高中物理:3.5《力的分解》教案(新人教版必修1)
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第五节 力的分解
科目 物理 年级 作者 时间 年 月 日
课题 第五节 力的分解
教学目标 ︵
知识
能
力品
德
︶ 1、知识与技能:知道什么是分力及力的分解的含义。理解力的分解的方法,会用三角形知识求分力。会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。能够区分矢量与标量。
2、过程与方法: 强化“等效替代”的思想。培养观察、实验能力。
3、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。培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
教材分析 ︵
重点难点
︶ 重点: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:分力与合力的等效替代关系。根据力的实际作用效果进行力的分解。
时序 教学操作过程设计
一、引入新课
复习提问什么是合力、分力、力的合成;力的合成所遵守的法则是什么?合力与分力的关系怎样?
二、新课教学
1、力的分解
学生阅读课文并讨论:
1、斜向上对杆的拉力F产生了什么效果?
2、这样的效果能不能用两个力F1和F2来实现?方向怎样?
3、F1和F2与 F产生的效果是相同的,那么能个能用F1和F2来代替F呢?
观察示意图,讨论:
1、一个效果是使耙克服泥土的阻力前进,另一个效果是把耙向上提。
2、一个水平的力F1使耙前进,一个竖直向上的力F2把耙向上提。
总结:
1、F可以用 F1和 F2来代替,F1和 F2就是力F的分力。求一个力的分力叫做力的分解。
2、而F1和F2的合力就应该是F。这说明力的分解和力的合成是怎样的关系?
既然力的分解是力的合成的逆运算,那么力的分解也必然遵循平行四边形定则,即把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力。而我们知道一条对角线可以做出无数个平行四边形,那么在进行力的分解的时候,可以有无数组解。
(可以在图中比较一下合力与分力的大小关系)
但在解决实际问题过程中能不能随意分解呢?
教师活动:教师引导学生思考;
l、悬挂钩码后产生的拉力可以怎样分解呢?
2、为什么这么分解呢?
学生活动:学生讨论后进行作答:
1、悬挂钩码后产生的拉力可以分解成一个沿细线方向向外的拉力,一个沿铅笔向里的压力。
2、因为悬挂钩码后产生的拉力在这两个方向上产生了两个效果。
教师活动:教师引导学生总结:
那么在实际问题中进行力的分解时应遵循什么原则?
学生活动:学生讨论后进行作答:
按照力的实际作用效果进行分解。
总结:对于力的分解,学生比较容易理解,而对于力的分解要按照力的实际作用效果进行分解这一点,较难理解。这里加了一个学生参与,并可以亲身体会力的作用效果的这个小实验,激发学生的学习兴趣,培养学生动手操作和分析实际问题的能力,归纳问题的能力。
学生活动:在教师引导下,积极思考,抽象出物理模型培养学生建立物理模型。
点评:培养学生建立物理模型,在模型中分析实际问题的能力。
教师活动:演示:用薄塑料板做斜面,将小车放在斜面上,让学生观察现象。教师引导:在斜面上运动的物体受到重力的作用,但它并没有竖直下落,而是要沿斜面下滑,那么在物体运动过程中重力产生了怎样的效果呢?
教师重点引导,必须让学生明确一定是力在受力物体上产生的效果。
学生活动:学生经过观察、思考、讨论,看到的现象:斜面被压弯,同时小车沿斜面下滑。在教师引导下得到:
一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面。
教师活动:既然重力产生了这两个效果,那么重力应怎样分解呢?
学生活动:可以分解为:一个沿斜面向下的力F1,一个垂直斜面向下的力F2。
点评:运用所学方法,解决实际问题
教师活动:假设这个斜面的倾角为θ,那么重力的分力与倾角有什么关系?试写出表达式。
学生活动:学生独立推导,交流总结: 12sincosFGFG
(三)典例分析
1、一个力,如果它的两个分力的作用线已经给定,分解结果可能有 种(注意:两分力作用线与该力作用线不重合)
解析:作出力分解时的平行四边形,可知分解结果只能有1种。
2、一个力,若它的一个分力作用线已经给定(与该力不共线),另外一个分力的大小任意给定,分解结果可能有 种
答案:3种
3、有一个力大小为100N,将它分解为两个力,已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为30°。那么,它的另一个分力的最小值是 N,与该力的夹角为
答案:50N,60°
4、分解一个力,若已知它的一个分力的大小和另一个分力的方向,以下正确的是
A.只有惟一一组解 B.一定有两组解
C.可能有无数组解 D.可能有两组解
解析:分解一个力,若已知其中一个分力的方向,可作出另一个分力的最小值,如图所示,F2=F sinθ.
(1)当F2<F sinθ,无解
(2)当F2=F sinθ,有惟一解
(3)当F sinθ<F2<F时,有两组解
(4)当F2>F时,有惟一解,所以正确答案是D.
点评:利用几何知识求最小值是解本题的关键.
5、如图所示,重力G=100N的物体置于水平面上,给物体施加一个与水平面成θ=30°的拉力F,F=20N,受到力F作用后物体仍然处于静止状态.求:
①物体受到的支持力.
②物体受到的摩擦力.
答案:①90N,②17.3N
课后作业
1、课外研究:在日常生活中,我们经常会看到在不同的场合要用到不同的菜刀,那么刀刃的锐与钝、刀背的厚与薄与我们今天学习的知识有联系吗?课后讨论并说明你的看法。
教
学
后
记