力的分解教學設計與反思

2021-07-09 19:42:21 字數 3220 閱讀 9786

例項分析1:已知放在水平面上的物體,受到與水平方向成θ角的拉力f 的作用(圖3_5_1),從力的作用效果看,應該怎樣將f分解?如何求分力?

演示實驗:將一端固定有細繩的木塊放置在台秤上,使細繩與水平方向成θ角,拉物體(說明台秤示數即為物體對台秤的壓力大小)

實驗現象:物體向前滑的同時,台秤示數減小

效果分析:台秤示數減**明該力有向上的效果,使物體與接觸面間壓力減小;物體由靜止開始向右運動,說明該力有向水平右拉的效果。

分力方向:水平向右豎直向上

作圖求解:按作圖法進行求解(圖略)。

計算求解:用直角三角形知識求解。

豎直向上的分力

水平向右的分力(如圖3_5_2)

思考2:若斜向下推(圖3_5_3),如何分解?

和拉時一樣實驗和分析。

聯絡實際:課本中的拖拉機拉耙,日常清潔時拖地

例項分析2:已知放在斜面上的物體所受重力為g,斜面傾角為θ,重力g產生怎樣的作用效果?如何分解重力?(圖3_5_4)

演示實驗:將木塊放置在與傾斜的三合板上,釋放木塊

實驗現象:物體下滑的同時,木板發生了形變

效果分析:重力具有使物體沿斜面下滑的效果和使物體緊壓斜面的效果

分力方向:沿斜面向下和垂直於斜面向下

計算求解:

沿斜面向下的分力(圖3_5_5)

垂直斜面向下的分力

思考3:f2是不是物體對斜面的壓力呢?

確定乙個物體的受力情況時,應由乙個物體對另乙個物體的作用出發。物體對斜面對壓力是物體作用在斜面上的,而f2是作用在物體上的,兩個力根本不同

注:分力f1、f2都不是實際存在的力,而是我們求出來的與力f等效的分力。在研究問題的時候,分力可以替代合力,但是分力和合力不能重複考慮。

思考4:當θ角變大時,兩分力大小如何變化?若變小呢?

θ增大,則f1增大、f2減小;θ減小,反之

聯絡實際:生活中高大的橋,都有很長的引橋;盤山公路;滑梯等。

例項分析3:可自由轉動的輕杆ac和bc,bc杆水平。在它們的連線處c點施加乙個豎直向下的力f,力f的作用效果怎樣?如何分解f?(圖3_5_6)

體驗實驗:利用膠帶紙、筆和手掌快速構成類似的結構,在c點施加向下的拉力,由手的感覺來體會力f的效果

效果分析:f拉伸ac杆,壓迫bc杆

分力方向:沿ac拉伸的方向和bc被壓迫的方向

計算求解:如圖3_5_7

沿ac杆的分力

沿bc杆的分力

改變該結構,效果相同,但分力的大小和方向都會改變

聯絡實際:路燈的支架等。

[總結力的效果分解法步驟]:

(1)分析力的作用效果;

(2)跟據力的作用效果定分力的方向;(畫兩個分力的方向)

(3)用平行四邊形定則定分力的大小;(把力f作為對角線,畫平行四邊形得分力)

(4)據三角形知識求分力的大小和方向.

4、向量相加的法則

力是向量,力的合成遵從平行四邊形定則(畫出示意圖)

位移也是向量,乙個人從a走到b,再從b走到c發生的位移分別是ab和bc記為x1和x2,那麼合位移呢?不是分位移的算術和,而是ac。

合位移和分位移的關係是什麼?(畫出示意圖)

兩個向量首尾相接,從第乙個向量始端指向第二個向量末端的有向線段就表示合向量的大小和方向,這種方法叫三角形定則。位移的合成遵從三角形定則。

三角形定則和平行四邊形定則有沒有什麼聯絡呢?(進行平移,觀察圖形)實質相同

[小結]向量相加都遵從平行四邊形定則和三角形定則

向量:有大小,也有方向,相加時遵從平行四邊形定則或三角形定則的物理量

標量:有大小,沒有方向,相加時遵從算術運算法則

[課堂小結]

1、力的分解遵從平行四邊形定則

2、力的效果分解法

(1)據力的作用效果定分力的方向;

(2)用平行四邊形定則定分力的大小;

(3)據三角形知識求分力的大小和方向.

3、向量(加、減)運算法則

(1)、法則:平行四邊形定則 (或三角形定則)

(2)、向量:有大小,又有方向, 運算時遵守平行四邊形定則 (或三角形定則)

[布置作業]

課本66頁問題與練習1~3。

做一做:兩個人把一根繩子緊緊拉直,這時乙個人在繩子中間只要輕輕一拉就可以把兩個人拉動。課後做一做,並解釋一下原因。

(二)、教學設計說明

力的合成和力的分解是運用「等效替代」的思想來研究力學問題的重要手段,是高中物理的基礎內容。在力的合成的基礎上,對力的分解概念和分解法則,學生是不難理解的。與力的合成相比,力的分解不是惟一的,究竟怎樣分解的問題,顯然是本節的重點。

考慮到今後應用過程中的大部分問題都是根據力的實際作用效果進行分解,因此本節課重點就放在這種分解方法上。力作用在物體上可以產生什麼效果,學生缺乏感性認識,如何通過實驗讓學生體驗、感受、認識、理解力的作用效果,就成了這節課的重要環節。

課本是從拖拉機拉耙的事例引入力的分解的概念,由於大部分學生對拖拉機拉耙的情形沒有見過,缺少感性認識,所以,設計了在複習力的合成的基礎上,從等效替代的思想入手引入新課,這樣既比較自然,也強化了等效替代的思想。

關於力的效果分解法,課本中只舉了斜面上的物體的重力分解這乙個事例,為了強化這部分內容,設計時選擇了三個事例,並且對每乙個事例均設計了實驗,讓學生能觀察到或親身體會到力產生的效果。第乙個事例,選擇了與拖拉機拉耙相近的在水平面上拉物體的問題,不僅常見也可用電子秤進行演示,將會收到很好的效果。膠帶紙和筆做的體驗實驗,學生手頭都有,不需要做準備,每個學生都可以做,而且效果非常明顯,也會在學生頭腦中留下深刻的映像的。

事例後面聯絡實際的應用問題,不僅可以鞏固所學的知識,還可以學以致用,讓學生體會物理的重要性,激發學習興趣。

由於初次接觸力的分解問題,重點是學習力的效果分解法,所以,沒有必要介紹正交分解法,也不要急於讓學生用力的分解處理靜力學問題,更不要急於討論分解不惟一的各種情況,以免增加學生學習上的難度。

本節課設計理念是加強實驗,重視學生過程的體驗,有利於三維目標的達成。

(三)、教學反思

本節課的教學設計,強調學生的感知和體驗,把抽象的問題形象化,可以有效的突破教學難點。對教材的處理也比較合理,既體現了新課程的教學理念,又改進了教材中實驗的不足。在蘇州市區的教學研討課上也獲得了同行的高度評價,同行們一致認為課堂結構合理,重點突出,利用實驗突破難點效果非常明顯。

當然,也有老師提出,這節課的容量還是較大的,如果把這節內容設計兩課時,向量相加的法則放在第二課時,本節課重點討論力的效果分解法,可以再多舉一些事例,如把布置課後讓學生「做一做」的實驗直接在課堂上讓學生做一做,效果可能會更好一些。本人認為這些建議是合理的,我們將在今後的教學中做一定的嘗試。

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