《力的分解 第1课时》教学设计【物理鲁科版高中必修第一册（新课标）】

2/2第2节力的分解教学目标1.知道什么是力的分解，理解力的分解是力的合成的逆运算。2.知道一个力的分解方案有无数多种，能灵活地根据力的作用效果对力进行分解。3.知道力的分解的一般方法，理解力的分解的定解条件。教学重难点教学重点力的分解方法、按力的作用效果进行力的分解、力的分解的定解条件教学难点按力的作用效果进行力的分解、力的分解的定解条件教学准备多媒体课件教学过程新课引入教师活动：展示盘山公路的图片。教师设问：山区的公路一般都是直的。请大家思考，这些公路可不可修成直的，这样既可减少车辆行驶的距离，又可节约修路成本？讲授新课一、力的分解教师活动：讲解力的分解的概念。多个力同时作用在一个物体上，可产生一个总的效果。反之，作用在物体上的一个力，也可产生多个效果。教师活动：展示人拉车的图片，分析人的拉力产生的作用效果。人对车的拉力是斜向上的。这个拉力产生两个作用效果，一个是使车向前行进，另一个作用效果是有使车向上抬起的趋势。这个拉力的作用效果可用两个共同作用于这个车的力来代替，一个是水平方向上的力，另一个是竖直向上的力。求一个已知力的分力的过程称为力的分解。两个力可合成为一个合力，一个力也可分解为两个分力。实际上，在力的合成中，组成合力的每一个力都可视为分力。所以，力的分解是力的合成的逆运算，力的分解同样遵循平行四边形定则。教师活动：讲解力的分解方式不是唯一的。理论上，不论有多少个共点力，都可以用一个合力来等效替代。当各分力已知时，合力是唯一确定的。反之，一个力也可用多个分力来等效替代，但因为对同一条对角线可作出无数个平行四边形，所以合力的分解方式也是多种多样的。在实际进行力的分解时，常根据力的作用效果进行分解。教师活动：讲解力的分解的定解条件。二、力的正交分解教师活动：讲解力的正交分解。在许多情况下，为了计算方便，可把一个力分解为两个互相垂直的分力，这种分解方法称为力的正交分解。教师活动：以拉车为例，讲解根据力的作用效果对力进行分解。设人对车的拉力为F，且此力与水平面的夹角为θ。沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系，将人拉力的力F沿x轴、y轴分解可得Fx=FcosθFy=Fsinθ这样，水平方向的分力产生使前进的效果，竖直方向的分力产生向上提车的效果。教师活动：以人在直线滑梯下滑为例，讲解根据力的作用效果对力进行分解。设人所受的重力为G，斜面的与水平面的夹角为θ。分别以沿斜面向下、垂直于斜面向下为x、y轴正方向，建立直角坐标系。这时可将重力分解为G1=GsinθG2=Gcosθ沿斜面向下的分力使人向下滑动，垂直于斜面向下的分力使人紧压斜面。三、力的分解的应用教师活动：展示盘山公路的图片。教师设问：为什么山上较多的公路为盘山公路，而不是直的公路？学生活动：学生之间讨论教师所提问题，然后举手回答。教师活动：从力的分解角度讲解盘山公路的意义。斜面越陡，倾角θ就越大，分力G1也就越大，分力G2则越小。汽车上坡时，需克服分力G1的阻碍作用；下坡时，分力G1产生使车下滑的效果。因此，修建盘山公路和很长的引桥等是为了减小坡度，使汽车上坡时更容易、下坡时更安全。教师活动：展示石拱桥的图片，讲解石拱桥石块所受重力的分力，在讲解确定重力的分力时留意讲解按力的作用效果求分力。典题剖析例1如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球分别用光滑挡板A、B挡住，挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，则两挡板受到小球的压力大小之比为多大？斜面受到两小球的压力大小之比为多大？答案：1∶cosθ1∶cos2θ解析：对小球1所受的重力来说，其效果有二：第一，使小球沿水平方向挤压挡板；第二，使小球垂直压紧斜面。因此，力的分解如图甲所示，由此可得两个分力的大小分别为F1＝Gtanθ，F2＝eq\f(G,cosθ)。对小球2所受的重力G来说，其效果有二：第一，使小球垂直挤压挡板；第二，使小球垂直压紧斜面。因此，力的分解如图乙所示，由此可得两个分力的大小分别为F3＝Gsinθ，F4＝Gcosθ。由力的相互性可知，挡板A、B受到小球的压力之比为F1∶F3＝1∶cosθ，斜面受到两小球的压力之比为F2∶F4＝1∶cos2θ。例2在日常生活中，力的分解有着广泛的应用，如图为用斧子把树桩劈开的图示，斧子对木桩施加一个向下的力F时，产生了大小相等的两个侧向分力F1、F2，下列关系正确的是()A．F＝2F1sineq\f(θ,2) B．F＝2