第一篇:高中物理必修2力的分解教案
《力的分解》教案
一、教材分析
《力的分解》是人教版教材高一物理必修1第三章第五節的內容。,學生在學習本章節之前已經學習了重力、彈力、摩擦力和力的合成的知識,為力的分解奠定了良好的基礎,同時分解法是處理力的運算的手段和方法,深入學好本節課的矢量運算的平行四邊形定則,對于在以后把位移、速度、加速度等矢量的分解及牛頓第二定律的應用奠定了基礎。所以本節的內容在高一物理學習中占有不可忽視的作用。
二、學情分析
對于學生高一年級的學習,最突出的是學科門類齊全,教學時間安排緊湊。相當于高一新生來說,高中學習任務繁重,學習時間緊張,尤其在物理的學習上,高中物理教學要求學生有較強的抽象思維能力和邏輯思維能力,課堂教學進度快,教學密度大,需要學生自己多分析、思考、練習,才能真正掌握物理的知識。
在學習了前面運動的描述、勻變速直線運動的研究這兩章節的學習后,學生在大體上開始適應高中物理的教學模式與學習方法,在觀察與思考能力上得到一定的提高,在本節課之前,學生通過前面知識的學習,已掌握了一些基礎的力,并且通過學習力的合成認識了力的平行四邊形定則,為本節課的探究學習奠定基礎。
三、教學目標
根據本教材的結構和內容,結合著高一年級學生他們的認知結構及其心理特征,我制定了以下的教學目標:
1.知識與技能:
(1)理解分力的概念,清楚分解是合成的逆運算。
(2)認識力的分解同樣遵守平行四邊形定則,可以有無數組解。
(2)學會按力的作用效果分解,并能根據具體情況運用力的平行四邊形定則根據幾何關系求解分力。2.過程與方法:
(1)在過程中觀察合力與分力關系,會分析物體受力及作用效果。(2)通過具體實例,了解力的分解。
(3)從物體的受力情況分析其力的作用效果,培養學生分析問題、解決問題的能力。3.情感態度與價值觀:
培養分析觀察能力,物理思維能力和科學的探究態度。
四、說教學的重、難點
教學重點是(1)理解力的分解是力的合成的逆運算。(2)理解并掌握掌握運用平行四邊形定則進行力的分解
教學難點是(1)力的分解具有唯一性的條件。(2)熟練應用矢量的運算方法并能解決實際問題是本節的.
為了講清教材的重、難點,使學生能夠達到預期的教學目標,我再從教法和學法上談談:
五、教法和學法 基于本節內容的特點,我主要采用了以下的教學方法:
1、直觀演示法(即利用圖片等手段進行直觀演示),激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛
2、活動探究法(即引導學生通過創設情景等活動形式獲取知識)以學生為主體,使學生的獨立探索性得到了充分的發揮,培養學生的自學能力、思維能力、活動組織能力
3、集體討論法(即針對學生提出的問題,組織學生進行集體和分組討論)促使學生在學習中解決問題,培養學生的團結協作的精神
最后在老師的指導下進行討論,然后進行歸納總結,得出正確的結論。
在學法方面,通過讓學生觀察現象、思考探究、課堂交流等方式,最終學會運用數學幾何思想去解決物理問題。
六、教具學具:三角尺、小車、薄板、直木板、彈簧秤、砝碼、七、說教學過程
在這節課的教學過程中,我注重突出重點,條理清晰,緊湊合理。各項活動的安排也注重互動、交流,最大限度的調動學生參與課堂的積極性、主動性。
1、導入新課:(2—3分鐘)
通過引入生活中常見的拖拉機拉耙的情景,分析研究耙在水平方向的前進和豎直方向上在泥土中的深度,讓學生進行課堂的討論,使學生知道耙受到斜向上的拉力可以有兩個作用效果,一個是豎直向上拉耙的作用效果,另一個作用效果是使耙向水平方向運動,從而提出新課力的分解。
2、講授新課:(35分鐘)
第一:復習力的合成,方學生回憶鞏固平行四邊形定則,便于學生學習新課。
第二:提出問題:力的分解應如何進行?
通過學生的發言和老師的講解,得出結論:力的分解是力的合成的逆運算。第三:提出如何確定兩個分力的方向呢?根據平行四邊形定則來分解又如何呢? 這樣設計是使學生明確已知一個力,如果根據平行四邊形定則可以作出無數多個分力。這個是這節課的難點。分析力的分解在唯一解的情況。
然后進行實驗演示,用軟的薄板做斜面這樣是使小車重力壓斜面的效果更加的明顯,用彈簧勾住小車,另一端固定在豎直板上,用彈簧是為了讓學生更容易觀察小車重力產生沿著斜面向下滑的作用效果。
在觀察在斜面上的小車時以兩個步驟進行:
步驟一:傾角不變情況下,在小車上逐漸加大鉤碼,待穩定后引導學生觀察小車運動情況。
步驟二:在小車重力不變(即鉤碼一定)情況下,改變傾斜角,引導學生觀察小車運動。
通過以上實驗讓學生從觸覺和視覺兩方面去感受斜面上重物所產生的效果,通過正交分解的方法對小車在平行斜面與垂直斜面方向上進行分解,得到重力所產生的兩個效果。
G
G12?Gsin??Gcos?
再由以上兩個式子判斷兩個分力隨重力與斜面傾角的變化。
為了幫助學生消化理解新知識,再設置了這樣兩個問題讓學生去討論。
(1)公園的滑梯傾角為什么比較大?
(2)為什么高大的立交橋要建有很長的引橋?
接著用多媒體展示實物給學生解釋 劈的工作原理及拱橋的道理,讓學生去感受分力與夾角之間的關系。
在這一過程中主要是通過生活中的實例來講解力的分解的應用,讓學生意識到物理既源于生活而又走向生活。
最后通過學生學習習近平行四邊形定則的運用,再讓學生回顧位移等矢量,看書本上矢量相加的內容,提出三角形定則,讓學生知道了解掌握矢量標量的概念。
3、課堂小結,強化認識。(2—3分鐘)總結本節課重點:力的分解是力的合成的逆運算同樣遵守平行四邊形定則讓學生掌握兩點 ①根據力的實際效果進行力的分解。
②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。
對于本節課的難點
1,力的分解具有唯一解的情況。
2,在具體情況中是根據力的作用效果確定兩分力的方向,然后再利用力的平行四邊形定則確定兩分力的大小。4.作業布置
做好書本課后的問題與練習,整理好課堂筆記。
八、板書設計
①根據力的實際效果進行力的分解。
②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。
③三角形法則的圖示。
第二篇:高中物理力的分解教案
《力的分解》教案 教學目標:
(一)知識與技能
1、理解分力及力的分解的概念.
2、理解力的分解與力的合成互為逆運算,且都遵守力的平行四邊形定則.
3、掌握按力的作用效果進行分解的一般步驟,學會判斷一個力產生的實際效果
(二)過程與方法
1、強化“等效替代”的思想。
2、培養觀察、實驗能力。
3、培養運用數學工具解決物理問題的能力。
4、培養用物理語言分析問題的能力。
(三)情感、態度與價值觀
1、通過分析日常現象,培養學生探究周圍事物的習慣。
2、培育學生發表見解的意識和與他人交流的愿望。教學重點
在實際問題中如何根據力產生的作用效果進行力的分解. 教學難點
如何確定一個力產生的作用效果 教學方法
分析日常現象,提出問題,引導探究,實踐體驗,討論交流,用物理語言描述出力的分解的方法。教學用具
電子臺秤,物塊,橡皮筋,彈簧秤,鉛筆,細線,鉤碼,多媒體課件。教學過程 引入新課 【學生活動】:趣味拔河 【過渡引言】:相信同學們學了今天的課程之后就能夠明白其中的道理. 【板書】力的分解 新課教學: 【設問】:(回顧、鋪墊)什么是合力?什么是分力?什么叫力的合成?力的合成遵循什么法則?
【學生回答】:如果原來幾個力產生的作用效果跟一個力產生的作用效果相同,這一個力就叫做原來那幾個力的合力,原來的幾個力叫做這個力的分力。求幾個力的合力的過程叫做力的合成。
力的合成遵循平行四邊形定則。
【引導學生】而已知物體的合力求分力的過程,我們把它叫做力的分解。【板書】
1、求一個已知力的分力叫力的分解
【引導學生】那么,力的分解又應該遵循什么定律? 【學生思考并回答】:也應遵循平行四邊形定則 【視頻】三腳架演示實驗
【板書】
2、力的分解遵守平行四邊行定則.
引導學生推理得出:力的分解與力的合成互為逆運算. 【過渡引言】不加限制條件,一個對角線可以做出無數組平行四邊形,即一個力可分解為無數組不同的分力.如右圖
在實際問題中, 力產生的作用效果往往是確定的,一個已知力究竟要怎樣分解? 【教師活動】:利用多媒體展示耙工作的示意圖,引導學生閱讀課文并思考:
1、拖拉機對耙的斜向上的拉力F產生了什么效果?
2、這樣的效果能不能用兩個力F1和F2來實現?方向怎樣? 下面,利用臺秤來模擬耙工作
【演示實驗1】將物體放在臺秤上,觀察臺秤的示數。再用斜向上的力拉重物,讓學生觀察平板臺秤示數如何變化,物體運動情況如何? 【提問】臺秤示數如何變化?這說明什么?物體運動情況如何?又說明什么?(請學生回答)【學生回答】臺秤示數減小,物體在水平方向運動。【教師引導學生】
斜向上的拉力產生兩個作用效果:水平向前拉物體,豎直向上提物體. 那么,我們是否可用一個豎直向上的力和一個水平向前的力共同作用來達到同樣的效果。即:F1和F2兩個力來等效替代力F?
如果F1和F2作用的效果和F作用的效果相同.F1和F2就是F的兩分力.(多媒體演示分解過程).
在實際問題中,力產生的作用效果往往是確定的,通過分析可以找出其作用效果,從而確定兩分力的方向,再來進行分解,就可以得到唯一確定的解. 【板書】
3、通常按力的作用效果來進行力的分解.
[過渡引言] 按力的作用效果分解力的關鍵是要確定一個力產生的實際效果. 我們再來探究兩個常見實例:
【演示實驗2】利用臺秤、彈簧秤模擬斜面上靜止不動的物塊實驗:
先讓臺秤水平放置,觀察臺秤與彈簧秤示數。再將臺秤傾斜,再觀察臺秤與彈簧秤示數 【提問】:臺秤示數傾斜放置時示數與水平放置時示數什么區別?彈簧秤有什么變化? 【學生回答】:臺秤示數減小,彈簧秤具有示數
【教師引導學生]:物體重力產生了兩個效果:使物體沿斜面方向下滑;在垂直與斜面方向上緊壓斜面。
我們可以用F1和F2這兩個力來等效替代力重力G,在多媒體上演示分解過程。(給學生強調緊壓斜面的力并不是物體對斜面的壓力,只是重力的分量,實際不存在)【學生活動】:假設斜面的傾角為θ,物體重力為G。那么重力的分力如何計算?試寫出表達式。
【教師活動】:通過這個表達式分析:
1、當θ增大時,F1和 F2的大小如何變化?
2、、通過這個結論,我們再來解釋高大的橋為什么要造很長的引橋? 【學生活動】:在教師引導下,用物理語言描述分析過程。
1、當θ增大時,F1增大,F2減小。
2、上橋時阻礙車輛前進,上坡困難;下橋時使車輛越來越快,不安全。
3、引橋越長,θ越小,F1越小上橋時的阻礙作用減小,從而比較容易上橋,下橋時的加速作用會減小,所以高大的橋總是建很長的引橋,減小橋面的傾角,從而保障行車時的安全。[演示實驗3]讓全體學生按圖示,利用橡皮筋,鉛筆,砝碼共同探究如何確定一個力產生的實際效果: 【提問】:自己的手心及有什么感覺?橡皮筋什么變化? 【學生回答】:手心有力的作用,橡皮筋被拉長。
【教師引導學生]:砝碼的重力產生兩個作用效果:對手指有拉的作用;對手心有壓的作用 同樣,我們可以用F1和F2這兩個力來等效替代力砝碼重力G,并在多媒體上演示分解過程
【學生活動】手與橡皮筋間夾角為θ,砝碼重G。那么重力的分力如何計算?試寫出表達式。【過渡引言】從課前視頻中抽象出以下探究問題:
【探究4】合力一定,兩分力隨它們之間的夾角變化而如何變化?
【學生活動】請兩位學生做實驗:用兩手分別捏住細繩兩端的彈簧秤,兩手等高,細繩中點掛有鉤碼.改變兩段橡皮筋間的夾角,讓學生觀察橡皮筋發生怎樣的變化,并分析其中原因. [引導學生] 合力一定時,分力隨夾角增大而增大當θ>120o時,分力>合力
回顧視頻,采用特殊裝置時,鐵絲的夾角比較大,故可以用較小的的力拉斷鐵絲。
三、【課堂小結】: 力的分解的一般步驟:
(1)根據力的作用效果確定兩個分力的方向.(2)根據已知力和兩個分力方向作平行四邊形.(3)根據平行四邊形確定分力的大小和方向
四、【板書設計】
1、求一個已知力的分力叫力的分解.
2、力的分解遵守平行四邊行定則.
3、通常按力的作用效果來進行力的分解.
4、力的分解的一般步驟:
五、【作業布置】
第三篇:高中物理力的分解 1人教版必修一.doc
力的分解
教學目標:
知識與技能
1.知道什么是力的分解,了解力的分解的一般方法. 2.知道平行四邊形定則和三角形定則都是矢量運算法則. 3.能用平行四邊形定則和三角形定則進行矢量運算. 過程與方法
1.通過設置問題,啟發學生的思考,啟迪學生的物理思維. 2.通過組織探究實驗,訓練學生明辨是非、格物致理的能力. 情感態度與價值觀
1.通過組織探討和探究實驗,培養學生的合作精神,使學生體會到在交流中可以提高自己的能力.
2.讓學生初步體會到物理學的和諧美和統一美. 3.通過分析實際問題,激發學生的學習興趣.
教學重點、難點:
教學重點
1.平行四邊形定則和三角形定則在力的分解中的應用. 2.根據力的作用效果對力進行分解. 3.正交分解法. 教學難點
應用平行四邊形定則和三角形定則進行矢量運算.
教學方法:
探究、講授、討論、練習教學手段:
教具準備
多媒體課件、臺秤、鉤碼、砝碼、細繩、薄板鋼條.
課時安排:
新授課(2課時)
教學過程:
[新課導入](演示實驗)用一根細線提起一個重物和用兩根細線同時提起這個重物,在實驗演示之前先展示問題.
師:是一根細線容易斷還是兩根細線容易斷? 生:(非常肯定地回答)當然是一根細線容易斷.
實際演示,當兩根細線之間的夾角較大時,兩根細線中的一根先斷
用心
愛心
專心 通過實際實驗,和學生的認識形成較大的反差,可以激發學生興趣,引發學生進一步的思考.
師:我們學習完這一節課“力的分解”之后就會明白這個問題. [投影出示思考題] 1.什么叫力的合成? 2.如何求兩個互成角度的力的合力? 3.求下列兩個力的合力:
(1)F1=30 N,F2=40 N,且方向互相垂直.(2)F1=50 N,F2=50 N,且互成120‘角. [學生活動]解答思考題.
[教師抽取部分學生用作圖法和解析法的求解過程,并在實物投影儀上評析] [過渡引言] 在力的合成中,我們知道:當幾個力的作用效果與某個力相同時,這幾個力就可以用這一個力代替,那么反過來,也可用那幾個力來代替一個力的作用效果,這就是力的分解 [新課教學]
一、力的分解
師:我們上一節課學習了力的合成,現在我們學習力的分解,大家根據力的合成的定義方法來定義一下什么是力的分解.
生:求一個力分力的過程和方法叫做力的分解.
師:求合力的方法是什么? 生:(一起回答)平行四邊形定則.
師:那么求分力的方法是什么?大家大膽地猜想一下.
學生探究討論力的分解的方法
生:(小聲、不敢肯定,有些猶豫)可能也是平行四邊形定則.
師:你得出這個結論的依據是什么? 生:從邏輯角度講,這兩個分力的合力就是原來被分解的那個力,所以力的分解是力的合成的逆運算.因為力的合成遵循平行四邊形定則,那么力的分解也應該遵循平行四邊形定則.
師:(微笑鼓勵)剛才這位同學分析得非常好,像這種方法,我們并沒有通過實驗來驗證結論,而是通過邏輯推理進行分析探究,這種研究問題的方法叫做理論探究.根據這個結論,要分解一個力,我們應該把這個力當成什么? 生:我們要把這個力當成平行四邊形的對角線.
師:當用平行四邊形的對角線表示合力時,那么分力應該怎樣表示? 生:分力應該是平行四邊形的兩個鄰邊.
師:如果對角線確定了以后,根據幾何學的知識,它的兩條鄰邊是不是就唯一確定了呢? 生:不是,當對角線確定了以后,它相鄰的邊有很多組.
師:同學們在練習本上作出一條對角線,然后作這條對角線相鄰的兩條邊,看能夠做多少條.
用心
愛心
專心 學生練習,體驗不加以限制的話,一個力的分力有無數組解 生:有無數組解.
師:這樣研究一個力的分力顯然是不可能的,也是不現實的,那么我們應該怎樣研究一個力的分力呢? 生:可以放在具體受力環境中進行解決.
[演示實驗]參考實驗,可以進行實物投影(圖3—5—1)師:一個水平放置的薄木片,在它的上面放置一個小物體,可以觀察到什么現象? 生:可以看到薄木片被壓彎,師:這一個效果是由什么原因引起的?
生:是由于物體本身的重力引起的,它產生了一個使物體向下壓的效果.
師:我們能不能把木片豎直放置而使物體靜止呢?如果不能,應該怎樣做才能使它靜止? 生:當然不能,應該用一個繩子拉住物體才能使它靜止.
師:為了使力的作用效果更容易被觀察到,我們用一根橡皮筋代替繩子,當木片豎直放置時(圖3—5—2),橡皮筋發生了形變,也就是受到了彈力;木片是不是發生了形變? 繼續演示實驗
師:仔細觀察木片豎直放置時,木片的受力形變情況和橡皮筋的受力形變情況 應該是怎樣的呢? 生:木片不發生彎曲,說明木片沒有受到物體力的作用;橡皮筋被拉長了,說明橡皮筋對物體有力的作用.
師:使橡皮筋發生形變的力是什么力? 生:原因還是由于物體受到重力使橡皮筋發生了形變.
師:如果既不豎直放置木片,也不水平放置木片,而是讓木片與地面成一角度(圖3—5—3),我們再來看一下橡皮筋和木片的形變情況.
生:木片和橡皮筋同時發生了形變,說明兩個物體都受到了力的作用.
用心
愛心
專心 多媒體投影例題:把一個物體放在傾角為口的斜面上,物體受到豎直向下的重力,但它并不豎直下落.從力的作用效果來看,應該怎樣將重力分解?兩個分力的大小與斜面的傾角有什么關系? 師:大家可以討論探究應該怎樣解決這個問題.
學生討論探究,自己獨立完成解答過程生:根據剛才的分析,根據重力產生的效果,重力應該分解為這樣兩個力:平行于斜面使物 體下滑的分力Fl、垂直于斜面使物體壓緊斜面的力F2.
師:由幾何關系可知,這兩個力和重力之間的關系是怎樣的? 生:F1=Gsin?,F2=Gcos?.
師:由剛才那位同學推導出的公式知,這兩個分力的大小與物體本身的重力和斜面傾角?有關,有什么關系? 生:斜面傾角"增大時,Fl變大、F2都減小.
師:下面我們再通過實驗驗證一下是不是這樣.
(實驗驗證)通過抬高木片的一端使木片與地面間的夾角逐漸增大,通過觀察橡皮筋的形變量來看F2的變化,通過觀察木片的形變程度的觀察來看F2的變化.(注意:如果物體是一個木塊的話應該讓木塊和木片之間的摩擦很小,也可以用小車代替木塊來做實驗,因為滾動摩擦比滑動摩擦要小)動畫模擬剛才實驗的過程.以便學生能夠更為全面地了解兩個分力的變化情況
投影展示橋梁的引橋,引發問題
師:我們知道,橋梁建設得越長,消耗的生產資料越多,為什么橋梁的引橋還要建設那么長呢? 生:增大引橋的長度的目的是減小橋與地面之間的夾角,從而使汽車的重力沿橋面方向的分力減小,減少交通事故的發生.
師:剛才這位同學分析得很好,為了加深對力的分解的認識,我們看以下的練習題. [課堂訓練] 1.如果斜拉橋塔柱兩側的鋼索不能呈對稱分布,如圖3—5—4所示,那么怎樣才能保持塔柱所受的合力豎直向下呢? 解析:因為鋼索的斜向拉力會對塔柱產生兩個效果:一方面豎直向下壓塔柱,另一方向沿水平方向拉塔柱,故可以把兩個斜向的拉力各分解為一個豎直向下的分力和一個水平方向的分力.要使一對鋼索對塔柱拉力的合力豎直向下,如圖3-5-5所示,只要它們的水平分力大小相等就可以了,即F1x=F2x,而F1x=Flsina,F2x=F2sinβ
所以有Flsina=F2sinβ,即Fl/ F2=sina/sinβ.
結論:兩側拉力大小應跟它們與豎直方向夾角的正弦成反比.
用心
愛心
專心
2.在傾角o=30’的斜面上有一塊豎直放置的擋板,在擋板和斜面之間放有一個重為G=20N的光滑圓球,如圖3-5-6所示.試求這個球對斜面的壓力和對擋板的壓力.答案;203/3N,403/3 N 解析:球受到向下的重力作用,這個重力總欲使球向下運動,但是由于擋板和斜面的支持,球才保持靜止狀態,因此球的重力產生了兩個作用效果,如圖所示,根據作用效果分解為兩個分力:(1)使球垂直壓緊斜面的力F2;(2)使球垂直壓緊擋板的力F1.由幾何知識可得幾與幾的大小.如圖3—5—7所示,三個力可構成一個直角三角形.由幾何關系得,球對擋板的壓力F1=Gtana=203/3N,其方向與擋板垂直.球對斜面的壓力F2=G/cosa=403/3N,其方向與斜面垂直.
(注意:以上兩個例題可以根據學生的實際情況選用,其中第一個難度大些,可供學生整體水平較高的班級使用,第二個和我們的例題類似,可以在例題之后直接進行,如果再進一步地研究這個問題,可以使擋板緩慢地逆時針旋轉,讓學生求解在這種情況下重力兩個分力的變化情況,鍛煉學生分析動態變化的問題的能力)
二、矢量相加法則
師:通過這兩節課的學習,我們知道力是矢量,力的合成與分解不能簡單地進行力的代數加減,而是根據平行四邊形定則來確定合力或者分力的大小和方向.前面我們學過的矢量還有位移,位移的相加也遵循平行四邊形定則嗎?我們來看教材69頁“矢量相加法則”這部分內容,然后回答有關問題.
學生閱讀課本有關內容,初步認識平行四邊形定則不僅僅適用于力的合成與分解,同樣也 適用于其他矢量的合成與分解,通過學生自己總結分析,可以提高學生物理知識的遷移能力、用一種方法解決不同問題的能力.
師:位移的矢量合成是否遵守平行四邊形定則?
用心
愛心
專心 生:位移的合成也遵守平行四邊形定則.
師:什么叫三角形定則? 生:把兩個矢量首尾相接從而求出合矢量的方法,叫做三角形定則.平行四邊形定則和三角形定則實質上是一樣的,只不過是一種規律的不同表現形式. 師:什么叫做矢量,除了位移和力,我們所學的哪些物理量還是矢量? 生:既有大小又有方向,并且在相加時遵從平行四邊形定則(或三角形定則)的物理量叫做矢量.除了位移和力之外,我們所學過的速度、加速度等都是矢量.
師:什么是標量,我們以前所學的哪些物理量是標量? 生:只有大小,沒有方向,求和時按照算術法則相加減的物理量叫做標量.我們以前所學過的質量、體積、距離、密度、時間等物理量都是標量.
(課堂訓練)舉重運動中保持杠鈴的平衡十分重要.如圖3—5—8所示,若運動員舉起l 800 N的杠鈴后雙臂保持106°角,處于平衡狀態,此時運動員兩手受力各為多大?(sin53°=0.8,cos53°=0.6)答案:1 500N [小結] 對于力的分解,學生比較容易理解,而對于力的分解要按照力的實際作用效果進行分解這一點,較難理解.這節課多處增加了學生參與,并通過親身體會力的作用效果的這個小實驗,激發學生的學習興趣,培養學生動手操作和分析實際問題的能力、歸納問題的能力.
把物理公式與生活實際聯系起來,用物理語言解釋生活現象.
通過分析日常生活中應用力的分解的現象,讓學生知道物理與生活是息息相關的,培養學生觀察生活現象,發現問題、建立物理模型、用物理模型解決問題、用物理語言解釋現象的能力.對于正交分解的掌握,老師們可以根據各自的情況進行補充,因為正交分解的方法在今后的學習中經常用到,是最常見的一種處理力的方法,可以根據實際情況安排一節習題課,增加生對力的分解知識的理解.
[課堂討論] [投影]討論思考題:
1.已知兩個分力只能求出一個合力.為什么把一個力分解可以得到無數對大小、方向均不同的分力? 2.把一個一定的力分解為兩個等大的力,那么,隨著兩分力間夾角的變化,兩分力的大小如何變化? 3.放在斜面上的物體,其重力分解為沿斜面的分力幾和垂直于斜面的分力幾,有同學認為F:就是物體對斜面的壓力,這種說法是否正確?為什么? 4.為什么力的合成和力的分解都遵守相同的定則? [學生活動]分組討論并互相交流. [教師點撥] 1.以兩個分力為一組鄰邊,只能畫出一個平行四邊形,所以,根據兩個分力只能求出一
用心
愛心
專心 個合力.而僅僅根據一條對角線可以作出無數個平行四邊形,有無數對不同的斜邊,所以如果沒有其他條件限制,可以把一個力分解成無數組大小、方向不同的分力.
2.在合力一定的情況下.隨著兩等大的分力間的夾角的增大,兩分力增大,隨著兩分力間夾角的減小,兩分力也減小.
3.重力的分力幾仍是由于地球的吸引而產生的,作用在物體上,其效果是使物體壓緊斜面;而物體對斜面的壓力是彈力,是由于物體形變產生的,其受力物體是斜面,所以重力沿垂直于斜面的分力幾與物體對斜面的壓力是兩個不同的力.
4.因為力的合成與力的分解都是矢量運算.所以都遵守相同的法則,且它們互為逆運算.
補充:
1.關于力的分解
(1)力的分解遵循平行四邊形定則,相當于已知對角線求鄰邊.
(2)兩個力的合力唯一確定,一個力的兩個分力在無附加條件時,從理論上講可分解無數組分力,但在具體問題中,應根據力實際產生的效果來分解.
(3)幾種有條件的力的分解
①已知兩個分力的方向,求兩個分力的大小時,其分解法是唯一的.
②已知一個分力的大小和方向,求另一個分力的大小和方向時,其分解方法也是唯一的. ③已知兩個分力的大小,求兩個分力的方向時,其分解法不唯一.
④已知一個分力的大小和另一個分力的方向.求這個分力的方向和另一個,分力的大小時其分解方法可能唯一.也可能不唯一.
(4)將一個力分解為兩個互相垂直的力.有幾種分法:
分析:有無數種分法,只要在表示這個力的有向線段的一端任意畫一條直線,在有向線段的另一端向這條直線作垂線,就是一種方法。
(5)將放在斜面上質量為oI的物體的重力mg分解為下滑力F1和對斜面的壓力F2.這種說法正確嗎? 分析:將mg分解為下滑力幾這種說法是正確的,但是mg的另一個分力F2不是物體對斜面的壓力,而是使物體壓緊斜面的力.從力的性質上看,F2是屬于重力的分力,而物體對斜面的壓力屬于彈力.所以這種說法不正確.
(6)用力的矢量三角形定則分析力最小值的規律:
①當已知合力F的大小、方向及一個分力F1的方向時,另一個分力F2取最小值的條件是兩分力垂直.如右圖所示.F2的最小值為:F2min=Fsina.
②當已知合力F的方向及一個分力1的大小、方向時,另一個分力F2取最小值的條件是;所求分力F2與合力F垂直,如右圖所示,F2的最小值為:F2min=F1sina.
③當已知合力F的大小及一個分力F、的大小時,另一個分力F。取最小值的條件是:已知大小的分力F,與合力F同方向,F2的最小值為,|F-F1|.
(7)正交分解法:
用心
愛心
專心 把一個力分解成兩個互相垂直的分力,這種分解方法稱為正交分解法. 用正交分解法求合力的步驟:
①首先建立平面直角坐標系,并確定正方向.
②把各個力向J軸、y軸上投影,但應注意的是:與確定的正方向相同的力為正,與確定的正方向相反的為負,這樣,就用正、負號表示了被正交分解的力的分力的方向.
③求在z軸上的各分力的代數和Fx合和在y軸上的各分力的代數和Fy合. ④求合力的大小 F=Fy合22+Fx合合力的方向:tana=Fy合/ Fx合(a為合力F與x軸的夾角).
作業:
教材第70頁問題與練習.
板書設計:
一、力的分解
1.力的分解概念:求一個力分力的過程叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆運算 2.分解的原則:根據力的作用效果進行分解. 3.例題.
二、矢量的相加法則 1.平行四邊形定則 2.三角形定則
3..在下列條件下,力的分解有唯一解 ①已知兩個分力的方向(不在同一直線上)②已知一個分力大小和方向
教學后記:
用心
愛心
專心
第四篇:高中物理《力的分解》說課稿
高中物理說課稿:人教版高中物理必修一《力的分解》優秀說課
稿模板
海南省儋州市第一中學 李孔韌
一、說教材
(一)教材的地位和作用
“力的分解”是人教版物理必修Ⅰ第三章第五節的內容,是在學生學習了前一章“力的基礎知識”及“力的合成”之后而編排的。由于分解法是處理力的運算的手段和方法。它為位移、速度、加速度等矢量的分解及牛頓第二定律的應用奠定了基礎。并且它對矢量運算普遍遵從的規律“平行四邊形定則”作了更加深入的應用。所以說本節內容具有基礎性和預備性。
(二)教學目標
根據新課程標準,我設計如下的三維目標。
1.知識目標:
(1)認識力的分解同樣遵守平行四邊形定則,可以有無數組解。
(2)知道力按作用效果分解,并能根據具體情況運用力的平行四邊形定則根據幾何關系求解分力。
2.過程與方法:
(1)在過程中觀察合力與分力關系,會分析物體受力及作用效果。
(2)通過具體實例,了解力的分解。
(3)知道某些情況下,分力可以比合力大,而且可大很多。
3.情感目標:
培養分析觀察能力,物理思維能力和科學的研究態度。
(三)教學重點和難點
教學重點:
掌握力的分解方法對學生運用牛頓第二定律,特別是為以后學習動力學知識更為重要。因此我確定本節的重點內容為:力的分解方法。
教學難點:
目前學生的主要困惑是:如何正確分解一個已知力?因此我把本節課的難點內容確定為:如何根據力的作用效果確定兩個分力的方向
二、說教法與學法
在教法上采用實驗演示、師生討論的教學方法。學法上讓學生觀察實驗、實驗探究、分組交流等,使學生主動、積極參與到學習中來,充分體現了學生的主體地位,讓學生在動手探究的過程中體驗和發現成功的喜悅。
三、說學情分析
學生通過前面知識的學習,已掌握了合力與分力的等效替代的方法,并通過力的圖示法認識了力的平行四邊形定則,為本節課的探究學習奠定基礎。
四、教學設計流程圖
五、說教學過程
基于以上分析,為使本堂課圍繞重點、突破難點,同時讓學生在課堂教學中能力得到提高,我設計如下教學過程。
(一)新課引入
創設情景(視頻播放)
為什么人從繩子的中間用力拉時能夠容易把車拉動呢?
設計意圖:我從生活情景中引入新課,是為了激發學生的好奇心,活躍課堂學習氛圍,同時能培養學生學習物理的興趣。
(二)新課教學
⑴復習力的合成,便于學生學習新課。
⑵提出問題:力的分解應如何進行?
結論:力的分解是力的合成的逆運算。
⑶如何確定兩個分力的方向呢?根據平行四邊形定則來分解又如何呢?
這樣設計是使學生明確已知一個力,如果根據平行四邊形定則可以作出無數多個分力。
如果給定兩個分力的方向,分解的答案能唯一確定嗎?
⑷探究Ⅰ(演示實驗)
觀察在斜面上的小車,其重力產生的效果。
步驟一:傾角不變情況下,在小車上一大鉤碼,待穩定后引導學生觀察。
步驟二:在小車重力不變情況下,改變傾斜角,引導學生觀察。
設計意圖:用軟的薄板做斜面是使小車重力壓斜面的效果更加的明顯;用彈簧是讓學生更容易觀察小車重力產生沿著斜面向下滑的作用效果。
課堂訓練:已知一個力,根據這個力的作用效果來確定兩個分力的方向,接著根據平行四邊形定則計算分力的大小。
目的:讓學生及時的應用知識。
⑸探究Ⅱ(分組實驗)
設問:如圖,大人斜向上拉車的力產生哪些效果?
[器材](每兩個學生一套)臺秤、木塊(一側面帶羊眼)、夾有滑輪的支架各一個,鉤碼細線若干。
[步驟] ①把木塊放在臺秤上,如圖,在實驗記錄表中第一行記錄臺秤的讀數。
②用細繩一端與木塊上的羊眼相連,另一端與鉤碼相連,并把繩子掛在支架上的滑輪上。保持滑輪的高度不變,增加繩上的鉤碼,在表中記錄臺秤相應的讀數。
③保持鉤碼不變,改變滑輪的高度h,在表格中記錄臺秤相應的讀數。
滑輪的高度 ── h1 h2 h3 h4
懸掛鉤碼的重力 ──
臺秤的讀數
豎直向上拉的效果力 ──
結論 2 3 4 5
設計意圖:通過探究實驗,讓學生親自體驗科學探究過程,并在探究的過程中突破教學重點和難點。使學生明確斜向上的拉力產生兩個作用效果,一個是豎直向上拉物體的作用效果,另一個作用效果是使物體向前滑動。
課堂訓練:已知一個力,根據這個力的作用效果來確定兩個分力的方向,接著根據平行四邊形定則計算分力的大小。
結論:確定兩個分力的方向后,根據幾何知識就能計算分力的大小。
設計意圖:培養學生利用知識去分析問題、解決問題,同時提高學生應用知識的能力。
⑹利用力的分解知識解釋下列現象
①呼應新課引入(視頻播放)
設問:為什么人從繩子中間拉車時更容易把車拉動呢?
為什么將繩子逐漸拉開時,繩子會斷呢?
②動畫演示。
設計意圖:創造一個充滿活力的課堂,培養學生應用物理知識來解決生活問題,讓學生從生活走進物理,從物理走進生活。同時使用動畫演示,使課堂教學的效率大大提高。
⑺小結與作業
小結:
①根據力的實際效果進行力的分解。
②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。
布置作業:70頁的第2、第3題
設計意圖:培養學生分析物理問題、解決物理問題的能力。
⑻板書設計:
①根據力的實際效果進行力的分解。
②根據力的平行四邊形定則計算分力的大小。
③分力可以比合力大。
設計意圖:把整節課的重點內容呈現給學生,讓學生一目了然。
第五篇:高中物理必修一4.3 力的平衡 教案2
《力的平衡》教學案例
一.教學目標: 1.知識目標
1)知道平衡狀態和平衡力的概念 2)了解共點力作用下物體平衡的概念 3)知道共點力的平衡條件 2.能力目標:
1)通過課堂小實驗,培養學生實驗觀察能力。
2)通過設計實驗探究物體的平衡條件,培養了學生的科學探究能力和實驗能力。
3)通過課堂練習,訓練學生進行知識遷移及應用 3.情感目標:
通過互相交流共同設計實驗方案,培養學生與他人合作的精神;通過先從實驗探究,再從理論上總結共點力作用下物體的平衡條件,然后再應用,培養學生科學探究精神和理論聯系實驗、實際的科學態度。
二.教學設計: 1.學習任務分析:
本節是新課程(魯科版)第五章第三節的內容。本節學習共點力作用下物體的平衡,內容包括共點力作用下物體的平衡狀態、共點力
作用下物體的平衡條件和力的平衡。共點力平衡問題是高中物理的重要內容之一,它涉及力的概念、受力分析、力的合成與分解、列方程運算等多方面物理知識和能力的綜合性問題,是高一物理的難點,同時是解決高中力學問題的基礎。另外,平衡問題中,涉及到的各種物理模型,在今后物理學習中會經常見到,對高一學生來講,這些都是一些基本的模型素材。因此,學好本節課對今后力學學習意義重大。但剛開始學習時,力的平衡理論并不難掌握,只是后續應用較為困難。由此確定:本節課的教學重點是共點力作用下物體的平衡條件,難點是實驗探究共點力作用下物體的平衡條件并加以簡單應用。2.學習者分析:
學生在初中學習過牛頓第一定律,理解共點力作用下物體的平衡狀態會比較容易;利用前面學過的知識分析推出共點力作用下物體的平衡條件,學生也不會有太大困難,教師只需適當點撥即可;但學生在設計實驗并通過實驗探究共點力作用下物體的平衡條件時會感到比較困難,教師要給予及時的引導,并可通過學生相互討論共同解決。
3.設計理念:
1.“興趣是最好的老師”,而要引發學生的學習興趣,就要創建一定的教學情景。課堂中通過多媒體的應用、演示實驗、學生動手探究實驗、學生討論及展示等課堂景觀,激發學生的學習激情及學習自主性。
2.不少同學感到物理難,就難在物理規律的應用上。本節課創造性的引導學生,將原本是平衡條件的推導與應用的結論,讓學生自己通過實驗探究、總結,將有利于學生對規律的理解與應用。根據科學探究的基本模式:提出問題→猜想假設→實驗驗證→得出結論。在教學設計中,首先復習物體的平衡狀態,接著利用幾個同學拉繩子的小實驗,引導學生通過觀察實驗現象,然后提出問題:請同學們設計一個實驗來研究物體的平衡條件,激發學生的探究興趣。接著在教師的引導下讓學生設計實驗,充分發揮學生的自主學習、應用的激情,對設計中碰到的問題,讓同學們互相交流共同解決,培養學生交流與合作精神。最后,通過實驗交流,得出結論。整個過程培養了學生的科學探究精神和物理實驗能力。
三.教學過程及幾個重要片斷: 場景一:課堂預備階段:
上課預備鈴響后,老師并沒有立即上課,而是請一位同學走上講臺。只見他先將一本課本頂在右手食指間上,旋轉起來。同學嘩然:太簡單了,再來一個。于是該同學又將另一本課本同時頂在左手食指旋轉,并大步向前走動起來。頓時教室一片掌聲,大家臉上都是笑容??
點評:這是一節公開示范課,同學們面對眾多的聽課老師及攝像鏡頭,難免心中有怯。如何在上課伊始就調整好同學們的情緒并使大家放松自然地進入課堂,是此堂課能否成功的第一關卡。此課預備階段的處
理方式,也引起眾多老師對課堂2分鐘預備時間如何利用的思考。
(一)、導入新課:
用投影片出示本節課的學習目標:
1.知道平衡狀態和平衡力的概念 2.了解共點力作用下物體平衡的概念 3.知道共點力的平衡條件
投影多媒體圖片:馬踏飛燕,懸空寺,飛行中的飛機等
設問:什么是物體的平衡狀態?
(二)、新課教學
1.(板書)
一、物體的平衡狀態
(引導學生回顧牛頓第一定律并回答)保持靜止狀態或保持勻速直線運動狀態
2.設問:物體在什么條件下才能處于平衡狀態?(學生回答)不受任何外力或受到兩個平衡力
設問:如果物體在互成角度的三個共點力作用下,處于平衡狀態,這三力的大小、方向應該滿足什么條件? 場景二:課堂演示實驗:
老師將三條繩子系在一個節上,請三位同學上前分別拉住三條繩索,互成角度地拉繩節。師問:如何描述繩節受到三個力的方向? 生答:繩節受到三個力為沿繩方向,只要觀察繩子的方向即可。師問:這三個力方向間有什么關系?
生1答:不在同一直線上。生2答:不在同一側。?? 師問:三個力會共面嗎?(學生七嘴八舌,沒有統一意見)
此時,老師將一片白木板貼近繩節,任意調整三條繩索的方向,學生頓時恍然:如果物體在互成角度的三個力共點作用下,處于平衡狀態,這三力必共面。
點評:實驗觀察能力是高中物理教學中必須重視培養的基本能力之一,如何在教學中步步引導,使學生學會觀察,學會思考,并帶動能力的提升,值得我們更多的嘗試與探索。此段教學老師在演示同時,語言引導步步深入,誘發學生更細致觀察;當學生觀察有一定障礙時,能借助簡單道具顯示復雜問題,足以體現教學智慧。
3.教師提問:如果三個力共面又共點,我們怎么研究這三個力之間的關系?
(學生討論、回答實驗設計思路):利用彈簧秤互成角度拉細繩,記錄繩子的方向及彈簧秤的讀數,用力的圖示將三個共點力描繪在白紙上。
進一步提問:你的猜測是什么?你準備怎么做?需要哪些儀器?桌面上都有嗎?需要幾個人配合?你們怎么分工?如何驗證你的結論?
(學生討論確定實驗方法)合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等
學生討論實驗方案,并分小組進行實驗。
(拓展思考)如果物體受到的共點力不止三個呢?你的結論能推廣嗎? 場景三:課堂實驗結果展示:
實驗結束后,由幾組有代表性的小組上臺展示,介紹實驗過程、數據處理方法及結論。這些小組采用不同的方法和思路,各有各的特點。上臺展示實驗成果的學生自信、大方,語言流暢,小組成員間有較好的分工與合作。
點評:新課程理念中,學生是課堂的主體,要在課堂上給學生以充分的表現空間。本堂課先是讓學生自主探究,后又給足學生們的交流、展示時間,很好的體現了新課程理念。當然,這會使教學容量受到一定影響。
4.總結結論:
(1)物體在共點力作用下處于平衡狀態,力的平衡條件為合力為零
(2)在共點下作用下的物體,如果所受合力為零,一定處于平衡狀態
(3)推論:
a.當物體受到三個力共點力的作用而平衡時,其中的任意一個力必定與余下的兩力的合力等大反向。
b.當物體受到三個力共點力的作用而平衡時,任意建立直
角坐標系并分解不在坐標軸的力,沿兩個坐標軸方向的合力均為零
c.三個共點力構成封閉的三角形
(引導學生將此推論拓展到多個共點力平衡時的情景)
(三)、練習鞏固
1.課堂例題:用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上,如圖所示,若鳥籠重19.6N,求繩子OA和OB的拉力各是多大?(啟發學生用剛剛的實驗結論求解)
2.作業:思考課本P93的1、2、3、7;完成課本P93的5、6、8(做在作業紙上)
四.教學反思:
本節課的重點是共點力作用下物體的平衡條件,這個條件得出后,學生是比較容易接受這個結論的。關鍵在于接受與掌握之間還有一定的差距,許多學生結論都能朗朗上口,但一到應用就手足無措。因此本節課創造性的引導學生,將原本是平衡條件的推導與應用的結論,讓學生自己通過實驗探究、總結得出。學生對自己實驗得到的方法和結論印象深刻,這有利于學生對規律的理解,最后通過例題讓學生體會到結論的應用。這是這節課的一個突破方面。
鼓勵學生大膽質疑,積極思考,獨創性地進行實驗,這也是本節課著力引導的一方面。雖然學生的思維不可能脫離前幾節課的合成與分解的思路,但多種角度、方法的引導將有利于學生開拓性思維的培
養。
不足之處在于:由于時間、器材等條件的限制,學生的實驗局限性較大;并且本意是探究性實驗,由于學生對課本的預習較為透徹,對結論很熟悉,容易演變成驗證性的實驗。有部分學生對驗證類的實驗興趣不大,將會影響實驗的積極性及實驗效果。