力的分解
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
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.
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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.
(2)已知一个分力的大小和方向,求另一个分力.
已知合力F及其一个分力F1的大小和方向时,先连接F和F1的矢端,再过O点作射线OA与之平行,然后过合力F的矢端作分力F1的平行线与OA相交,即得到另一个分力F2,如图所示.
分力方向的确定:
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.
例1、教材P65例
把一个物体放在斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不能竖直下落,而要沿着斜面下滑,同时使斜面受到压力,重力产生两个效果:使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面,因此重力G可以分解为平行于斜面使物体下滑的分力F1
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和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2.
F1=Gsinθ
F2=Fcosθ
例2、将铺有海锦的木板及斜面按图所示放置,让木板呈竖直方向,并在两者之间放置一个球体,球体受到竖直向下的重力,同时又受到木板及斜面的支持力而处于静止状态,故重力在垂直于木板和斜面方向产生两个效果:使物体紧压木板和斜面.(海锦受压可以观察出来)因此,重力G可以分解为垂直于木板和斜面方向的两个分力F1和F2.
F1=Gtanθ
F2=G/cosθ
综上所述:虽然一个力可以分解为无数对力,但在具体问题中,一定要按照力的效果分解,才是合理的分解.
矢量相加的法则
既有大小,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.只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量叫做标量.
力、速度是矢量;长度、质量、时间、温度、能量、电流强度等物理量是标量.
(四)反思总结、当堂检测(参考导学案)
力的分解--平行四边形定则—力的作用效果
(五)发导学案、布置预习
(六)作业:
九、板书设计
一、概念:力的分解
二、怎样分解一个力
1、无数对 2、唯一性的条件
结论: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。
例1、
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例2、
三、矢量相加的法则
十、教学反思
1、学生对将一个力按照作用效果分解,理解接受较好,困难是怎样确定力的作用效果,老师应该在这个方面下点功夫。
2、本节课时间45分钟,其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟,探究怎样分解一个力10分钟,例题10分钟,反思总结当堂检测5分钟左右,其余环节15分钟,能够完成教学内容。
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