《5力的分解》教学设计(安徽省县级优课)-物理教案

课题：人教版必修1第3章第5节力的分解教学设计设计人：安徽省肥西中学李春生一、教学内容分析力的分解和力的合成均是矢量运算的工具，是高中物理的基石。本节内容从拖拉机拉着耙的生产实例入手，引入力的分解概念，介绍力的分解同样遵循平行四边形定则。与力的合成相比，力的分解难点是一个确定的力可以对应无数组分解的方法，力的分解不是唯一的，教科书指出对一个已知力要根据实际情况（实际需要）来进行分解。与传统教材不同的是，教科书引入了三角形定则，指出矢量相加法则——平行四边形定则或三角形定则，最后很自然的引入了矢量和标量的概念。二、学情分析本以为学生对力的合成内容学习、理解的较好，通过上节实验课给学生零距离指导，发现学生对力的合成方法理解的还不够，因此对该节课理解起来也应该有一定的难度。鉴于此，引入新课前，对力的合成做比较有效的复习将有利于该节的学习。三、设计思想力的分解是力的合成的逆运算。要使学生理解力的平行四边形定则既是力的合成规律也是力的分解的规律，力的合成中已知两个分力作出的平行四边形是唯一的，求出的合力也是唯一的。已知一个力求它的分力则可以作出无数个平行四边形，因此有无数组解，本节内容就是利用例题来证明如何根据力的实际效果和需要来分解的。矢量相加法则是新引入的内容，主要引导学生理解三角形定则与平行四边形定则，认识二者的一致性。力的分解也在牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理的理解与应用中起着重要作用，而矢量三角形定则与平行四边形定则也是牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理、电场的叠加、带点粒子在电场中运动这些知识中必不可少的工具，因此要求学生在掌握力的分解的基础上能熟练应用矢量相加法则。四、教学目标设计知识与技能1、了解分力的概念，清楚分解是合成的逆运算；2、会用平行四边形定则作图并计算；3、了解力的分解有唯一性条件；4、能运用力的分解分析生产生活中的问题。过程与方法1、强化“等效替代”的思想；2、掌握根据力的效果进行分解的方法；情感、态度与价值观1、激发学生参与课堂活动的热情；2、培养学生将所学知识应用于生产实践的意识和勇气。五、教学重点、难点重点：1、理解力的分解是力的合成的逆运算；2、如何判定力的作用效果及分力与合力之间的关系确定。难点：1、力的分解的方法及矢量相加的法则；2、力的分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。六、教学用具朗威DISLab数据采集器、斜面上力的分解实验器（内置两个力传感器）、计算机、PowerPoint教学课件。七、课时安排：1课时八、教学过程设计（一）复习力的合成，导入新课上节课我们通过实验亲身探究体验了求共点力的合力的方法，即力的合成。最终找出了力的合成遵循平行四边形定则。在黑板上简单板演上一节课的主要实验思路：教师引导学生得出结论：合力与两分力间关系是效果相同。过渡句:本节课我们来研究力的分解及矢量相加的法则（二）力的分解（设计思路：准备分析清楚以下四个问题）◆什么是力的分解◆力为什么要分解◆力应该怎样分解◆能解决什么问题过渡句：依次进行分析，先讲第一个问题1、什么是力的分解生活实例：清洁工拖地（情景图--抽象为右图）FF1FF1F2·FF2F1教学意图：引导学生得出如下结论：★求一个力的分力叫做力的分解★用几个分力来等效替代一个力教学意图：用如下结构图向学生解释力的合成与力的分解及二者的关系，以便引出力的分解原则。合力合力F分力F1和F2合成分解等效替代板书一、力的分解求一力的分力叫做力的分解。二、力的分解也遵守平行四边形定则因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。过渡句：下面让我们来共同探究第二个问题2、力为什么要分解教学意图：通过拖拉机拉耙解释力的分解的原因★通过力的分解，可以求出一个力的两个贡献：水平拉的贡献；竖直提的贡献★通过力的分解，可以使关系由复杂变得简单过渡句：那么力应该怎样分解呢？3、力应该怎样分解教学意图：几何知识告诉我们，已知一条对角线可以作出无数个平行四边形，即已知一个力可以分解成无数组分力，那么实际问题中又该如何分解呢？★实践表明：是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行分解（用右上图向学生做一定解释）。4、能解决什么问题设计思路：利用例题，引入DIS演示实验，实验目的有两个，一是探究斜面上物体所受重力的作用效果；二是探究该重力的分解是否满足平行四边形定则。例题1：把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与G及斜面的倾角分别有什么关系？引入ＤＩＳ实验进行演示实验探究1、实验目的：（1）探究重力作用效果（2）验证力的分解法则2、实验主要器材实物图（1）数据采集器（2）斜面上力的分解实验器（内置两个力传感器）实验原始数据实验数据记录表计算表格F1F2GqF=(F1^2+F2^2)^0.5F3=G*sin(q*pi/180)F4=G*cos(q*pi/180)0.290.720.75200.77620.25650.70480.360.680.75250.76940.3170.67970.420.650.75300.77390.3750.64950.480.610.75350.77620.43020.61440.530.570.75400.77830.48210.57450.580.520.75450.7790.53030.53030.630.470.75500.7860.57450.48210.670.420.75550.79080.61440.43020.710.350.75600.79160.64950.3750.730.290.75650.78550.67970.3170.760.230.75700.7940.70480.2565平均值0.560.50.75450.78190.51040.5104实验结论：1、探究出重力的两个实际作用效果的方向，一是沿斜面向下，二是垂直斜面向下，且满足以下关系：2、探究出该情况下力的分解满足平行四边形定则，即有ru下关系：应用：1、水滑梯2、城市立交桥设计意图：培养学生分析物理问题、解决物理问题的能力。

例2：放在水平地面上的物体受到一个斜向上方的拉力F的作用,且F与水平方向成θ角,如图所示.怎样把力F按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何？练一练：从力的作用效果看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？（忽略一切摩擦） 应用：★为什么刀刃的夹角越小越锋利？板书三、有条件限制的力的分解：1.已知两分力的方向来分解力（力的方向按力所产生的实际作用效果来确定）有唯一解2.已知合力和一个分力的大小和方向有唯一解3.已知合力和两个分力的大小（F1+F2>F>F1-F2)4.已知合力F及一个分力的大小F2和另一个分力F1的方向①当F2<Fsinθ时,无解②当F2=Fsinθ时,一组解③当Fsinθ<F2<F时,两组解④当F2>F时,一组解（三）矢量相加的法则平行四边形定则：如图3－5－7所示，平行四边形的两邻边表示两个分矢量x1和x2，它们所夹的对角线表示合矢量x。线段的长度表示矢量的大小，方向由箭头指向表示。三角形定则：如图3－5－8表示，三个矢量F1、F2和F构成一个三角形，其中首尾连接的矢量F1、F2为两个分矢量，从一个矢量的箭尾指向另一个矢量的箭头的矢量F为合矢量，矢量三角形三条边的长度和方向分别表示三个矢量的大小和方向。矢量既有大小，又有方向，相加时遵从（）或（）的物理量。标量只有大小，没有方向，求和时按照（）相加的物理量。九、板书设计-----力的分解一、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、例2、三、矢量相加的法则十、教学反思优点：1、备课充分，对教材内容把握较好，重点突出，难点处理方法恰当；2、教学中采用DIS实验演示教学方式，演示实验目的清晰，操作较娴熟，借助计算机及投影仪的帮助，演示结果呈现直观、简洁，学生十分感兴趣，取得了非常好的教学效果；3、讲到力的分解学生难理解的地方，多次借助计算机动画模拟功能，帮助学生理解，并取得良好的效果；4、本节课