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1、教案:必修1第三章第五節(jié)《力的分解》
知識(shí)與能力
1. 理解力的分解的概念。
2. 理解力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算,都遵循平行四邊形定則。
3.初步掌握一般情況下按力的效果進(jìn)行力的分解的方法.
4.培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?
5.培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力。
過程與方法
1.從力的作用效果,進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)分力代替合力的等效思維方法,強(qiáng)化“等效替代”的科學(xué)方法。
2.通過體驗(yàn)力的分解科學(xué)探究過程,認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題,驗(yàn)證物理規(guī)律,培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)思想。
3.學(xué)會(huì)用作圖法和計(jì)算法去處理問題,學(xué)
2、習(xí)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的方法,培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲。通過聯(lián)系實(shí)際,培養(yǎng)學(xué)生研究周圍事物的習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生分析觀察能力、物理思維能力和科學(xué)的研究態(tài)度。
2.通過討論與交流等活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生與他人進(jìn)行交流與反思的習(xí)慣,發(fā)揚(yáng)與他人合作的精神,分享實(shí)驗(yàn)探究成功后的喜悅之情。
3.通過學(xué)生的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解到物理規(guī)律與數(shù)學(xué)規(guī)律之間存在的和諧美。
教學(xué)重點(diǎn):
(1)理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。
(2)掌握平行四邊形定則。
教學(xué)難點(diǎn):
(1)力的分解具有唯一性的條件。
(2)分析力的作用效果及確定兩分力的方向。
教
3、學(xué)方法:
情景激學(xué)法、比較法、實(shí)驗(yàn)探究法、分組討論法及總結(jié)歸納法。
演示實(shí)驗(yàn)器材:
彈簧秤、鉤碼、電子秤、木塊、薄木板、自制三角形支架、橡皮筋、課件.
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材:
橡皮筋、木筷、棉線、木塊、鉤碼、三角板。
教學(xué)過程
一.引入新課
F
四兩撥千斤
一輛載重大卡車陷入了泥坑,旁邊有一棵
大樹。如圖所示,司機(jī)只用一根鋼絲繩,把
卡車和大樹緊緊拴在一起,在這里輕輕一拉,
就把卡車拽出了泥坑。你相信四兩能撥千斤嗎?
學(xué)完今天這節(jié)課,你就能解釋這個(gè)現(xiàn)象了。
二. 講授新課
我們先來回顧一下合力的概念。
教師演示實(shí)驗(yàn)1:用兩個(gè)彈簧秤將重物提起,用一個(gè)
4、彈簧秤也可以達(dá)到同樣的效果。
總結(jié):像這樣,兩個(gè)力產(chǎn)生的效果跟一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那兩個(gè)力的合力。原來的兩個(gè)力叫做分力。求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成;力的合成遵守力的平行四邊形定則。(板書)
1.力的分解
拖把拖地
F
F1
F2
F
F2
F1
同學(xué)們都拖過地,地面有一塊頑固的污漬,怎樣拖干凈?如何用力?
施加一個(gè)斜向下的推力。這個(gè)力一方面把拖把向下壓,一方面把拖把向前推,我們可以用一個(gè)水平向前的作用力F1和一個(gè)豎直向下的作用力F2來替代F。力F1 和F2就是力F的分力。已知一個(gè)力求它的分力叫力的分解。(板書)
因?yàn)榉至Φ暮狭褪窃瓉肀环?/p>
5、解的那個(gè)力,所以力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵守平行四邊形定則。
思考:如果沒有其它任何限制,已知合力F,求其分力。
請(qǐng)大家在學(xué)案上畫圖。
學(xué)生思考后發(fā)表意見:
對(duì)于同一條對(duì)角線,可以作出無數(shù)個(gè)不同的平行四邊形。如果沒有限制,同一個(gè)力可以分解成無數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力。
討論:力應(yīng)該怎樣分解
教師演示實(shí)驗(yàn)2:節(jié)點(diǎn)上拉力如何分解
學(xué)生討論后發(fā)表意見
如果確定了兩分力的方向,一個(gè)力的分解是唯一確定的。
2.探究學(xué)習(xí)
根據(jù)實(shí)際情況決定,一般情況下,按力的作用效果進(jìn)行分解.
生活模型1:拖拉機(jī)拉耙
轉(zhuǎn)換模型:放在水平面上的物體受到一個(gè)斜向上的拉力F,
6、這個(gè)力與水平方向成θ角.力F產(chǎn)生怎樣的作用效果呢?請(qǐng)大家利用物快體驗(yàn)一下拉力的作用效果。
學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)1:斜向上的拉力F產(chǎn)生兩個(gè)效果,一是水平向前拉物體,二是豎直向上提物體.所以根據(jù)力的作用效果可以將力F分解為沿水平方向的分力F1和豎直方向的分力F2,力F1和力F2的大小為:F1 =Fcosθ, F2=Fsinθ.
生活模型2:斜面上的物體所受重力的分力.
讓學(xué)生思考與討論,并從例題中得到啟發(fā),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來研究重力的作用效果.
教師演示實(shí)驗(yàn)3:用薄木板構(gòu)成斜面,將一木塊放到其上,木塊下滑同時(shí)觀察到斜面發(fā)生了形變。
分析得到:斜面上物體的重力產(chǎn)生兩個(gè)效果:一是使物體沿斜面下滑;二是使
7、物體壓緊斜面.
因此,沿斜面向下分力F1 =Gsinθ ; 垂直斜面向下的分力F2 =Gcosθ.
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考:當(dāng)斜面傾角θ增大時(shí),分析F1 和F2 如何變化?當(dāng)傾角θ減小時(shí),F(xiàn)1 和F2 又如何變化?
學(xué)生思考與討論并回答.
當(dāng)θ增大時(shí),F(xiàn)1 增大, F2 減小;當(dāng)θ減小時(shí),F(xiàn)1 減小,F(xiàn)2 增大.
理論聯(lián)系實(shí)際: (1).公園的滑梯為什么很陡?(2).高大的橋?yàn)槭裁匆旌荛L的引橋?
學(xué)生思考與討論并回答:
(1).當(dāng)θ增大時(shí),F(xiàn)1 增大,分力F1 使運(yùn)動(dòng)加快,更刺激,更好玩。
(2).車輛上橋時(shí),分力F1 阻礙車輛前進(jìn),車輛下橋時(shí),分力F1 使車輛運(yùn)動(dòng)加快,為了行
8、車的方便與安全,高大的橋要造很長的引橋,來減小橋面的坡度(即減小θ),從而使F1 減小.
3.師生總結(jié)力的分解步驟
1.確定要分解的力
2.分析力的作用效果
3.確定兩個(gè)分力的方向
4.畫出力的平行四邊形
4.學(xué)生開放探究:
探究1:作用在三角支架上的拉力F對(duì)輕繩和輕桿產(chǎn)生怎樣的作用效果?如何分解力F?
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):
方案1
方案2
橡皮筋、細(xì)繩、 重物
兩人一組用手臂做一個(gè)支架探究
教師巡視啟發(fā)指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)力的作用效果。
探究結(jié)束后,學(xué)生展示方法,說說自己體會(huì)到的拉力的作用效果,介紹如何分解拉力
探究2: 在一根細(xì)線上用輕掛鉤懸掛一重為
9、G的物體,掛鉤與細(xì)線之間的摩擦忽略不計(jì)。已知細(xì)線所成的張角為θ,如果張角θ增大,細(xì)線的張力如何變化?
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):
學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)合力一定時(shí),夾角越大,兩分力越大。
教師呼應(yīng)引入的課題:同學(xué)們,現(xiàn)在相信四兩能撥千斤吧?
培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。通過實(shí)驗(yàn)探究,養(yǎng)成觀察生活的習(xí)慣,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的見解,增強(qiáng)學(xué)生合作交流的意識(shí)。教師及時(shí)肯定和鼓勵(lì)學(xué)生,讓學(xué)生感受到成功的喜悅。提高分析問題,解決問題的能力。
三、小結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了力的分解,力的分解也遵循平行四邊定則;通過幾個(gè)實(shí)例體驗(yàn)了在實(shí)際情況按力的作用效果進(jìn)行力的分解; 學(xué)以致用,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題,運(yùn)用物理知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題。
四、課后探究設(shè)計(jì):
給你一段棉線,一把刻度尺,一個(gè)質(zhì)量已知的重物,試設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案,測出次棉線能承受的最大拉力。
今天的課到此結(jié)束,祝大家學(xué)習(xí)進(jìn)步!同學(xué)們?cè)僖姡?
五、板書設(shè)計(jì):
力的分解
一、
都遵循平行四邊形定則
二、根據(jù)實(shí)際決定,按力的作用效果進(jìn)行分解。
例1: 例2:
θ
Fα
G
θ
~ 5 ~