节的重点,而三角形法则是在平行四边形定则的基础上得到的,熟练应用矢量的运算方法并能解决实际问题是本节的难点。
教法建议
一、关于力的分解的教材分析和教法建议
力的分解是力的合成的逆预算,是求一个已知力的两个分力.在对已知力进行分解时对两个分力的方向的确定,是根据力的作用效果进行的.在前一节力的合成学习的基础上,学生对于运算规律的掌握会比较迅速,而难在是对于如何根据力的效果去分解力,课本上列举两种情况进行分析,一个是水平面上物体受到斜向拉力的分解,一个是斜面上物体所收到的重力的分解,具有典型范例作用,教师在讲解时注意从以下方面详细分析:
1、对合力特征的描述,如例题1中的几个关键性描述语句:水平面、斜向上方、拉力,与水平方向成角,关于重力以及地面对物体的弹力、摩擦力可以暂时不必讨论,以免分散学生的注意力。
2、合力产生的分力效果,可以让学生从日常现象入手(如下图所示).由于物体的重力,产生了两个力的效果,一是橡皮筋被拉伸,一是木杆压靠在墙面上,教师可以让学生利用铅笔、橡皮筋,用手代替墙面体会一下铅笔重力的两个分效果。
3、分力大小计算书写规范.在计算时可以提前向学生讲述一些正弦和余弦的知识。
二、关于力的正交分解的教法建议:
力的正交分解是一种比较简便的求解合力的方法,它实际上是利用了力的分解的原理把力都分解到两个互相垂直的方向上,然后就变成了在同一直线上的力的合成的问题了.使计算变得简单.由于学生在初中阶段未接触到有关映射的概念,所以教师在讲解该部分内容时,首先从直角分解入手,尤其在分析斜面上静止物体的受力平衡问题时,粗略介绍正交分解的概念就可以了.
一、引入:
1、问题1:什么是分力?什么是力的合成?力的合成遵循什么定则?
2、问题2:力产生的效果是什么?
教师总结:如果几个力产生的效果跟原来的一个力产生的效果相同,这几个力就叫做原来那个力的分力.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.反之,求一个已知力的分力叫做力的分解。
引出课程内容.
二、授课过程
1、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.
教师讲解:力的分解是力的合成的逆过程,所以平行四边形法则同样适用于力的分解.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(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.一个力究竟该怎样分解呢?(停顿)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.下面我们便来分析两个实例.
2、力的分解按照力的作用效果来分解.
例题1:放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力的作用,该力与水平方向夹角为,这个力产生两个效果:水平向前拉物体,同时竖直向上提物体,,因此力可以分解为沿水平方向的分力、和沿着竖直方向的分力,力和力的大小为:
例题2:放在斜面上的物体,常把它所受的重力分解为平行于斜面的分量和垂直于斜面的分量(如图),使物体下滑(故有时称为“下滑力”),使物体压紧斜面.
3、力的分解练习(学生实验):
(1)学生实验
1:观察图示,分析F力的作用效果,学生可以利用手边的工具(橡皮筋、铅笔、细绳、橡皮、三角板)按图组装仪器、分组讨论力产生的效果,并作出力(细绳对铅笔的拉力)的分解示意图.
实验过程:将橡皮筋套在中指上,将铅笔与橡皮筋连接,铅笔尖端卡在手心处,体会一下铅笔的重力产生的效果,在铅笔上挂接上橡皮,思考拉力产生的效果?
教师总结并分析:图中重物拉铅笔的力常被分解成和,压缩铅笔,拉伸橡皮筋.
(2)学生实验2,观察图示,分析力的作用效果,用橡皮筋和铅笔重复实验,对比结论是否正确.
教师总结并分析:图中重物拉铅笔的力分解成和,压缩铅笔,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.
4、课堂小结:
探究活动
题目关于“杆的受力分解”与“绳的受力分解”研究
由于日常生活中,我们劳动、学习的工具一般以杆和绳子为主,其他的工具也可以依照其进行分析,研究“杆的受力分解”与“绳的受力分解”具有实践意义。有关内容可以参见备课资料中的“扩展资料”。让同学观察周围的力学工具,对比杆与绳子,分析说明各个物体的受力特点,与其有关的题目可以参见如下:
1、晾晒衣服的绳子,为什么晾衣绳不易过紧?
2、为什么软纸经过折叠后,抗压性能提高?对比拱桥的设计,有什么感想?
《力的分解》教案 6
【教材分析】
本节内容是人民教育出版社出版的高中物理必修一第三章 《相互作用》中第五节《力的分解》,是继第四节《力的合成》后,对力的矢量性、合力和分力的关系、力的平行四边形定则的进一步加深理解和应用,是本章的一个重点。具体内容有力的分解的概念、力的分解的法则、在实际问题中分解力的方法、唯一解的条件、矢量相加的法则等。应分为两课时学习,本教学设计是第一课时。
【学情分析】
学生已经学习了合力和分力的定义,知道了合力和分力的关系,理解了力的合成的平行四边形定则,会用平行四边形定则求合力的大小和方向,所以理解力的分解的概念、力的分解是力的合成的逆运算、力的分解也遵从平行四边形定则难度不大,但对如何在具体问题中分解力,尤其是如何确定分力的方向出现困难。
【设计理念】
本节课内容与实际生活联系紧密,我的设计理念是从生产生活中提炼出模型,再走向生产生活。坚持以学生为主体,创设大量丰富的实验和情境,台秤上提升物体,斜面上放置物体,圆规上悬挂钥匙、在斜面和挡板间放置篮球等,让学生充分体验和认识具体问题中力产生的实际效果,轻松突破重难点。
【教学目标】
1、知识与技能
(1)理解力的分解是力的合成的逆运算,遵循平行四边形定则。
(2)初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。
(3)会用作图法和直角三角形的知识求分力。
2、过程与方法
(1)进一步领会“等效替代” 。
(2)通过探究尝试发现问题、探索问题、解决问题能力。
(3)掌握应用数学知识解决物理问题的能力。
3、情感态度与价值观
(1)通过猜测与探究享受成功的快乐。
(2)感受物理就在身边,有将物理知识应用于生活和生产实验的意识。
【教学重点、难点】
重点:
1、在具体问题中正确确定力的作用效果,进行力的分解。
2、会用平行四边形定则求分力,会用直角三角形知识计算分力。
难点:
1、分力与合力的等效替代关系。
2、 根据力的实际作用效果进行力的分解。
【突破重点和难点的方法】
通过故事引入,激发学生兴趣;充分利用教学资源,创设大量丰富的实验和情境,让枯燥的知识生动起来;学生分组探究解决问题,充分发挥集体智慧,给学生分组展示机会,调动学习热情,分享成果;联系实际,收获成功的快乐。
【教学手段、方法】
导学案+实验探究体验+合作讨论+多媒体
【教学用具】
电子台秤一个、带有细线的`滑块一个、圆规一个、一串钥匙、自制斜面一个、自制带有竖直挡板铺有海绵的斜面一个、滑块一个、足球一个、刻度尺、多媒体课件
【教学过程】
(一)引入新课(2分钟)
故事引入:一天,小明和家人去郊游。在路上,他们看到一辆货车不小心陷入了路边的泥坑中,很多大人在后边推,可是怎么也推不出来。这时,小明主动请缨,说:“我来试试!”只见他找到一根粗绳,把它的一端绑在车上,另一端绑在旁边的大树上,然后在绳的中央位置处稍一用力,竟然将车缓缓拉了出来。所有人都惊呆了:“难道,这,就是传说中的‘四两拨千斤’”
那么,是不是小明学过功夫,有什么特殊的本领呢?学完新课,我们再来解答这个问题。
活动设计:教师讲故事,课件出示情景,学生听故事。
设计意图:故事引课,激发学生的学习兴趣。
(二)新课教学
一、检查导学案的完成情况(3分钟)
活动设计:教师叫两位学生分别汇报自己的复习学案和预习学案的内容,其他学生纠错。
设计意图:复习合力、分力的关系,力的合成的方法,有助于学生加深对合力和分力的“等效替代性”的理解,加深理解“平行四边形定则”,初步了解力的分解的概念,力的分解法则,为新课学习做好准备 。
二、新课教学
1、自主学习(4分钟)
师:通过预习,我们明确了力的分解就是已知合力求解分力的过程,力的分解的法则也是平行四边形定则,可是我仍然有几个疑问:(课件出示问题)
为什么力的分解是力的合成的逆运算?
分解一个大小、方向确定的力,如果没有条件限制,为什么能得到无数组分力呢?
当已知两分力的方向,得到的分力是几组呢?具体怎样作图?
活动设计:给学生三分钟时间,带着问题阅读教材64页的内容,必要时可以画图;叫一个学生在黑板上画已知两分力方向时,力的分解图。三分钟后,叫学生依次回答问题,教师纠错,课件出示答案和作图方法,并强调问题答案。
设计意图:解答学生的疑难问题,引导学生明确力的分解的任务是什么,并且清楚当已知两个分力方向时,如何作图分解力的方法,为后边的教学打下基础。
2、合作探究(10分钟)
师:由上面的问题,我们可以设想当在一个具体的问题中,如果能设法确定合力的分力方向,就能利用平行四边形定则得到确定的分力了,而且我们还可以用学过的三角形知识求解出两个分力。
活动设计:学生分为四组,提供必要的实验器材,要求学生在十分钟内完成学案上本组的任务。强调:学习伽利略的研究思路:观察——猜想——实验——结论;最后的分力要用合力和已知角的三角函数值表示。
任务布置和仪器提供:
第一组:分解斜向上的拉力。提供仪器:电子台秤、带细线的滑块
第二组:分解斜面上物体的重力。提供仪器:斜面和滑块。
第三组:分解物体对三角形支架的作用力。提供仪器:圆规和重物。
第四组:分解竖直挡板和斜面间物体的重力。提供仪器:带有竖直挡板铺有海绵的斜面、足球。
设计意图:通过猜测与探究享受成功的快乐;合作学习,发挥学生的主体地位。
3、小组展示(15分钟)
活动设计:每个组派两名学生上台展示,分别从小组的观察、猜测、实验的设计、实验现象、结论、合力的分解结果进行展示,组内其他成员可以补充,外组成员可以提问。
设计意图:培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
4、随堂检测(6分钟)
活动设计:师生共同总结在具体问题中分解一个力的三个步骤:
⑴ 根据力的作用效果确定两个分力的方向。
⑵ 根据平行四边形定则作出两个分力。
⑶ 根据三角形知识计算分力的大小和方向。
学生5分钟内完成学案上的两个随堂检测题。教师公布答案,并简单讲解。
设计意图:学生总结解题方法和步骤,并通过练习,熟练解题思路。
《力的分解》教案 7
一、课标要求
1.2.1认识重力、弹力和摩擦力.通过实验,了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小
1.2.2通过实验,了解力的合成与分解,知道矢量和标量.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题
二、教材分析
本章讲述的是关于“力”的基础知识,是学习动力学的基础和准备。内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解、牛顿第三定律、共点力的平衡。本章内容与初中学过的有关力学知识联系密切,是初中知识的扩展和深化,是今后学好其他力学知识的基础,受力分析和共点力的平衡、力的合成与分解,在高考中占有重要的地位。
所谓基础性,就是要为学习力学知识打下扎实的基础。从知识方面来说,就是理解力的初步概念,理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性,会进行力的合成和分解。从运用方面说,是初步熟悉对一个物体的受力分析,会画出正确的受力图,掌握初步的受力分析,会用共点力的平衡条件来解决问题。
本章内容与旧版教材相比,删减了四种相互作用,增加了探究弹簧弹力与形变量的关系,牛顿第三定律,共点力的平衡把牛顿第三定律和共点力的平衡提前到第三章更符合新课程标准,更有利于学生知识体系的构建来形成。
教科书第一章,第二章学习的是关于运动学的知识,不涉及发生各种运动的原因。本章学习的是关于力的知识,并研究当加速度等于0时物体所受各个力之间的关系----合力为0,开始建立运动和相互作用的关系。本章在高中物理教学中占有重要地位,在培养学生学科核心素养方面具有重要意义。
2.1本章教材与以往教材在结构设计上的变化
第一,把牛顿第三定律由原来在牛顿运动定律之后,提前放入本章,这就为解答共点力平衡问题的受力分析奠定了必要的知识基础。为此,本章在重力、弹力、摩擦力的后面,增加“牛顿第三定律”一节课文,并在该节课文中,专门设立了一个“物体受力的初步分析”小标题,为分析“共点力的平衡”问题设下伏笔。
第二,把力的合成和分解设计为一节课,其教学目标很明确,只要求学生会用等效替换的方法根据平行四边形定则进行力的合成和分解的运算,并不要求学生解答具体实际情境中的受力问题,而把这些问题放在“共点力的平衡”中去解决,这有利于帮助教师理解和规范力的合成和分解的教学目标。
第三,把“共点力的平衡”由原教科书中牛顿第二定律应用的特例,变为一个独立知识点,放在牛顿第二定律之前学习,并且作为本章的一个重点。学生在学习共点力平衡的过程中,所形成的一些科学思维方法,将为学习和应用牛顿第二定律带来帮助,有利于循序渐进地形成运动与相互作用观念。
2.2从整个高中物理课程的视角设计教学目标
课程标准把力的合成和分解教学要求降低为“了解”,并要求“能用共点力的平衡条件分析日常生活中的问题”,明确指出分析日常生活中的受力问题,所用的知识是共点力的平衡条件,而不是力的分解。力的分解不过是共点力平衡问题解答中的一个数学计算步骤,它不属于运动与相互作用观念的核心知识。为此,教科书把力的合成和分解合并为一节课文,在该节课文中,突出“等效替换”的思想,不要求学生用力的分解求解实际情境中物体的受力问题,学生会用平行四边形定则求解有确定方向的力的分解问题就可以了。分力的方向(坐标系的选择),是以后学习共点力的平衡和牛顿第二定律时根据问题解答的需要来确定的。
这样,既规范了学生解答静力学和动力学问题的思路在培养学生运动与相互作用观念,又提升了学生的学科核心素养。
三、教学目标
1.知道合力和分力的概念,体会等效替换的思想
2.通过实验探究,得出力的合成和分解遵从的法则----平行四边形定则
3.会用作图和三角函数的知识求解合力或者分力
4.知道矢量相加遵从平行四边形定则,标量相加遵从算术法则。能区别矢量和标量。
四、重点难点
4.1重点
4.1.1通过生活实例,体会等效替代的物理思想
4.1.2通过实验探究,得出求合力的方法----平行四边形定则,知道力的分解是力的合成的逆运算
4.2难点
4.2.1会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力
4.2.2会应用平行四边形定则或三角形定则进行矢量运算
五、教学准备
5.1教师准备
多媒体课件、方木板、白纸、图钉、弹簧、细绳套、刻度尺、铅笔等
5.2学生准备
课前预习、学具及实验准备
六、教学设计
6.1情境引入
师:播放多媒体课件,回顾曹冲称象的故事,渗透等效替换的思想。引导学生思考“问题栏”的问题:一个静止的物体在某平面上受多个力作用,物体将向哪个方向运动?在保证力的作用效果不变的前提下,这几个力如何用一个力来代替?
生:学生观察、思考、回答问题。
师:通常物体都会受到多个力的作用,许多情况下这些力共同的作用效果可以与某个力单独作用时产生的效果相同。
【设计意图】用学生很熟悉的故事引出课题,较快集中学生的`注意力,既可以激发学生学习兴趣,又提出一个可以探究的问题。
6.2新课教学
【任务一】共点力及其特征
1共点力教师活动:多媒体展示下图
生:讨论,思考,作出物体受力分析图,分析作用在同一个物体上几个力的特点
学生分析得出:一个物体受到几个外力的共同作用,如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点,这几个外力称为共点力。
教师活动:根据师生共同的分析总结,可视为共点力的情况通常有以下几种:
(1)几个力同时作用于同一点(即力的作用点相重合),如图甲所示
(2)同时作用在同一物体上的几个力,虽然作用点并不重合但是这几个力的作用线的正向或反向延长线能够相交于同一点,如图乙所示
(3)物体被视为质点时,作用在物体上的几个力就认为是共点力,如图丙所示
2合力和分力
教师活动:多媒体展示图片,并按照图片内容准备一桶水,请同学们完成演示
教师展示图片,学生作出水桶的受力分析图
师生共同讨论:引出一个大人提起一桶水与两个小孩共同提起一桶水的“等效”,并从受力分析的物理情境中提出“等效替代”的思想,引出合力和分力的概念。
1)概念:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同,这几个力叫做那个力的分力。
2)理解:
1合力与分力之间的关系是一种等效替代关系,一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同,即一个力可以由多个力来代替,反之亦然
2合力是其所有分力的共同效果,并不是单独存在的一种新力,受力分析中合力与分力不能同时出现。
【设计意图】归纳合力与分力的关系:等效性、同体性、瞬时性
【任务二】探究两个互成角度的力的合成规律
提问:一个物体受到作用在一条直线上的两个力,怎样来求这两个力的合力呢?
学生根据初中所学的知识回答问题:
(1)若两个分力方向相同时,则两个力相加,合力大小为:F=F1+F2
(2)若两个分力方向相反时,则两个力相减,合力大小为:F=|F1- F2|
1.师生共同总结引出力的合成和力的分解的概念
①求几个共点力的合力的过程叫作力的合成
②求一个力的分力的过程叫作力的分解
教师进一步提问:互成角度的两个力的合力,如何求解F与F1、F2之间的大小关系又如何两个互成角度分力的合力大小是否等于两个分力之和、之差呢
【设计意图】通过问题的一步步深入,由浅入深,逐步引出探究实验的内容,符合学生的认知习惯,易为学生所接受。
2.探究两个互成角度的力的合成
教师进一步提出指导性建议,引导学生设计实验方案,提出系列问题:
(1)根据我们的实验方案的设计,需要怎样选择实验器材
(2)如何保证分力与合力的作用效果相同
(3)力的大小和方向该如何确定
(4)怎样研究分力和合力的关系
学生活动:思考、交流、讨论、设计方案
教师活动:收集学生们的实验方案,多媒体展现如下方案:
学生猜想、讨论、分析解决问题的方法及思路
教师参与学生的讨论,围绕实验方案设计进行:如何设计方案,探讨合力的求法
学生活动:
(1)挑选器材
(2)写出具体的实验方案(可简写)
(3)写出简单的实验步骤
(4)设计数据记录表格
学生分小组进行实验操作,观察实验数据,交流、讨论
教师指导,及时帮助学生纠正错误,适时的引导点拨,引导学生做好数据记录
【设计意图】学生分组动手实验,培养他们的实验操作能力和团队合作意识,让学生获得对科学的热爱和亲近感,体验科学探究的严谨性、科学性,获得成就感。
教师结合学生的讨论提出问题
(1)我们能否从几何关系上寻找它们的关系教师展示课件,分力合成的过程。
(2)从几何上来寻找关系,即是将合力与分力的末端连接起来,是一个四边形,会是一个什么样的四边形
师:如何对实验得到的数据进行处理呢
学生交流讨论,回答:
(1)作出力的图示(2)作出分力和合力所形成的四边形
教师引导学生处理实验数据,引导学生得出是个平行四边形
引导学生提出猜想:两个力的分力与合力末端的连接后一定形成一个平行四边形
【设计意图】提出具有指向性的问题,帮助学生形成思考问题的思路,避免学生走一些不必要的弯路;根据学生的具体情况,这些问题全部由学生来进行探究还不太切合实际,所以还要体现老师的引导性,让学生在讨论中思考问题,培养合作的精神和交流的习惯。
实验结论:互成角度的两个力合成时,如果以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个法则叫作平行四边形定则。
提出问题:分力F1和F2的大小一定时,想一想合力F的大小和方向随着F1和F2的夹角变化的变化情况
教师点拨:得出分力F1和F2的大小一定时,合力的取值范围:两分力的夹角θ(0°≤θ≤1800)不确定时,合力大小随夹角θ的增大而减小,所以合力大小的范围是:|F1- F2|≤F≤F1+ F2
提出问题:三个共点力的合力怎样求解三个以上的共点力的合力如何求解呢
学生讨论交流,找出方法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的分力都合成进去,最后得到结果就是这些力的合力
师:力的分解是力的合成的逆运算,知道物体受到一个力的作用,怎样来求解这一个力的分力呢
学生猜疑,讨论交流思路:
(1)几何知识分析,对于一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形
(2)实际问题中,要依据力的实际作用效果或需要分解(下一节课重点讲)
教师与学生一起对一个力的分解进行分析,并将知识进行迁移,平行四边定则也可称为三角形定则。三角形定则,把两个矢量首尾接,从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向,如图所示
【设计意图】通过以上对知识的拓展,进一步激发学生动脑思考,体会物理的学习是无止境的,培养学生严谨的科学态度,专研的精神
教师活动:投放例题【教材P70】
例题,某物体受到一个大小为32 N的力,方向水平向右,还受到另一个大小为44N的力,方向竖直向上,通过作图求出这两个力的合力的大小和方向。
学生读题审题,说明解题思路及方法。之后教师投放解题过程。
【设计意图】教师收集学生的解答信息,投放学生的解题过程,师生共同分析,对解题规范进行强调说明,提高学生解决问题的规范性、严谨性的意识。
【任务三】矢量和标量
学生阅读教材P70相关内容,结合预习情况,了解矢量和标量的特点,举例说明所学过的物理量哪些是矢量?哪些是标量?
(1)矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量
学生举例:力、位移、速度、加速度等
(2)标量:只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量
学生举例:质量、时间、路程、功、功率、电流等
6.3课堂小结
1分力与合力的三性
2分力与合力的大小关系
3作图法求合力的大小
选标度——作F1、F2图示——作平行四边形
6.4作业设计课后P71的“练习与应用”第1、3、4、6、7题
七、板书设计
教学反思
1思维过程:现象--本质--规律--应用
思维方法的渗透深度,需要进一步挖掘。
2教学活动:以学生为主体,教师为主导,问题为主线
探究式教学中,程序性原则与开放性原则的把控,需要实践中找到更优解。
3学生行为:讨论--交流--自主探究
能否突破学习本领【提出问题、收集信息、寻找证据、解释重构,迁移...... 】,教学的目的是掌握学习本领。课堂的及时评价需要不断升级。
4教学效果:三个任务、合作精神
设计的学习任务基本完成,对于学科素养的提升,需要不断重组构建。
《力的分解》教案 8
教学目标:
(一):知识与技能:
1、知道力的分解的含义。并能够根据力的效果分解力
2、通过实验探究,理解力的分解,会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。
3、培养观察、实验能力;以及利用身边材料自己制作实验器材的能力
(二)过程与方法:
1、通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学研究过程中的作用。
2、通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
(三)情感态度与价值观
1、培养学生实事求是的科学态度。
2、通过学习,了解物理规律与数学规律之间存在和谐美,领略自然界的奇妙与和谐。
3、发展对科学的好奇心与求知欲,培养主动与他人合作的精神,能将自己的见解与他人交流的愿望,培养团队精神。
设计意图
为什么要实施力的分解?如何依据力的作用效果实施分解?这既是本课节教学的内容,更是该课节教学的重心!很多交换四认为只要教会学生正交分解就可以了,而根据力的效果分解没有必要,所以觉得这一节根本不需要教。其实本节内容是一个很好的科学探究的材料。本人对这节课的设计思路如下:受伽利略对自由落体运动的研究的启发,按照伽利略探究的思路:“猜想――验证”,本节课主要通过学生的猜想――实验探究得出力的分解遵循平行四边形定则,让学生通过实验自己探究出把一个理分解应该根据力的效果来分解。同时物理是一门实验学科,本节课通过自己挖掘生活中的很多材料,设计了一些很有趣而且效果非常好实验让学生动手做,亲身去体验和发现力的分解应该根据什么来分解。同时也让学生了解到做实验并不是一定要有专门的实验室,实验的条件完全可以自己去创造,从而激发学生做实验的兴趣。
教学流程
一. 通过一个有趣的实验引入新课:激发学生的兴趣
【实验】“四两拨千斤”
(两位大力气男同学分别用双手拉住绳子两端,一位女生在绳子中间只用小手一拉就把两位男生拉动了)
二. 通过演示实验引入“力的`分解”的概念
【演示实验】在墙上固定一个松紧绳(带有两个细绳套),教师用一个力把它拉到一个确定点,然后请两个学生合作把它拉到确定点。
得出“力的分解”的定义
三.探究“力的分解”方法:
探究一:力的分解遵循什么定则?
结合伽利略探究的思路:
问题-猜想-逻辑(数学)推理-实验验证-合理外推-得出结论
请学生猜想
请学生逻辑推理:力的分解是力的合成的逆运算,所以它们遵从同样的规律
请学生实验验证(思考:如何验证?)
利用上面的演示实验的器材,请一位同学用一个绳套把结点拉到一定点O,记下力的大小和方向;而另一位同学用两个力把结点也拉到O,记下力的大小和方向。从而验证平行四边形定则。
得出结论:力的分解遵循平行四边形定则
探究二:在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解?
请学生思考:一个力可以分解成怎样的两个力?分解的结果是否唯一?有多少种可能性?(根据一条对角线可以做无数个平行四边形,所以有无数解)
请学生思考:那在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解呢?
通过课堂一开始的实验启发学生:为什么一个人可以拉动两个人,她的一个力从效果上来说可以分解成两个沿着绳子的拉力从而把两个人拉动。因此我们在实际问题中应该根据力的效果来分解已知力。
探究三:如何确定一个力产生的实际效果?
实例1、在斜面上的物块所受的重力的分解
学生猜想:斜面上物体的重力会有哪些效果?
实验验证:用海绵铺在斜面上和挡板侧面,把比较重的物块压在上面可以明显看到海绵发生的形变,这就是重力作用的效果
根据实验知道力的作用效果就可以确定两个分力的方向。
根据平行四边形定则通过计算可以求出两个分力的大小
总结:力分解的步骤:
1、分析力的作用效果;
2、据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)
3、用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线,画平行四边形得分力)
拓展引申:为什么高大的桥要建造引桥,为什么公园的溜溜板要倾角很大?
实例2、三角支架上的力的分解
学生猜想:物体对绳的拉力会有什么效果?
实验一:用橡皮筋、铅笔、绳套、钩码为器材做学生实验自己体会(学生每人一套器材,人人动手实验)
实验二:两名同学相互合作,一人一手叉腰,另一同学在肘部用力下拉去体会力的效果,然后两人互换
实验三:观看视频(在支架与竖直墙相连处用橡皮膜展示力的效果)
拓展引申:如果上方细绳与水平杆的夹角变小,两个分力大小如何变?
实验验证:(自制教具:用一个拐杖,没有拐的一端系上很宽的橡皮筋,同时那一端掉着一个3千克的铅球,有拐的一端让学生顶在腰间,慢慢减小橡皮筋与拐杖之间的夹角,会发现学生手臂上越来越吃力,同时腰间感觉越来越难受,)请一位同学做演示实验去体会。
探究四:合力一定,两个分力随它们之间的夹角变化如何变化?
学生猜想:
实验验证:用一根绳中间吊一铅球,然后把两个绳的端点距离逐渐拉大,最后会发现绳子拉断,说明分力是逐渐变大的。请学生上讲台亲自实践,其他同学观察分析。
请同学解释一开始的实验,为什么“四两可以拨千斤”?
拓展引申:请同学们思考,我们自己可不可以自制一个专门用来测绳子能承受的最大拉力的一个仪器呢?应该如何制造?
课后探究:一个已知力分解成两个力,在一定条件下分解结果有多少种?
教学反思:
执教完该课节后感到最大的成功就是如何围绕体验性探究实验做好了精心的设计,不仅有利于学习任务的推进,更主要是对教学重点和难点的分化起到了有效的化解。这就让学生明白实验对物理的重要性,同时也知道要自己创造条件去探究物理世界中很多未知的奇妙的东西。真正明白了物理就在生活中,这对学生的终身发展是非常有益的。觉得不足之处在于由于受上课时间的限制,这些实验都是老师课前准备好的,如果能够让学生自己去思考设计,亲历那设计的过程,这样就更加有意义,对学生的终身发展更加有益。
《力的分解》教案 9
1 教材分析
高中物理第一章第六节“力的分解”是在前五节学习了力的初步概念,常见力和力的合成的基础上,研究力的分解问题。它是前几节知识内容的深化,依据可逆性原理和等效思想强化矢量运算法则,同时矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程,具有基础性和预备性,为以后学习位移、速度、加速度等矢量奠定基础。因此,本节内容具有承上启下的作用。
矢量概念是高中物理引进的重要概念之一,是初中知识的扩展和深化。在初中物理中,学生只学习了同一直线上的力的合成,“代数和”的运算在学生头脑中已成定势,造成了学生的认知断层,因此本节教学的重点是: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。教学难点是:力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。
2 教学目标
以学生的发展为本,面向全体,全面发展,提高科学素养为指导思想,按教学大纲要求,结合新课程标准理念,提出三维教学目标:①知识目标: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形定则,理解力的分解的方法。②能力目标:强化“等效代替”的物理思维方法,培养观察、实验能力,培养学生分析问题和解决问题的能力。③德育目标:力的合成和分解符合对立统一规律,联系实际培养研究周围事物的习惯。
3 教学方法
针对本节课的特点,采用实验体验、问题解决式教学法。其指导思想是请“学生主体,教师主导”观在教学中得以体现,从理论深入到实际。其操作策略是:①问题学生提。学生通过提出问题,体现了学生自主学习的主动性,有利于发展学生思维。②认知准备。注重学生认知准备,提高课堂教学的达成度,这堂课前的认知准备分两个层次,一是浅加工阶段的认知准备,如分力、力的分解概念等;二是深加工阶段的认知准备,学生提出的问题,能击中要害,抓住关键。③学生体验、感受,形成直觉思维,能突破难点,同时留下深刻印象。④巧用评价,激活学生内动力。采用师生情感共鸣、配合默契、体验成功的内在激励方式,从深层、长久、公平的角度,请评价内化为学生内动力。
4 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。
5 教学过程
1、课前预习,自主探索
①课前一天晚自习,引领学生学会预习,给足他们自主探索的时空,请学生带着一定的知识储备走进课堂,提高合作、探索学习的'有效性。②提出问题(书面)教师汇集、列序。
2、创设情境,引入新课
这里有一个钩码,可用一根细线提起,可用两根细线提起,哪种情况细线容易被拉断。演示用一根细线提起来,再把此细线穿过钩码,两端上提分开,细线断了。以此激活课堂。
3、共识目标,质疑问难
同学们预习后提出了有价值、有水平的问题,解决这些问题,就能达到本节的教学目标。展示教学目标、展示经教师筛选、排序的问题,体现了教师的主导作用,真正做到了以学定教。
4、循疑而进,问题解决
①什么是分力?什么是力的分解?属表征问题,学生在书上勾画(多媒体展示)。
②为什么说力的分解是力的合成的逆运算?
请学生回答:合力可等效代替两分力,那么两分力就可等效代替合力?因为分力的合力就是原来被分解的那个力(语言加工)。从而领会分力与合力的关系:等效代替不能共存。”
③什么情况下力的分解有确定的解?
请学生画,同桌讨论,看教材上图1—29。引导学生总结:已知两个分力的方向或已知一个分力的大小和方向,两种情况有确定的解。(这不是重点,欲放即收,决不越俎代疱)。
④在具体问题中怎样进行力的分解?
通过实例分析说明:为什么要分解?实际效果怎样定?分力方向如何找?分力大小如何求?
例1 放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F,请把F分解。
长胶板两端搁置,中间放一木块,用斜向上的力拖木块。运动一段位移,请学生观察此力的效果:长胶板弯曲程度减小,木块水平起动(可多媒体展示)。
讲清三个层面:①没有沿F的方向起动,说明没有沿F方向的效果,因为有两个效果,所以要分解。②胶板弯曲程度减小,即“垂直上提”和“水平起动”两个效果确定两个分力的方向。③平行四边形定则确定两个分力的大小,接着计算求解(以上用动画展示,绝不在数学上花功夫)。
例2 物体静止在倾角为θ的斜面上,其重力产生的效果怎样?
先请学生把教材放在手掌上,手掌斜向下,有何感觉?再请学生分析、作图、计算,教师巡视、纠编,找出做得好的通过实物展台请学生观看,作出评价。最后,实验验证:橡皮绳一端系方木块,另一端固定在倾斜的胶板上。
观察重力的效果。抬高胶板,使倾斜角增大,观察重力的两个效果的变化情况并与求解的分力表达式对照。请思考:斜面上的情况,重力一定沿斜面分解吗?怎样分解?如图2,把重力G分解为垂直档板的F1和垂直斜面的F2。
5、联系实际,实践探索
学生阅读教材,第一段和最后一段(拖拉机拉耙来耙地,车辆上桥、下桥),深挖教材的编写规律。讨论:为什么公园滑梯倾角大而大桥要修很长的引桥来减小倾角?
6、回顾反思,学有所得
同学们,依据上例的解题过程,请你总结力的分解的方法:①根据实例效果确定分力的方向;②由平行四边形定则确定分力大小。
7、思维策略,巩固训练
①如图3支架,绳子对O点的拉力产生什么效果。
请一名学生上讲台,手伸直拿住竹杆的一端,另一端插在腰上,在手握处挂上适当重量(50N)的水桶,请他谈谈感受。同桌的同学,一人手叉腰,另一人使劲压,互相交换做,这种自我感受、合作学习,使课堂气氛热烈、活跃,学生印象深刻。
教师展示分解过程,讲解分解方法。创设问题,不知ΔABO的角度,怎样计算分力大小呢?造成认知冲突,提出作图法求解,教师讲解此法,使本节课有整体建构。
②同学们,一根线和两根线悬挂同一砝码,两根线的张角较大时,易断!知道为什么吗?多媒体展示画好了的几幅力的分解力,可得出结论。
8、总结扩展,突出重点
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在具体情境中用实际效果去分解力;③分力的大小可计算、可作图。
9、作业布置,开放练习
①观察身边的力的分解实例;②书面作业。
《力的分解》教案 10
一、说教材
(一)教材的地位和作用
“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)教学目标
根据新课程标准,我设计如下的三维目标。
1.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根据几何关系求解分力。
2.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。
3.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。
(三)教学重点和难点
教学重点:
掌握力的分解方法对学生运用牛顿第二定律,特别是为以后学习动力学知识更为重要。因此我确定本节的重点内容为:力的分解方法。
教学难点:
目前学生的主要困惑是:如何正确分解一个已知力?因此我把本节课的难点内容确定为:如何根据力的作用效果确定两个分力的方向
二、说教法与学法
在教法上采用实验演示、师生讨论的教学方法。学法上让学生观察实验、实验探究、分组交流等,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和发现成功的喜悦。
三、说学情分析
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。
四、教学设计流程图
五、说教学过程
基于以上分析,为使本堂课围绕重点、突破难点,同时让学生在课堂教学中能力得到提高,我设计如下教学过程。
(一)新课引入
创设情景(视频播放)
为什么人从绳子的中间用力拉时能够容易把车拉动呢?
设计意图:我从生活情景中引入新课,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)新课教学
⑴复习力的合成,便于学生学习新课。
⑵提出问题:力的分解应如何进行?
结论:力的分解是力的合成的逆运算。
⑶如何确定两个分力的方向呢?根据平行四边形定则来分解又如何呢?
这样设计是使学生明确已知一个力,如果根据平行四边形定则可以作出无数多个分力。
如果给定两个分力的方向,分解的答案能唯一确定吗?
⑷探究Ⅰ(演示实验)
观察在斜面上的小车,其重力产生的效果。
步骤一:倾角不变情况下,在小车上一大钩码,待稳定后引导学生观察。
步骤二:在小车重力不变情况下,改变倾斜角,引导学生观察。
设计意图:用软的薄板做斜面是使小车重力压斜面的效果更加的明显;用弹簧是让学生更容易观察小车重力产生沿着斜面向下滑的作用效果。
课堂训练:已知一个力,根据这个力的'作用效果来确定两个分力的方向,接着根据平行四边形定则计算分力的大小。
目的:让学生及时的应用知识。
⑸探究Ⅱ(分组实验)
设问:如图,大人斜向上拉车的力产生哪些效果?
[器材](每两个学生一套)台秤、木块(一侧面带羊眼)、夹有滑轮的支架各一个,钩码细线若干。
[步骤]
①把木块放在台秤上,如图,在实验记录表中第一行记录台秤的读数。
②用细绳一端与木块上的羊眼相连,另一端与钩码相连,并把绳子挂在支架上的滑轮上。保持滑轮的高度不变,增加绳上的钩码,在表中记录台秤相应的读数。
③保持钩码不变,改变滑轮的高度h,在表格中记录台秤相应的读数。
《力的分解》教案 11
《力的分解》是司南版必修1第五章"力与平衡”第2节的内容,是本章的重点内容之一;力学是高中物理的基础,所以本章内容教学的好坏关系到高中物理教学的成败,因此本章的教学尤其重要。本节在学习了力的初步概念、常见力和力的合成的基础上来研究力的分解问题,力的分解是力的合成的逆运算。为后面学习运动的合成与分解做准备。本节的主要教学内容有:分力、力的分解,平行四边形定则,力的正交分解;力的分解的应用。结合教材的内容和特点,为提高全体学生的科学素养,从新课程的“三维目标”培养学生。按教学大纲要求,结合新课标提出以下教学目标:
知识与技能:
1.理解分力的概念,理解力的分解是力的合成的逆运算
2.理解力的分解要以该力作用的实际效果为根据
3.根据平行四边形定则用作图法求分力,会用直角三角形的有关知识计算分力
4.掌握力的正交分解
5.能应用力的分解分析实际问题
过程与方法
通过力的分解的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验,数学工具在物理学习过程中的应用
情感态度与价值观
培养学生与他人交流合作的精神,发展对科学的好奇心和求知欲
高一学生的思维具有单一性,定势性,并从感性认识向理性认识的转变,本节的重点是运用平行四边形定则进行力的分解;教学的难点是:力的分解方法及其应用。
说教法
物理教学重在启发思维,教会方法。学生对力的合成已有自己的认识,可以作为教学的起点。让学生在教师的指导下,分析什么是分力,什么是力的分解;理解力的分解是力的合成的逆运算,并通过演示实验来强调力的分解应根据实际的作用效果来进行,再进一步联系生活,给出实例。扩展到力的正交分解;通过作图法理解平行四边形定则,应用力的分解解决实际问题。使学生全面的理解教材,把握重、难点;因此,本节课综合运用直观讲授法、演示实验、讨论法、归纳总结和并结合多媒体手段。在教学中,加强师生双向活动,合理提问、评价,引导学生主动探索新知识。
说学法
学生是课堂教学的主体,现代教育以“学生为中心”,更加重视在教学过程中对学生的`学法指导,引导学生主动探索新知识。本节课教学过程中,复习力的合成,平行四边形定则,来引导学生学习力的分解的概念,强调力的分解是力的合成的逆运算;进而让学生探究力该怎样分解?引导学生积极思考、运用平行四边形定则和作图法根据力的实际作用效果来分解。利用三角形的知识计算分力。巧用提问、评价激活学生的积极性,调动起课堂气氛,让学生在在轻松、自主、讨论的学习环境下完成学习任务。
说教学过程
从以上分析,教学中掌握知识为中心,培养能力为方向;紧抓重点突破难点。设计如下教学程序:
1.导入新课:(大约需要5分钟的时间)
教师通过日常生活现象(手提箱子、两人提一桶水等)来引起学生的思考,再进行复习力的合成等有关知识,并进行对比,引出分力与力的分解的概念。
2.新课教学:
通过引入,教师讲解分力、力的分解的概念,使学生对概念有一定的认识;力的分解中,根据平行四边形定则,由一个已知力求它的分力,如果没有其他条件的限制,可以得到无数组解。通过一个迷你实验让学生亲身体验力的作用效果,指出分解是合成的逆运算,并通过演示实验来进一步强调力的分解应根据实际作用效果来进行。根据一个力实际产生的两个效果来确定分力的方向,是帮助他们掌握力的分解的关键。因此,要多举例(如图5—17),多演示来帮助学生强化这一思想。
选择力的正交分解作为实例,并结合力的作用效果进行分解,引导学生分析正交分解后的分力与原来的力的关系,并用三角函数表示出来。教师举例:用作图法进行力的分解,作图的原则与力的合成相同。学生作图,教师指导、分析,使学生更加理解平行四边形定则。教师讲解课本87页的例题,注重引导学生分析力的实际作用效果的分解,并结合平行四边形定则,注重学生的思维;使学生理解本节的内容。
同时教师指导学生阅读力的分解的应用,提高学生的阅读能力,并结合本节知识,让学生讨论、举例生活中有关力的分解的应用。教师总结本节的内容,再进行例题的讲解与巩固,使学生学习的知识具有稳定性。最后布置作业。(在板书方面:教学中将黑板一半写概念,另一半用来作图分析。)
结束语:在以上设计中,我力求“以学生为中心”,以物理实验为基础,积极倡导学生思考、自主学习,主动探究。同时还要根据学生的需要和课堂的实际情况,调整教学,不断地反思和总结。在此,还请各位老师,领导批评指正,谢谢大家。
《力的分解》教案 12
一 说教材
1:教材的地位
鲁科版高中物理必修1第五章第二节力的分解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高中物理解决复杂问题的一种重要的方法.它为位移,速度,加速度等矢量的分解奠定了基础.并且它对矢量运算普遍遵守的规律"平行四边形定则"作了更加深入的了解.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教材中的地位也是显而易见的
2:教学目标
为了以学生的发展为本,面向全体,全面发展提高科学素养为指导思想.我结合新课程标准理念,提出了三维教学目标.
知识与技能
理解分力的概念,清楚分解是合成的逆运算.
会用平行四边形定则进行作图并计算.
了解力的分解具有唯一性的条件.
掌握根据力的效果进行分解的方法和正交分解法.
能应用力的分解分析生产生活中的问题.
过程与方法
强化"等效替代"的思想.
培养学生观察及设计实验的能力.
培养运用数学工具解决物理问题的能力.
情感态度与价值观
培养学生参与课堂活动的热情.
培养学生将所学知识应用与生产实践的意识和勇气.
3:教学重点,难点
矢量概念是高中物理引进的重要概念之一,是初中知识的扩展和深化.因此本节课的教学重点是(1)理解力的分解是力的合成的逆运算.(2)掌握运用平行四边形定则进行力的分解.教学难点是(1)力的分解具有唯一性的条件.(2)力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向.
二 说教法和学法指导
在整个教学过程中我主要采用了情景激学法,比较法,目标导学法,实验探究法,分组讨论法及总结归纳等六种方法.对于学法指导主要是提供学生观察,思考,及尝试表达的机会.
三 说教学过程
1:创设情境 引入新课
在教学设计中,我运用了情景激学法.即创设了两个情境:其一,给学生演示细绳悬挂铁球并随着角度的增大而断掉的实验.其二,叫两名力气比较大的男生拔河,然后再成鲜明对比地找一名女生去拉绳子的中央结果却是一名弱小女子拉动了两个"大力士",我在课堂的'引入部分设置这两个有趣的力分解现象,并不急于马上给学生解答.在课前设置这两个谜的目的是为了使课堂教学立即吸引学生的兴趣,调动学生的内在学习动力,促使学生主动学习.
在新课展开时,我主要采用了回忆,比较法.所谓回忆即让学生回忆上一节课《验证力的平行四边形定则》的实验步骤.所谓比较即与力的合成进行比较,再加设计一个演示实验.让学生加深理解"等效替代"的思想,并引出分力及力的分解的概念.
2:共识目标 质疑问难
我采用了目标导学法,即站在学生的角度针对本节内容的知识及重,难点提出了几个问题.使学生在本节课的前几分种就能够明确目标知道这节课是要去研究那些问题.以致于在听课过程中能够把握好重难点有的放矢.对于本节课在教学设计中我把重点是放在这两个问题的探究上.即在什么情况下力的分解有唯一解和在具体情况中怎样进行力的分解的问题.
3:联系实际 实践探索
由于在高中物理教材中实验多为验证性实验探索性实验很少.这种先行理论后行验证的传统做法极大的抑制了学生的求知兴趣.基于以上的认识在本节课的教学中我依据美国心理学家布鲁纳的"发现学习"的教学思想,采用了指导——探索式教学模式,尝试着对力的分解进行探索式教学.在这一部分我应用了演示实验法和分组讨论法.
对于第一个问题:在什么情况下力的分解有唯一解
首先:由我提出问题.
无条件限制时,力的分解是否有唯一解
已知两分力的方向,力的分解是否有唯一解
已知一分力的大小和方向,力的分解是否有唯一解
将全班学生分成两组.
一组学生让他们自选桌上的仪器进行实验探究.
一组学生让他们利用平行四边形定则进行理论探究.
两组学生探究结束之后各组分别找学生谈谈探究的体会,并对结论进行比较,师生一起总结.
对于本节课的第二个难点:在具体情况中怎样进行力的分解 学生最难以把握的是力沿什么方向进行分解的问题.为解决这一问题在教学设计中我层层创设情境让学生不断通过视觉和触觉去感知力的作用效果.
首先:通过多媒体课件展示塔吊的图片
让学生仔细观察后.将全班学生分成三组做探究实验.即模仿塔吊设计一个简易的实验装置去感受力的作用效果.
第一组:利用身边的器材细绳,铅笔.
第二组: 用圆规,钥匙串.
第三组:又分两人一组用自己的身体做实验器材进行探究.
学生在设计实验的过程中,我在下面巡视并对实验设计进行指导.待实验探究结束之后每组请同学清晰地表达出自己的设计方案和感受.接着让全班同学利用力的示意图表示出拉力的作用效果.并选出各种不同的结论利用展示台展示给大家看,对各种不同结论逐一分析给学生听讲解错误了原因,正确的理由.
为了帮助学生强化依据实际作用效果来确定两分力的方向这一思想.在课堂上我又给学生演示课本上的一个实验装置(即通过在物体和挡板之间增加海棉来放大形变效果)让学生从视觉上去体会重力所产生的效果.
为了引出正交分解的概念,在教学中我仍然是抓住实际作用效果来进行举例分析.
先让学生将一本厚书放在手掌上,手掌斜向下问学生有何感觉
接着再给学生演示实验.即在一端固定有钉子的长塑料板上用橡皮筋栓住一铁块让学生观察当塑料板与水平面间的夹角逐渐增大的过程中,橡皮筋与塑料板有何变化
通过以上实验让学生从触觉和视觉两方面去感受斜面上重物所产生的效果.从而引出正交分解的概念.然后再通过课本上的例题定量地去分析重力所产生的两个效果.
(并强调垂直于斜面向下的分力并不是物体对斜面的压力).
4:学有所得 开放探究
在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我又设置了这样两个问题让学生去讨论.
公园的滑梯倾角为什么比较大
为什么高大的立交桥要建有很长的引桥
接着用多媒体展示实物给学生解释 劈的工作原理及拱桥的道理.再通过迷你实验室让学生去感受分力与夹角之间的关系.
最后呼应引入课题部分的两个谜.学生已具备了一定的研究能力和知识储备可以自行揭开.
5:总结扩展 突出重点
力的分解是力的合成的逆运算同样遵守平行四边形定则.
力的分解具有唯一解的情况.
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.
6. 作业布置 开放练习
除了布置书面作业之外我还布置了一题开放探究题: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.
四 说板书设计
(一)分力 力的分解
1.分力
2.力的分解
3.有唯一解的力的分解
4.实际情况中如何根据力的作用效果进行分解
(二)力的正交分解
(三)力的分解的应用
1.生活中力的分解的应用
2.分力与夹角的关系
五 说课程评价
本节课我尝试着采用了指导——探索式教学模式
在整个教学过程中,我层层创设情景来不断引导学生学习,使教学模式从传统的重结论转变为重过程。教学目标从传统的传授知识转变为发展学生的观察,实验,分析以及解决问题的能力,而我自己在课堂中只起设置情景,主持,激励和归纳总结的作用,使学生真正成为学习的主人.
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