《5力的分解》教學(xué)設(shè)計(安徽省縣級優(yōu)課)-物理教案

課題：人教版必修1第3章第5節(jié)力的分解教學(xué)設(shè)計設(shè)計人：安徽省肥西中學(xué)李春生一、教學(xué)內(nèi)容分析力的分解和力的合成均是矢量運算的工具，是高中物理的基石。本節(jié)內(nèi)容從拖拉機(jī)拉著耙的生產(chǎn)實例入手，引入力的分解概念，介紹力的分解同樣遵循平行四邊形定則。與力的合成相比，力的分解難點是一個確定的力可以對應(yīng)無數(shù)組分解的方法，力的分解不是唯一的，教科書指出對一個已知力要根據(jù)實際情況（實際需要）來進(jìn)行分解。與傳統(tǒng)教材不同的是，教科書引入了三角形定則，指出矢量相加法則——平行四邊形定則或三角形定則，最后很自然的引入了矢量和標(biāo)量的概念。二、學(xué)情分析本以為學(xué)生對力的合成內(nèi)容學(xué)習(xí)、理解的較好，通過上節(jié)實驗課給學(xué)生零距離指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對力的合成方法理解的還不夠，因此對該節(jié)課理解起來也應(yīng)該有一定的難度。鑒于此，引入新課前，對力的合成做比較有效的復(fù)習(xí)將有利于該節(jié)的學(xué)習(xí)。三、設(shè)計思想力的分解是力的合成的逆運算。要使學(xué)生理解力的平行四邊形定則既是力的合成規(guī)律也是力的分解的規(guī)律，力的合成中已知兩個分力作出的平行四邊形是唯一的，求出的合力也是唯一的。已知一個力求它的分力則可以作出無數(shù)個平行四邊形，因此有無數(shù)組解，本節(jié)內(nèi)容就是利用例題來證明如何根據(jù)力的實際效果和需要來分解的。矢量相加法則是新引入的內(nèi)容，主要引導(dǎo)學(xué)生理解三角形定則與平行四邊形定則，認(rèn)識二者的一致性。力的分解也在牛頓第二定律、物體平衡、動量定理、動能定理的理解與應(yīng)用中起著重要作用，而矢量三角形定則與平行四邊形定則也是牛頓第二定律、物體平衡、動量定理、動能定理、電場的疊加、帶點粒子在電場中運動這些知識中必不可少的工具，因此要求學(xué)生在掌握力的分解的基礎(chǔ)上能熟練應(yīng)用矢量相加法則。四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計知識與技能1、了解分力的概念，清楚分解是合成的逆運算；2、會用平行四邊形定則作圖并計算；3、了解力的分解有唯一性條件；4、能運用力的分解分析生產(chǎn)生活中的問題。過程與方法1、強(qiáng)化“等效替代”的思想；2、掌握根據(jù)力的效果進(jìn)行分解的方法；情感、態(tài)度與價值觀1、激發(fā)學(xué)生參與課堂活動的熱情；2、培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的意識和勇氣。五、教學(xué)重點、難點重點：1、理解力的分解是力的合成的逆運算；2、如何判定力的作用效果及分力與合力之間的關(guān)系確定。難點：1、力的分解的方法及矢量相加的法則；2、力的分解時如何判斷力的作用效果及確定兩分力的方向。六、教學(xué)用具朗威DISLab數(shù)據(jù)采集器、斜面上力的分解實驗器（內(nèi)置兩個力傳感器）、計算機(jī)、PowerPoint教學(xué)課件。七、課時安排：1課時八、教學(xué)過程設(shè)計（一）復(fù)習(xí)力的合成，導(dǎo)入新課上節(jié)課我們通過實驗親身探究體驗了求共點力的合力的方法，即力的合成。最終找出了力的合成遵循平行四邊形定則。在黑板上簡單板演上一節(jié)課的主要實驗思路：教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：合力與兩分力間關(guān)系是效果相同。過渡句:本節(jié)課我們來研究力的分解及矢量相加的法則（二）力的分解（設(shè)計思路：準(zhǔn)備分析清楚以下四個問題）◆什么是力的分解◆力為什么要分解◆力應(yīng)該怎樣分解◆能解決什么問題過渡句：依次進(jìn)行分析，先講第一個問題1、什么是力的分解生活實例：清潔工拖地（情景圖--抽象為右圖）FF1FF1F2·FF2F1教學(xué)意圖：引導(dǎo)學(xué)生得出如下結(jié)論：★求一個力的分力叫做力的分解★用幾個分力來等效替代一個力教學(xué)意圖：用如下結(jié)構(gòu)圖向?qū)W生解釋力的合成與力的分解及二者的關(guān)系，以便引出力的分解原則。合力合力F分力F1和F2合成分解等效替代板書一、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邊形定則因為分力的合力就是原來被分解的那個力，所以力的分解是力的合成的逆運算，同樣遵守平行四邊形定則。過渡句：下面讓我們來共同探究第二個問題2、力為什么要分解教學(xué)意圖：通過拖拉機(jī)拉耙解釋力的分解的原因★通過力的分解，可以求出一個力的兩個貢獻(xiàn)：水平拉的貢獻(xiàn)；豎直提的貢獻(xiàn)★通過力的分解，可以使關(guān)系由復(fù)雜變得簡單過渡句：那么力應(yīng)該怎樣分解呢？3、力應(yīng)該怎樣分解教學(xué)意圖：幾何知識告訴我們，已知一條對角線可以作出無數(shù)個平行四邊形，即已知一個力可以分解成無數(shù)組分力，那么實際問題中又該如何分解呢？★實踐表明：是由研究的問題所決定的，選擇的分解方法要有利于問題的解決。一般情況下，要選擇按力的實際作用效果進(jìn)行分解（用右上圖向?qū)W生做一定解釋）。4、能解決什么問題設(shè)計思路：利用例題，引入DIS演示實驗，實驗?zāi)康挠袃蓚€，一是探究斜面上物體所受重力的作用效果；二是探究該重力的分解是否滿足平行四邊形定則。例題1：把一個物體放在傾角為θ的斜面上，物體受到豎直向下的重力，但它并不能豎直下落。從力的作用效果看，應(yīng)該怎樣將重力分解？兩個分力的大小與G及斜面的傾角分別有什么關(guān)系？引入ＤＩＳ實驗進(jìn)行演示實驗探究1、實驗?zāi)康模海?）探究重力作用效果（2）驗證力的分解法則2、實驗主要器材實物圖（1）數(shù)據(jù)采集器（2）斜面上力的分解實驗器（內(nèi)置兩個力傳感器）實驗原始數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)記錄表計算表格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實驗結(jié)論：1、探究出重力的兩個實際作用效果的方向，一是沿斜面向下，二是垂直斜面向下，且滿足以下關(guān)系：2、探究出該情況下力的分解滿足平行四邊形定則，即有ru下關(guān)系：應(yīng)用：1、水滑梯2、城市立交橋設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生分析物理問題、解決物理問題的能力。

例2：放在水平地面上的物體受到一個斜向上方的拉力F的作用,且F與水平方向成θ角,如圖所示.怎樣把力F按其作用效果分解?它的兩個分力的大小、方向如何？練一練：從力的作用效果看，應(yīng)該怎樣將重力分解？兩個分力的大小與斜面的傾角有什么關(guān)系？（忽略一切摩擦） 應(yīng)用：★為什么刀刃的夾角越小越鋒利？板書三、有條件限制的力的分解：1.已知兩分力的方向來分解力（力的方向按力所產(chǎn)生的實際作用效果來確定）有唯一解2.已知合力和一個分力的大小和方向有唯一解3.已知合力和兩個分力的大?。‵1+F2>F>F1-F2)4.已知合力F及一個分力的大小F2和另一個分力F1的方向①當(dāng)F2<Fsinθ時,無解②當(dāng)F2=Fsinθ時,一組解③當(dāng)Fsinθ<F2<F時,兩組解④當(dāng)F2>F時,一組解（三）矢量相加的法則平行四邊形定則：如圖3－5－7所示，平行四邊形的兩鄰邊表示兩個分矢量x1和x2，它們所夾的對角線表示合矢量x。線段的長度表示矢量的大小，方向由箭頭指向表示。三角形定則：如圖3－5－8表示，三個矢量F1、F2和F構(gòu)成一個三角形，其中首尾連接的矢量F1、F2為兩個分矢量，從一個矢量的箭尾指向另一個矢量的箭頭的矢量F為合矢量，矢量三角形三條邊的長度和方向分別表示三個矢量的大小和方向。矢量既有大小，又有方向，相加時遵從（）或（）的物理量。標(biāo)量只有大小，沒有方向，求和時按照（）相加的物理量。九、板書設(shè)計-----力的分解一、概念：力的分解二、怎樣分解一個力1、無數(shù)對2、唯一性的條件結(jié)論：一個已知力究竟分解到哪兩個方向上去,要根據(jù)實際情況，由力的效果來決定。例1、例2、三、矢量相加的法則十、教學(xué)反思優(yōu)點：1、備課充分，對教材內(nèi)容把握較好，重點突出，難點處理方法恰當(dāng)；2、教學(xué)中采用DIS實驗演示教學(xué)方式，演示實驗?zāi)康那逦?，操作較嫻熟，借助計算機(jī)及投影儀的幫助，演示結(jié)果呈現(xiàn)直觀、簡潔，學(xué)生十分感興趣，取得了非常好的教學(xué)效果；3、講到力的分解學(xué)生難理解的地方，多次借助計算機(jī)動畫模擬功能，幫助學(xué)生理解，并取得良好的效果；4、本節(jié)課