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2019-2020年高中物理 第三章 第五節(jié) 力的分解教案 新人教版必修1 【課型】新授課 【課時(shí)】1課時(shí) 【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能 1.知道什么是力的分解，了解力的分解的一般方法． 2.理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算． 3.能用平行四邊形定則和三角形定則進(jìn)行矢量運(yùn)算． 過程與方法 1.通過設(shè)置問題，啟發(fā)思考，啟迪物理思維． 2.訓(xùn)練明辨是非、格物致理的能力． 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.體會到物理學(xué)的和諧美和統(tǒng)一美． 2.通過分析實(shí)際問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn) 1.平行四邊形定則和三角形定則在力的分解中的應(yīng)用． 2.根據(jù)力的作用效果對力進(jìn)行分解． 教學(xué)難點(diǎn) 1.應(yīng)用平行四邊形定則和三角形定則進(jìn)行矢量運(yùn)算． 2.正交分解法． 教學(xué)方法： 講授、討論、思考、歸納、練習(xí) 【教學(xué)過程】 【新課導(dǎo)入】 【展示】 【導(dǎo)入】世界上所有建成的大橋橋中間都比橋的兩端高，設(shè)計(jì)成這樣的形狀有什么優(yōu)點(diǎn)呢？ 【新課講授】 力的分解 一、力的分解 【過渡引言】在力的合成中，我們知道：當(dāng)幾個(gè)力的作用效果與某個(gè)力相同時(shí)，這幾個(gè)力就可以用這一個(gè)力代替，那么反過來，也可用那幾個(gè)力來代替一個(gè)力的作用效果，這就是力的分解． 【提問】什么是力分解? 【回答】已知一個(gè)力求它的分力的過程，叫做力的分解 【展示提問】拖拉機(jī)對耙的拉力F，同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)作用效果? 【回答】兩個(gè)作用效果。這兩個(gè)力產(chǎn)生的效果與原來一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同，一個(gè)力的作用效果是把耙向前拉動(dòng)，另一個(gè)力的作用效果是把耙上提，我們用兩個(gè)力來等效代替一個(gè)力的效果，使每個(gè)力與一個(gè)效果對應(yīng)，這兩個(gè)力就叫原來那個(gè)力的分力．拖拉機(jī)的拉力F可用耙運(yùn)動(dòng)情況的一個(gè)水平的力F1和耙深度的一個(gè)豎直向上的力F2替代． 【提問】那么求分力的方法是什么? 【回答】平行四邊形定則． 【提問】用平行四邊形定則的依據(jù)是什么? 【回答】這兩個(gè)分力的合力就是原來被分解的那個(gè)力，所以力的分解是力的合成的逆運(yùn)算．因?yàn)榱Φ暮铣勺裱叫兴倪呅味▌t，那么力的分解也應(yīng)該遵循平行四邊形定則． 【提問】要分解一個(gè)力，應(yīng)該把這個(gè)力當(dāng)成什么? 【回答】把這個(gè)力當(dāng)成平行四邊形的對角線． 【提問】當(dāng)用平行四邊形的對角線表示合力時(shí)，那么分力應(yīng)該怎樣表示? 【回答】分力應(yīng)該是平行四邊形的兩個(gè)鄰邊． 【提問】沒有限制的情況下，同一條對角線可以作出多少個(gè)平行四邊形？ 【回答】當(dāng)對角線確定了以后，它相鄰的邊有很多組． 【展示】 【說明】如果沒有限制，對于同一條對角線可以作出無數(shù)個(gè)平行四邊形，即對于同一個(gè)力，如果沒有限制可以分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力 【提問】這樣研究一個(gè)力的分力顯然是不可能的，也是不現(xiàn)實(shí)的，那么應(yīng)該怎樣研究一個(gè)力的分力呢? 【回答】在具體受力環(huán)境中進(jìn)行解決． 【承接】運(yùn)用所學(xué)方法，解決實(shí)際問題 【例題】把一個(gè)物體放在傾角為θ的斜面上，物體受到重力，大小為G ，方向豎直向下，如圖甲(物體還受到其他力的作用，圖中沒畫出)．現(xiàn)在需要沿平行于斜面的方向和垂直于斜面的方向?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行研究，為此建立直角坐標(biāo)系如圖乙．現(xiàn)在把重力G沿兩個(gè)坐標(biāo)軸的方向分解為F1和F2，求兩個(gè)分力的大小． 【解析】由以上分析可知，兩個(gè)分力的大小為 F1＝Gsinθ F2＝Gcosθ F1和F2 的大小都與斜面的傾角有關(guān)：斜面傾角θ增大時(shí)，F(xiàn)1增大，F(xiàn)2減小 【展示】 【說明】車過橋上橋時(shí)，車輛所受重力個(gè)分力F1與運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙車前進(jìn)；下橋時(shí)分力F1與運(yùn)動(dòng)方向相同，使車輛運(yùn)動(dòng)加速。所以為行車方便，高大的橋要造很長的引橋，以減小斜面的傾角． 【承接】像這種力的分解方法，被稱為正交分解法 【強(qiáng)調(diào)】正交分解法：把一個(gè)力分解成兩個(gè)互相垂直的分力，這種分解方法稱為正交分解法． 用正交分解法求合力的步驟： ② 先建立平面直角坐標(biāo)系，并確定正方向． ②把各個(gè)力向x軸、y軸上投影，但應(yīng)注意的是：與確定的正方向相同的力為正，與確定的正方向相反的為負(fù)，這樣，就用正、負(fù)號表示了被正交分解的力的分力的方向． ③求在z軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合． ④求合力的大小 F2＝Fy合2+Fx合2 【承接】通過兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，知道力是矢量，力的合成與分解不能簡單地進(jìn)行力的代數(shù)加減，而是根據(jù)平行四邊形定則來確定合力或者分力的大小和方向． 二、矢量相加法則 【提問】前面我們學(xué)過的矢量還有位移，位移的相加也遵循平行四邊形定則嗎? 【回答】位移的相加平行四邊形定則 【提問】矢量合成是否遵守平行四邊形定則? 【回答】位移的合成也遵守平行四邊形定則． 【展示】 【啟發(fā)】從另一個(gè)角度，圖中AB和BC兩個(gè)位移與它們的合位移AC組成一個(gè)三角形，能得到什么啟示呢？什么叫三角形定則? 【總結(jié)】把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的方法，叫做三角形定則．平行四邊形定則和三角形定則實(shí)質(zhì)上是一樣的，只不過是一種規(guī)律的不同表現(xiàn)形式． 【提問】什么叫做矢量，除了位移和力，所學(xué)的哪些物理量還是矢量? 【回答】既有大小又有方向，并且在相加時(shí)遵從平行四邊形定則(或三角形定則)的物理量叫做矢量．除了位移和力之外，所學(xué)過的速度、加速度等都是矢量． 【提問】什么是標(biāo)量，我們以前所學(xué)的哪些物理量是標(biāo)量? 【回答】只有大小，沒有方向，求和時(shí)按照算術(shù)法則相加減的物理量叫做標(biāo)量．以前所學(xué)過的質(zhì)量、體積、距離、密度、時(shí)間等物理量都是標(biāo)量． 【課時(shí)小結(jié)】 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了什么是力的分解，對于力的分解，比較容易理解，而對于力的分解要按照力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解這一點(diǎn)，較難理解． 通過分析日常生活中應(yīng)用力的分解的現(xiàn)象，讓學(xué)生知道物理與生活是息息相關(guān)的，可以培養(yǎng)觀察生活現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題、建立物理模型、用物理模型解決問題、用物理語言解釋現(xiàn)象的能力．同時(shí)又學(xué)習(xí)了正交分解和矢量相加的法則． 【布置作業(yè)】 課本P66 1,2,3 【板書設(shè)計(jì)】 一、力的分解 1．力的分解概念：求一個(gè)力分力的過程叫做力的分解．力的分解是力的合成的逆運(yùn)算 2．分解的原則：根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解． 3．例題． 二、矢量的相加法則 1．平行四邊形定則 2．三角形定則 【教學(xué)后記】