力的分解
【教学任务分析】
力的分解和力的合成是对立统一的,体现的是物理学上的对称美。在新课教学中要联系力的合成的知识,以分力和合力的等效替代关系进行新课教学。同时本节课也意在加强学生的等效替代思想,巩固对平行四边形的掌握。
力的分解是高中第一个重点也是第一个难点,也是整个高中物理的基础之一。它是初中上高中的第一个台阶。两个力的合成不再是同向的相加减,而是矢量运算。所以本节课的教学任务是很重要的。 【学生分析】
在上力的分解前学生已经学习了力的概念--力是物体间的相互作用,力的表示--图示法和示意图,力的分类---效果力、性质力,力学中的三种力---重力、弹力、摩擦力。上节课学习了力的合成、知道了解了分力、合力、以及它们之间的等效替代关系,还知道力的合成遵行平行四边形定则。 【教学目标】 1.知识与技能
(1)理解力的分解的概念。
(2)理解力的分解是力的合成的逆运算。 (3)掌握力的分解遵循平行四边形定则。
(4)掌握力的分解要根据实际情况来确定分力的方向。 2.过程与方法
(1)强化“等效替代”的物理思想
(2)培养学生观察实验及分析解决问题的能力
(3)培养应用数学工具解决物理问题的能力(几何知识) 3.情感态度与价值观
(1)培养学生参与课堂活动的热情
(2)培养学生运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题,有将物理知识应用于生活和生产实践的意识 【教学重点和难点】 重点
1理解力的分解是力的合成的逆运算; 2掌握运用平行四边形定则进行力的分解。 难点
力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。 【实验器材及课件】 1.实验器材:
模拟三角支架(包括绳子,铁块,橡皮筋,轻杆),平面模型(小车,绳子),斜面模型(斜面,小车,橡皮筋,书本)。 2.多媒体课件:
PPT课件 视频AVI-郑和下西洋, falsh-拖拉机拉耙,flash-三角架受力分析
【教学流程】 1、教学流程图
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教学流程 1.教学流程图
情景I 活动Ш 学生动脑 教师学生观看视屏 活动I 讨论复习 力的合成 活动IV 学生动手感受 活动Ⅵ-VII 学生动脑动手动手 活动Ⅱ 讨论分析
学生归纳,得 出结论 情景II 解密帆船逆风行驶 小结 学生反思收获 布置作业 2、流程图说明
情景I ---播放视频-科技奥运-帆船比赛。
提出问题,为什么帆船能够逆风行驶,它蕴含了什么物理知识?调动学生学习的积极性,让学生带着好奇进入课堂教学。
活动I 教师提出有关上节课有关力的合成的相关问题,学生回忆并回答
在复习过程中学生巩固了上节课所学的知识,同时也为新的内容的学习打下了良好的基础。
活动II --学生分组讨论交流-拖拉机拉耙
演示flash--拖拉机拉耙,引导学生分析,分力与合力的关系,引出力的分解的概念,力的分解是力的合成的逆运算,所以也遵循平行四边形定则。
活动III--学生思考-挡板上的小球
学生动脑积极思考,力可不可以任意分解?通过教师演示挡板上的球,得出力不可以任意分解?紧接着提出,力应该怎样进行分解?
活动Ⅳ--学生动手感受实验-三角架
让学生经历科学探究过程学生分组模仿三角支架进行感受实验,教师引导学生做实验,
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引导他,们感受力的作用效果,通过学生亲身感受,归纳得出力的分解应该根据力的作用效果。
活动Ⅴ----Ⅵ-知识巩固
通过平面模型和斜面模型的例题,让学生学会应用力的分解的知识解决日常生活中的问题,提高学生的学习成就动机。 情景Ⅱ
展示帆船在顺风和逆风时的力的分解,从而解释帆船为什么能够逆风行驶 3.教学的主要环节 本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过问题情境和知识回顾为力的分解的新科教学打下基础。
第二环节,通过学生动脑动手过程中领悟力的分解的概念,得出力的分解遵循平行四边形定则,突破难点,力应该根据作用效果来分。
第三环节,师生对本课进行小结与反思。
【教学过程】
(一)创设情景,引入新课(约1.5分钟)
同学们,老师小的时候有一个梦想,那就是开着一艘船环游世界,在碧蓝碧蓝的大海上乘风破浪,接受大海对我的考验。600多年前,我们的民族英雄郑和带领船队先后七次下西洋,他驾驶的是木制帆船,主要动力来自
现在让我们一起来观看一段郑和下西洋的视频 人生也犹如行驶在大海上的一艘帆船,我们的生活不会一帆风顺,不过我们可以化逆境为顺境。
那同学们你们知道为什么帆船能够逆风行驶吗?它究竟和本节课学习的内容力的分解有什么内在的联系呢? (二)复习回顾(30秒)
教师活动:复习提问什么是合力、分力、力的合成;力的合成所遵守的法则是什么?合力与分力的关系怎样?
学生活动:思考并回答教师的问题。
教师:我们前面学习了力的概念,力的表示,力的分类,学习了重力,弹力和摩擦力。上节课我们还学习了力的合成。
教师:什么是合力,什么是分力?他们有什么关系? 学生:
教师:什么是力的合成? 学生:
教师:力的合成遵循什么? 学生:
(二)新课教学(约11分钟)
1引导分析拖拉机拉耙
教师活动:利用多媒体展示耙的示意图和工作图,引导学生阅读课文并讨论 学生活动:通过阅读课文。观察示意图,讨论;在教师的引导下,回答问题
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教师:1、斜向上对杆的拉力F产生了什么效果?
学生:1、一个效果是使耙克服泥土的阻力前进,另一个效果是把耙向上提。 教师:2、这样的效果能不能用两个力F1和F2来实现?方向怎样?
学生:2、一个水平的力F1使耙前进,一个竖直向上的力F2把耙向上提。
教师:3、F1和F2与 F产生的效果是相同的,那么能个能用F1和F2来代替F呢? 学生:3、可以。
教师活动:教师总结引导:
1、F可以用 F1和 F2来代替,F1和 F2就是力F的分力。求一个力的分力叫做力的分解。 2、而F1和F2的合力就应该是F。这说明力的分解和力的合成是怎样的关系? 学生活动:这说明力的分解是力的合成的逆运算。 教师活动:既然力的分解是力的合成的逆运算,那么力的分解也必然遵循平行四边形定则,即把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么,与力F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力。而我们知道一条对角线可以做出无数个平行四边形,那么在进行力的分解的时候,可以有无数组解。
教师:但在解决实际问题过程中能不能随意分解呢? 学生活动:讨论、思考 2、挡板上的小球
教师活动:展示挡板上的球,给出一个力的分解,球的重力可不可以这样分解? 学生:可以。
教师:同学们说可以,假如可以这样分解的话,给我一种感觉就是球对挡板有一个侧压力,如果撤去挡板,球应该往哪边滚动拉? 学生:左边
教师活动:撤去挡板,球没有运动,得出结论:力不可以任意分解。那么在实际情况中力应该怎么分解呢?
3、三角支架 作用效果分析
教师:这是一个三角支架,重力有哪几个效果? 学生:
(1)---教师活动:用铅笔、绳套、钩码组成一套演示力的分解的实验装置,绳套一端系在食指上,一端系在铅笔末端,铅笔的顶端顶在掌心上。在铅笔末端悬挂钩码,体会食指和掌心受力的情况,以体验拉力产生的效果,揣摩分力的方向。(或该实验用让同学一手叉腰,另一同学按该同学的肘部或悬挂一重物,体会上臂和腰部的受力情况来完成。)
学生活动:学生积极配合,认真完成实验。
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(2)--教师活动:引导学生实验,提出问题:
学生活动:学生通过亲自动手,亲身体会,讨论问题,得出结论:
教师:1、食指和掌心有什么感觉?学生:l、食指有被拉伸的感觉.掌心有被刺痛的感觉。教师:2、这种感觉说明铅笔末端悬挂钩码后产生的拉力产生了怎样的效果?学生:2、一个是拉伸细线,一个是压紧铅笔。教师:3、若用两个力来代替悬挂钩码后产生的拉力,这两个力的方向怎样?学生:3、一个沿细线方向向外,一个沿铅笔向里。教师:4、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力的效果是相同的,那么能不能用这两个力来代替那一个力呢?学生:4、可以。教师:5、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力是什么关系?学生:5、这两个力是悬挂钩码后产生的拉力的分力。
(3)----教师活动:教师引导学生思考; 学生活动:学生讨论后进行作答:
教师:l、悬挂钩码后产生的拉力可以怎样分解呢?
学生:1、悬挂钩码后产生的拉力可以分解成一个沿细线方向向外的拉力,一个沿铅笔向里的压力。
教师:2、为什么这么分解呢?
学生:2、因为悬挂钩码后产生的拉力在这两个方向上产生了两个效果。 (4)--教师活动:教师引导学生总结: 学生活动:学生讨论后进行作答:
教师:那么在实际问题中进行力的分解时应遵循什么原则? 学生:按照力的实际作用效果进行分解。
4、知识应用 联系生活实际 高大的桥常有很长的引桥
教师活动:现在我们知道,在实际问题中进行力的分解时,要按照力的实际作用效果进行分解。下面我们来研究一个实际问题。
在日常生活中,我们常常会遇到各式各样的桥,而一些高大的桥要造很长的引桥,这是为什么呢?(关于什么是引桥教师要给予简单的解释。)
学生活动:学生积极思考,认真讨论,得到不同结论。
教师活动:对于学生讨论的结论,教师先不进行评价,而是引导学生建立物理模型:车辆经过高大的桥时,要先上坡,再下坡,我们能不能把车辆的运动看作一个物体在斜面上的运动呢?
学生活动:在教师引导下,积极思考,抽象出物理模型培养学生建立物理模型。 教师活动:演示:用薄塑料板做斜面,将小车放在斜面上,让学生观察现象。教师引导:在斜面上运动的物体受到重力的作用,但它并没有竖直下落,而是要沿斜面下滑,那么在物体运动过程中重力产生了怎样的效果呢?
教师重点引导,必须让学生明确一定是力在受力物体上产生的效果。
学生活动:学生经过观察、思考、讨论,看到的现象:斜面被压弯,同时小车沿斜面下滑。在教师引导下得到:
一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面。
教师活动:既然重力产生了这两个效果,那么重力应怎样分解呢?
学生活动:可以分解为:一个沿斜面向下的力F1,一个垂直斜面向下的力F2。
教师活动:假设这个斜面的倾角为θ,那么重力的分力与倾角有什么关系?试写出表
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达式。
学生活动:学生独立推导,交流总结:
F1?Gsin?F2?Gcos?
教师活动:通过这个表达式分析:
1、当θ变化时,F1和 F2的大小如何变化? 2、在车辆上桥和下桥时,F1各起到什么作用?
3、通过这个结论,我们再来解释高大的桥为什么要造很长的引桥? 学生活动:在教师引导下,用物理语言描述分析过程 1、当θ增大时,F1增大,F2减小。
2、上桥时阻碍车辆前进,下桥时使车辆越来越快。
3、引桥越长,θ越小,F1越小:上桥时的阻碍作用减小,从而比较容易上桥,下桥时的加速作用会减小,从而保障行车时的安全。 【小结】
教师小结,引导学生反思本课学到了什么,布置作业。
【板书设计】 第六节 力的分解 一、力的分解
1.概念:求一个已知力的分力,叫力的分解 2.力的分解的法则:平行四边形法则 二、实例分析
探究1: 三角架悬挂重物的拉力的作用效果 探究2:斜向上拉力的作用效果
探究3:斜面上的物体重力的作用效果
第2节 力的分解
从容说课
让学生在观察、分析力的分解实例和自己动手实验的过程中,提高观察物体受力和实验研究的能力,理解力的分解过程是力的合成的逆过程,同样遵循力的平行四边形定则,并能应用于解决实际问题;体验力的分解必须从力的实际作用效果出发,选择合理的分解方案,在学习的过程中培养科学精神. 教材分析
本章是承前启后的重要的一章,前一章的力学基本知识为本章的学习作了理论上的铺垫,而本章又为后几章的学习奠定了坚实的理论基础. 学生状态分析: 1.本章之前,学生已经掌握了力的基本概念和表示方法,并且熟悉了生活中常见的几种力的定义和特点.
2.学生已经掌握了平行四边形的作图方法,并且熟知了直角三角形有关的数学方法.
三维目标
知识与技能
1.区分矢量和标量.
2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.
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达式。
学生活动:学生独立推导,交流总结:
F1?Gsin?F2?Gcos?
教师活动:通过这个表达式分析:
1、当θ变化时,F1和 F2的大小如何变化? 2、在车辆上桥和下桥时,F1各起到什么作用?
3、通过这个结论,我们再来解释高大的桥为什么要造很长的引桥? 学生活动:在教师引导下,用物理语言描述分析过程 1、当θ增大时,F1增大,F2减小。
2、上桥时阻碍车辆前进,下桥时使车辆越来越快。
3、引桥越长,θ越小,F1越小:上桥时的阻碍作用减小,从而比较容易上桥,下桥时的加速作用会减小,从而保障行车时的安全。 【小结】
教师小结,引导学生反思本课学到了什么,布置作业。
【板书设计】 第六节 力的分解 一、力的分解
1.概念:求一个已知力的分力,叫力的分解 2.力的分解的法则:平行四边形法则 二、实例分析
探究1: 三角架悬挂重物的拉力的作用效果 探究2:斜向上拉力的作用效果
探究3:斜面上的物体重力的作用效果
第2节 力的分解
从容说课
让学生在观察、分析力的分解实例和自己动手实验的过程中,提高观察物体受力和实验研究的能力,理解力的分解过程是力的合成的逆过程,同样遵循力的平行四边形定则,并能应用于解决实际问题;体验力的分解必须从力的实际作用效果出发,选择合理的分解方案,在学习的过程中培养科学精神. 教材分析
本章是承前启后的重要的一章,前一章的力学基本知识为本章的学习作了理论上的铺垫,而本章又为后几章的学习奠定了坚实的理论基础. 学生状态分析: 1.本章之前,学生已经掌握了力的基本概念和表示方法,并且熟悉了生活中常见的几种力的定义和特点.
2.学生已经掌握了平行四边形的作图方法,并且熟知了直角三角形有关的数学方法.
三维目标
知识与技能
1.区分矢量和标量.
2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.
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