力的合成与分解

1、力的合成与分解最后几个问题的处理河南省洛阳机车中学常城【教学内容】高一物理第一册第一章第六节“力的分解”。【教学过程】师：第一章静力学我们已经基本结束了，还剩余几个小问题，借 此机会，我们共同讨论一下。曾经有一位同学在课下拿一枝钢笔问我：“老师，这枝钢笔的重心如何测定呢 ？"现在，我反过来问大家，钢 笔的重心如何测定呢？（从怀中掏出一枝钢笔）生：（小声讨论）师：（将学生分成四组）下面各组进行讨论。（教师走下讲台，到小组中听学生的讨论情况，并加以询问和指导。）师：有没有讨论好的方案？生1:（举手）将一根细线系在钢笔上，使钢笔水平静止，则细 线在钢笔上所系位置即为重心。师：你能谈谈你为什

2、么这样做吗？生1:钢笔水平静止，受自身重力和悬线拉力，二力是一对平衡师：重心和重力的作用线有什么关系呢 ？生1:重心一定在重力的作用线上，而钢笔重心一定在钢笔上， 所以钢笔重心一定处在重力作用线与钢笔的交点上。师：相当好！还有其他方案吗？生2:（用手指托一枝钢笔）就这样，当钢笔处于水平位置且平 衡时，手指的位置就是钢笔重心位置。师：这个方法也可以，（示意乙坐下）甲乙两位同学的实验思路 都挺好，但实验的精度不高，实验的难度也有些大，比如：第二个试 验，手指毕竟相对太宽，这样重心的位置不太准。若用一刀片去替代 手指，准确度就提高了，但实验难度大大增加了；第一个实验的难度 也比较大。我们有没有更好、

3、更简单的方法能比较精确地测定出钢笔 重心的位置呢？青回顾：课本中用悬挂法测量薄板（平面物体）重心 的方法。（教师和学生们一起看课件，回顾测量过程。）师：提一个问题，若用两绳同时将重物悬挂起来，这将变成一 个生（思考后回答）：三力平衡问题师：（演示课件）若用一个细长的木条替代薄板水平放置，处于 静止状态，则其受力分析应不变，（边演示课件边讲）重力方向竖直 向下，重力的作用线过ab与de的交点，将重力作用线反向延长交细 木条于一点。因为细木条的重心必在自身上，重力的作用线又必过重 心。所以，这交点即是细木条重心。（教师留给学生一点时间，让其思考。）师：在这里，我们实际上应用了三力汇交原理。（演示课

4、件，课件内容：物体在作用线共面的三个非平行力的作用下处于平衡状态时， 这三个力的作用线必交于一点。）师：我再次提问：如何确定钢笔重心位置，大家分组讨论。（几分钟后）生3:（举手）用两根细线将钢笔悬挂，将两根细线的反向延长 线交于一点，重力作用线必过这一点，将重力作用线反向延长交钢笔 一点，这一点就是重心。生4:补充一点，钢笔应水平放置。师：很好。下面我们看一道习题，巩固一下我们的知识。（教师演示课件，师生共同处理习题。）师：下面我们研究第二个问题。轮船在下海试航时，通常将轮船放在一个斜面上，轮船由斜面滑向水中。如果设计不够精确，轮船将 会静止在斜面上。轮船在斜面上静止释放后能否下滑与哪些因素有

5、关 呢？我们不妨建立一个物理模型：将一个物块静止放在斜面上，研究 它能否下滑。（演示课件）师：将一个物块放在斜面上，受到几个力的作用 ？生5:三个力。师：哪三个力？生5:重力、支持力、摩擦力。师：物体现在平衡吗？生5:平衡。共2页，当前第1页12师：我们现在是要讨论物体静止与否啊！生5:那不一定平衡。师：对，我们应讨论才是。对于目前物体的受力情况，大家准备采取何种分析方法呢？生6:（举手）用正交分解。师：可以试试。生6:在平行于斜面方向上建立 x轴，垂直于斜面方向上建立 y 轴。将重力沿x轴分解为gsin 0 ,沿y轴分解为gcosO。师：如此一来，我们要研究物体能否下滑，只需研究 x轴上的受

6、 力情况即可。那么下面怎么办呢？青大家讨论。（学生分组讨论，教师走下来观察询问学生讨论情况。）一组学生讨论提出分两种情况，一种是静止下滑，另一种是静止 不动。师：好！我们试着分析一下，请你们组的一位同学来谈一下你们 的方案。生7：若物体静止释放后下滑，说明重力的下滑分力大于滑动摩 擦力。师：继续。生7:包骨二小门师：这里的n是斜面对物体的支持力吗？生7:不是师：两者是什么关系？生7:平衡力。师（吃惊）：平衡力？生7:作用力与反作用力。师：作用力与反作用力和平衡力的最大区别在于， 平衡力是作用在一个物体上，而作用力与反作用力是作用在两个物体上。请继续生 7: w n= w gcosO 所以 ta

7、 < tan 0师：请继续。生7:完了。师：还有另一种情况呢？生7:（沉默）师：已经很不错了，同桌能帮帮忙吗？生8:还有一种情况，就是物体静止不动。师：说明什么？生8:说明摩擦力大于重力的下滑分力。师：物体受力平衡吗？生8:摩擦力等于重力的下滑分力。师：摩擦力怎么表示？生8:摩擦力为静摩擦力。师：怎么表示？生8:静摩擦力没有公式。师：那怎么办？（学生沉默）师：请各组继续讨论。（几分钟后）师：有结果吗？生9:（举手）考虑最大静摩擦力。静摩擦力总比最大静摩擦力小。师：继续。生9:最大静摩擦力师：老师在讲最大静摩擦力时总要强调一个知识点生：（思考）最大静摩擦力要比滑动摩擦力略大一点。师：若我们

8、忽略这一点差别，则最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。大家替你清除了阻碍，请你继续。生9:最大静摩擦力就等于w gcosO ,也就是gsin 0 < g gcosO 得 w > tan 8。师：很好，综合上述情况讨论，哪些因素会影响物体的静止与否呢？生10: 一个是动摩擦因数w , 一个是斜面倾角0 o师：是否物体的质量越大，物体就越不容易下滑呢 ？生10:不是，物体下滑与否与物体的质量无关。师：理解得相当好，请坐。下课铃声响起，课到此结束。点评：研究性学习是一种最佳的学习方式。它主张传授知识和培养能力 兼顾，而以培养能力主为。常城老师进行了一次可贵的探索和实践。 他并不很在意问题的结论，却相当注