《力的分解》教学设计

                                              海口市琼山中学 张华     

一、教学任务分析

1．教材地位和作用

这节课是山东版高中物理必修1第五章第二节的内容，是在学习完《力的合成》之后的内容。力的分解一直是力学部分教学的重点和难点，能否掌握好这一方法对解决共点力的平衡及牛顿运动定律的问题起着举足轻重的作用。教材通过生活中的简单例子，从等效替代的角度让学生去理解力的分解，并通过力的分解是力的合成的逆运算让学生掌握力的分解的方法，最后通过用力的分解在生活生产中的应用，培养学生应用知识解决实际问题的能力。

2．教学的重点和难点

教学重点：(1)探究力的分解的依据;

(2)利用平行四边形定则进行力的分解。

教学难点：(1)力的作用效果的确定;

(2)在具体问题中如何根据实际情况将一个力进行合理的分解。

二、学情分析

1、从学生知识储备上来看，本节之前，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，也已经掌握了平行四边形的作图方法，熟知了解直角三角形有关的数学知识。但是学生对依据作用效果进行力的分解缺少感性认识。

2、从学习意识上看：学生刚刚学习完《力的合成》，他们可能会遇到这样的困惑，刚学习完《力的合成》，为何又要进行力的分解。教师如果处理不好，很容易让学生形成一种为了学习而学习的错误认识，会打击他们思考问题的积极性。

三、教学目标

1、知识与技能

（1）正确理解分力的概念，理解力的分解的含义；   

（2）认识到力的分解与力的合成互为逆运算并满足平行四边形定则。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）学习物理学的研究方法,领略等效替代的思维；     

（2）提高观察思考、建立物理模型及运用数学工具解决问题的能力；

（3）了解概念的建立是客观事实的需求，提高用物理知识解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观

培养学生对科学的好奇心与求知欲。培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度，了解物理规律与数学规律之间存在的和谐美。

四、设计思想

1、学生是学习的主体，要促使学生充分发挥主观能动性，积极参与到学习中来，主动生疑，主动质疑，主动思疑，主动解疑。力的分解应用的例子在生活中很多，关键是学生如何能联想到，所以老师要给提供学生创设问题的环境，通过感受力的作用效果的实验，让学生从生活中主动的去发现问题，激发他们求知的欲望和探究的兴趣。通过对力的分解的实际应用分析与讨论，让学生感悟力的分解在解决实际问题中的重要意义。

2、从生活走向物理，从物理走向社会。从生活实例引出问题，再通过相对开放性的实验让学生获得丰富的感性认识，给学生发现问题和提出质疑的机会，感受物理与日常生活的联系，从而培养学生观察生活现象的习惯，提高学生提出问题，建立物理模型，解决实际问题的能力。   　　

五、教学仪器

圆盘测力计、铁架台、自制斜面、重物、钢尺、圆珠笔、棉线、200g钩码若干、50 g钩码、小车、弹簧测力计、橡皮筋若干、实物展示台等

六、师生互动教学过程设计

1、新课引入

取一个大砝码放在桌面上，用细线把它提起来，用一根线提易断还是用两根线提易断？

用一根线可以把砝码稳稳地提起，而用相同的两根线(有意识使两线夹角大些)提砝码时，线却一下子断了。

【设计意图】鼓励学生大胆去猜想产生这种有悖常理的物理现象的原因，激发学生学习兴趣，培养学生求异思维和创新能力。

2、理论分析，实验感受

（1）理论分析

①力的分解定义

引导学生回忆上节课所讲知识，加深对等效替代的概念的理解，并同时得出力的分解的定义。

问题1：能否用沿着力的作用效果的方向的两个力代替F？

在黑板上演示图1实验，说明拉力F可以用沿两绳方向的

力F1、F2代替。

②力的分解遵循的原则

引导学生回忆上节课力的合成知识，进而得出力的分解也遵循平行四边形定则，它是力的合成的逆运算。

（2）学生感受力的作用效果。

例1:已知一个力F，你能求出其两个分力F1、F2的大小吗？

借助多媒体，得出结论：如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形。所以没有限定条件时,力的分解有无数组解。

③力的分解的依据

实验探究2：在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解?

例2、在圆盘测力计上固定一个托盘，上面放一个物体.

 ①若用一竖直向上的力拉物体；

 ②若用一水平的力拉物体；

 ③若用一斜向上的力拉物体。

请大家猜想三次测力计的读数有什么变化？请认真观察三次的读数有什么变化，并比较观察到的现象？

实验探究3：在实际问题中,如何确定一个力产生的作用效果?

例3、如图所示，将一把钢尺的一端放在水平桌面上。另一端用物体垫高，形成一个斜面，当用橡皮筋拉着的小车放在斜面上时，钢尺和橡皮筋的形变是怎样的？

根据实验观察到的现象，请大家思考下面的问题：

小车的重力对斜面和橡皮筋产生了哪些作用效果？

实验演示，斜面上重力的分解的演示实验（先定性，再定量）。

实验探究4：迷你实验分组探究，如何确定一个力产生的实际效果?

请大家用所提供的相关器材和身边的物体，设计实验来亲身体验重力作用产生的效果，从而确定两个分力的方向，并把力的示意图画出来。

老师给学生提供相对开放性的器材，让学生尽可能多的利用身边的资源，设计实验感受力的作用效果。同时给学生提出了三个问题作为引导。

问题1:你用了哪些实验器材? 观察(感受)到了什么?   

问题2:力F产生了几个作用效果? 有哪些呢？

问题3:你能把力F的作用效果用虚线画出来吗?

学生做完实验，交流实验结果和体会。

【设计意图】培养学生设计实验的能力，获得感性认识，同时激发学生的求知欲望。通过这些简单的实验，让学生感受到了力在不同情况下的不同的作用效果，这时学生会很想去把这些力的作用效果求出来，学生的思维被激活起来了。

实验探究5：分力大小与夹角的关系

例4、合力一定，两等大分力随它们之间的夹角变化如何变化?

回归本节课最初的趣味实验，探究现象背后的原因？

解释为什么用两根线提砝码反而比用一根线提更“易断”呢？

【设计意图】有了前面感受性实验的铺垫以及力的合成的知识，在老师的引导下，学生可以通过自主思考学习得出力的分解的遵循的原则及分解过程的依据。另外斜向上的拉力和斜面上重力的分解过程的学习体现了一个从定性到定量的过程的递进。

3、归纳小结

  力分解的步骤：

（1）、分析力的作用效果;

（2）、据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)

（3）、用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线，画平行四边形得分力)

（4）、据三角形知识求分力的大小和方向。

在学生自主求解分力的基础上，师生共同归纳力分解概念、遵循规律、分解的依据以及作图求解的思路，指出根据力的作用效果能定量的说明力的作用效果，用于指导生活实践。

4、学以致用

（1）展示：引桥很长的公路大桥。

提出问题：为什么高大的桥都要造很长的引桥？

引导同学建立物理模型，分析斜面上物体受到的重力有哪些效果。

（2）如果让你来处理索道的技术问题，请问索道设计的绷直还是松一些?

（3）为什么公园滑梯的倾角比较大？

5、布置作业  课本88页，第2、3、4题