人教版高中物理必修第1册 3.5 力的合成和分解
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必修一 3.5 力的分解(教案)
一、教材分析
本节课是必修一的重点,是对平行四边形定则的具体应用,是研究力的平衡的基础,也是学习牛顿运动定律的基础。本节课的内容包括,力的分解、矢量、标量等概念,以及矢量相加的法则。
本节课有两个关键点,一是力的分解遵循平行四边形定则,二是一个已知力究竟分解到哪两个方向上去,要根据实际情况,由力的效果来决定。
二、教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是分力及力的分解的含义。
2、理解力的分解的方法,会用三角形知识求分力。
(二)过程与方法
1、培养运用数学工具解决物理问题的能力。
2、培养用物理语言分析问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过分析日常现象,培养学生探究周围事物的习惯。
三、重点难点 力的分解
四、学情分析
走班制A层次,基础较好,接受能力较强,但是班内学生的水平差别较大。
五、教学方法 演示、分析、归纳
六、课前准备
弹簧秤、橡皮筋、铺有海锦的斜面及木板.
七、课时安排 1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情境导入、展示目标
ⅠⅡ
用两个弹簧秤和一根绳,连接如图所示,绳下挂一个砝码.O点有大小F=mg的力竖直向下作用,这个力有两个效果:沿两弹簧伸长的方向分别对弹簧Ⅰ和Ⅱ施加拉力F1和F2,且F1和F2分别使它们产生拉伸形变,可见力F可以用两个力F1和F2代替.
几个力共同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那个力的分力. 求一个已知力的分力叫做力的分解.
(三)合作探究、精讲点拨
如何分解?力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则.把一个力(合力)F作为平行四边形的对角线,然后依据力的效果画出两个分力的方向,进而作出平行四边形,就可得到两个分力F1和F2.
力的分解讨论
1、一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,如图所示.
2、分力的唯一性条件
(1)已知两个分力的方向,求分力.将力F分解为沿OA、OB两个方向上的分力时,可以从F矢端分别作OA、OB的平行线,即可得到两个分力F1和F2. 如图所示.
3.4 《力的合成和分解》教学设计
一、教材分析
学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法,在第一章也初步接触过位移的矢量合成,本节的内容进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。
教科书首先结合提水桶、吊灯悬吊在天花板上等实例,根据等效思想提出合力与分力的概念;然后提出力的合成和分解的探究问题,并设计实验进行探究,得出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则;最后,从物理量运算的角度,提升对矢量和标量的认识。
二、学情分析
对于本章来说,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。
在这一节中,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。
三、教学建议
平行四边形定则是本节的重点和难点。这个定则是矢量运算普遍遵从的法则,对后续学习具有重要影响,因此本节内容是整个高中物理的重要内容,是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容,因此平行四边形定则是学习的重点。矢量运算的法则完全不同于算术运算法则,从思维方式上看对学生来说具有较大的跨度,因此平行四边形定则是学生学习的难点。
四、教学目标和教学重难点
1、教学目标
(1)、知道合力与分力的概念,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)、会利用作图和三角函数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。
教学设计方案
课题名称:力的分解
姓名: 工作单位:
学科年级: 高一 教材版本: 人民教育出版社
一、教学内容分析
“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,是力的合成的逆运算。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,是高中物理中很重要的内容,尤其力的正交分解法是解决平衡问题和牛顿运动定律应用问题的重要基础。
二、教学目标
1.知识与技能:
(1)使学生在力的合成知识的基础上,正确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行定则。进一步强化“等效代替”的物理学思想和方法。
(2)使学生初步掌握根据具体的物理情境应用平行四边形定则进行力的分解的方法。
2.过程与方法:
(1)进一步强化“等效代替”的物理学思想和方法。
(2)培养学生的观察、实验能力和运用数学工具解决物理问题的能力。
3.情感态度与价值观:
(1)培养学生参与课堂活动的热情和将所学知识应用到生产实践的意识与勇气。
(2)联系实际,结合教材内容激发学生的求知欲望,培养学生研究周围事物的习惯
重点: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。
难点:力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。 三、学习者特征分析
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。但本节课涉及到力的分解的多解性以及怎样按照力的作用效果对力进行分解,对学生来说难度较大,尤其是根据力的作用效果来确定两分力的方向,学生往往不易理解,在这里应作为教学中的一个难点。
四、教学过程
五、教学策略选择与信息技术融合的设计
1 / 3 3.4 力的合成和分解
教学目标:
1.体会等效替代的思想,知道合力与分力的概念
2.通过实验探究得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边定则
3.会利用作图和三角函数知识求解合力或分力
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。能区分标量和矢量。
教学过程:
一.导入
通如图所示,一个静止的物体在某平面上受到5个力的作用,你能判断它将向哪个方向运动吗?引导得出问题能否用“一个力的单独作用替代两个力或多个力的共同作用,而效果不变”,上述问题也就迎刃而解啦。我们今天就来学习这个问题。
在讲解合力和分力之前先让学生了解共点力,同时通过曹冲称象故事让学生先对等效替代有个认识。
二.力的合成和分解
通过上图引导学生得出有时一个力单独作用与几个力共同作用,其效果相同。进而得出合力和分力的概念,知道合力和分力之间是一种等效替代的关系。
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,这个力就叫作那几个力的合力。
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,这几个力就叫作那个力的分力。
三.力的合成
.求几个力的合力的过程叫作力的合成
1.同一直线上力的合成(该内容在初中接触过学生理解起来比较容易)
同向相加 方向相减(方向与较大那个力的方向相同)
2.问题:不在同一直线上的两个力的合成是求和吗
演示实验:
1.让两个有夹角的弹簧测力计一起提起一个物体,读数。
2.用一个弹簧测力计提起同一个物体,读数
结论:当两个力方向互成角度时,合力大小不再等于两分力大小之和。 即 F≠F1+F2 等效 2 / 3 实验:探究两个互成角度的力的合成规律
实验器材:
两个弹簧秤、橡皮条、细绳、 白板、白板笔、刻度尺等
步骤1:用两个力F1、F2共同作用在橡皮条上,使橡皮条从E点伸长到O点。记下0点位置及F1、F2的大小和方向
步骤2:只用一个弹簧称将同一个橡皮条从E伸至O点。记下F的大小和方向。