力的合成与分解

(一)课标要求

通过实验，理解力的合成与分解。

(二)教学设计思想

(1) 新课改积极倡导的教学形式一一课堂是生成的”与传统的预设成功两者应该互相联系、互为作用，不可偏废。所以在教学设计和实际的教学过

程，在这两方面都需加以考虑。

(2) 在教学设计过程中体现新课标下的三维目标。

(3) 力求以老师为主导，使学生作为主体主动积极参与到学习中来。为了突破学生的主要困惑，即分力是否真实存在？如何正确分解一个已知力？在教法的设计上采用直观事例、实验演示和讨论；在学法上采用实验探究、交流等活动相结合；在教学手段上，运用白制实验器材和多媒体辅助教学；在思维方式上主要用类比、等效替代、渗透物理学的研究方法等。把传授知识、培养能力和学生情感体验有机地结合起来。

(三)教学目标

1.知识与技能

(1 )使学生在力的合成的知识基础上，正确理解分力的概念，理解力的分解的含义。

(2 )初步掌握根据力的实际作用效果确定分力方向的原则。

(3)会用计算法根据平行四边形定则求分力。

2.过程与方法

(1 )初步掌握将一个已知力分解为两个互成角度分力的方法。在学习力的分解过程中，培养学生观察能力、分析能力和概括能力。

(2 )体会物理学的研究方法——提出问题、实验探索、猜想、实验检验。

3.情感态度与价值观

（1 ）培养学生对科学的好奇心与求知欲，使之善于观察，敢于实践。

（2）通过讨论与交流等活动，培养学生与他人进行交流与反思的习惯，发扬与他人合作的精神，分享实验探究成功后的喜悦之情。

（四）教学流程图

（五）教学过程

1 .复习

回顾：

（教师引导学生回顾上节课实验探究情景并示范：

用一根细线拴在橡皮筋上，将结点拉伸到某一位置O点，细线对橡皮筋的拉力为F ,然后换用另一根相同细皮筋的拉力分别为F 1、F 2 ）

师：

拉力Fl、F2、F中哪一个力可以叫做另两个力的合力？哪两个力叫做这一个力的分力？合力与分力是同时作用在物体上的吗？

生：

（学生基本上能较准确地回答，强调一个力跟它的分力并非同时存在）

2. 新课引入

师：

在日常生活和生产实际中往往会遇到这样一个问题，用一根细线可以把物体提起来，也可以用两根相同的细线来代替原来的一根细线把物体提起来，问：

在哪种情况中细线容易断裂？

生：

（让学生思考、议论片刻，可能有争议。如生1 :用一根细线提物体容易

断；生2 :用两根细线提物体更容易断）

师：

至V底哪种看法正确？让我们用实验来检验。

演示1：由学生用两只手各提一根线把一重物提起，并使两手逐渐分开，直至线断。

师：

按常理推断，似乎用一根细线比用相同的两根细线提重物时更容易断。但实验表明，在一定条件下，用两根细线提重物时细线更容易断。

演示2 :下面我们再来做做另一个实验——指断铁丝。

现象：

两手拉不断的铁丝结果在本实验中断了。（学生被实验现象所吸引）师：

在上述两个实验中，我们发现一个力在两个方向上产生了作用效果。

为了解释上述现象，为了研究一个力在某两个方向上的效果是什么效果

（如形变），有多大的效果（分解目的），这就需要我们学习新知识一一力的分解。

板书：

第四节力的合成与分解——分力的计算

3. 新课学习

力的分解：

求跟一个已知力的等效分力。（板书）

（1）类比得出分解定则

师：

在合力与分力的探究实验中，我们都是用橡皮筋的伸长多少来说明力的作用效果。合成是已知两个力F 1、F 2求与它等效的合力F,分解则是已知一个力F求与之等效的两个分力F 1、F 2。如果把分解步骤倒过来也就成为力的合成了。力的合成遵从平行四边形定则，同学们想一想：

力的分解应遵从什么定则呢？生：

（学生思考、猜想：

求力F的等效分力F 1、F 2也同样应遵从平行四边形定则）

师：

（肯定学生的猜想，演示课件）

板书：1 .分解定则：

平行四边形定则。生：

学生实验，每组同学用一根细线对折后拴在橡皮筋上，试着两到三次细线间的夹角不同，把结点拉伸到位置O点。

师：

实验说明了什么问题？教师再演示几何画板课件：

同一对角线可以作出无数个不同的平行四边形。

生：

（思考片刻，动手画图。学生总结出：

对同一个力的分解，其答案是不确定的，也即同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力）

师：

如果给定两个分力的方向，分解的答案能唯一确定吗？

生：

（学生沉思，动手作图，教师检查学生作图规范）

师：

从上面同学们拉橡皮筋实验的例子可以看到，我们是按拉力的实际作用效果来分解的。这种根据力的实际作用效果来判断方向的方法有没有普遍意义呢？让我们再看一看下一个实例。

演示3 :在倾角为。的斜面上放有一物体，装置示意图如图1所示，请观察橡皮条和斜面的形变情况。

图1师：

观察到了什么现象？

生：

（学生思考，略加议论，应看出橡皮条被拉长，斜面被压弯等现象）

xx共同分析：

重力G方向竖直向下，而重物又不能下落。物体在垂直于斜面方向产生紧压斜面的力的作用效果，在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。

图2演示4:观看白制的斜面重力分解演示器（示意图如图2所示）。

师：

观察了上面的演示实验后，大家想一想，重力的分力该向哪两个方向分解呢？生：

（沿斜面方向向下和垂直于斜面向下分解，教师肯定，学生动手画力的分解图）板书：2 .按实际作用效果确定分力方向。根据两个实际分力方向依据平行四边形定则画出平行四边形。

师：

能计算出此两个分力的大小吗？

生：

（写出分力的表达式：

G 1 = G sin G 2 = G cos 0

板书：3.由几何关系计算出分力的大小和方向。

师：

用几何画板课件动态演示当斜面倾角变化时，两分力的变化情况。

图3xx:

有人说图3中的重力G可以分解为下滑力F 1和对斜面的压力F 2 ,这种说法对吗？为什么？

生：

（在学生回答中注意纠正他们在对物体进行受力分析时合力、分力重复分析的错误，以及把F 2认为是对斜面压力的错误。进一步强调一个已知力与其分力的等效替代关系，指出对物体受力分析时要依据力是一个物体对另一个物体的作用，师：

同学们想一想，在我们生活、生产实践中，该实验探究有哪些应用？

（如沿斜面向上推物、螺旋千斤顶、高大的桥要有很长的引桥等）

（3 ）学生实验探究。

师:

请同学们分成四组同时对以下四种情况进行探究。

教师先介绍下面四个探究实验，并提出要求，先由各组学生对本组实验进行讨论，教师加入到各组中与学生一起探究，并对学生的作图规范、计算等进行指导。

要求：

①找到力的实际作用效果，并确定两分力的方向（学会观察）。

②根据力所产生的效果画出两分力的方向。

③根据所学知识用计算法求出分力的大小（限直角三角形时才求解）。

图4

学生探究1如图4放在水平面上的物体受到一个斜向上方的拉力（或推力）F,这个力与水平面成。角。拉力（或推力）F产生的效果是什么？如何分解拉力（或推力）F ?

图5分析：

力F的作用效果有水平向前拉物体和竖直向上提物体的效果，那么两个分力就在水平方向和竖直方向上，如图5所示分解F 1 =F cos。

F 2 = F sin0 （推力的情况略）。

师：

（用几何画板课件动态演示按实际效果分解的力的示意图）同学们想一想，在我们生活、生产实践中，该实验探究有哪些应用？

（如机械工场装卸车、车站码头的推、拉车、机械上的连杆曲轴的传动机构的受力情况，若作仔细分析均属此例）

图6学生探究2如图6 ,重力G的瑟码用细线悬挂于S点上处于静止状态，细线SA呈水平状态，细线SB与竖直方向成。角，则细线上的拉力F产生的效果是什么？如何分解F ?

图7分析：

拉力F产生两个效果，一个沿AS直线方向上的分力F 1 , 一个沿B S直线方向上的分力F 2 ,如图7所示分解F 1 =G tan 0

F 2 =

G cos &