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- 2021-05-31 发布
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第三章 相互作用 第八课时
3.5力的分解
教学目标
⒈理解力的分解和分力的概念。
⒉理解力的分解是力的合成的逆运算,会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力。
⒊培养学生分析问题,解决问题的能力。
⒋力的合成和分解符合对立统一规律。
一、创设情境,提出课题。
在已知分力求合力时,可按平行四边形法则,唯一地求出平行四边形对角线对应的合力,而在已知某力,如何将它分解为两个分力呢?
(运用已掌握的知识作为新知识的生长点,引入要研究新问题,引起思维的,有利于激发学生解决问题的动机)。
二、启发分析,寻找相关量。
⑴什么是分力?什么是力的分解。
⑵为什么说力的合成是力的分解的逆运算。
学生:某一个力F,可用F1和F2来代替,那这两个力叫F的分力。求一个已知力的分力叫力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算,当然应该遵循平行四边形法则,按平行四边形法则却可以有无数组解,如何确定一组解呢?力的矢量,如何找到突破口呢?
(老师适当点拔,尽可能让学生进行思维的发散性思考)
三、师生互动,引导探究,寻找规律。
(这是一个规律探究过程,可以让学生自主假设,展开讨论,探究规律,深化思维,教师可作适当引导。体现了“以学生发展为本”的理念)。
学生提出假设:
①一个分力的大小和方向确定。
②一个分力的方向并且另一个分力的大小确定。
③两个力的方向确定。
④两个力的大小确定。
学生探究规律:
① 已知一个分力的大小和方向,根据平行四边形法则,合力只有一组解。
②若已知一个分力的方向并已知另一个分力的大小,要分解已知合力,有三种情况,以合力的未端为圆心,以已知大小的分力标度长度线段为半径画弧:
(a)若与已知分力的方向线相切,则有唯一的解;
(b)若与已知主向分力的方向线相交,则有两解,若已知大小的分力过大,弧线有一个交点交到已知方向线的反向延长线上了,这种情况也只算一解。因为以已知方向线反向延长线上交点为依据所作的平行四边形,那个已知方向的分力实际方向与已知方向相反,不符合条件,故不算。
(c)若已知大小的分力过大,与已知方向的分力方向线交不上,则无解。
③两个力的方向确定,根据平行四边形法则,也非常容易得出有唯一一组解值。
④两个分力大小确定时,要分解合力,以合力的始端或末端为圆心,以已知大小的分力标度线段作图,学生可作出如下图形。
通过学生讨论,甲图表示的物理意义正确,从图可知,可以作两个方向不同的平行四边形,可有两个不同的解。有同学问,两个分力大小确定有无唯一值,经过激烈争论,其中一位同学拿出强有力的证据,当两个分力与合力等大时,有唯一值。
(这一过程是把知识传授转变为学习过程的切身体验,让学生的思维模式向科学的思维模式顺应,如归纳法、比较法等。并使他们在心理、态度、情感等非智力因素方面得到潜移默化的锻炼,从探索中获得经验,培养了能力,增长了才干)。
四、联系实际,贴近生活。
分力与合力是在相同作用效果的前提下才能相互替换,所以在分解某力时,其个分力必
须有各自的实际效果。
例⒈放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F,这个力与水平面成θ角。
分析:
⑴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F的两个分力就在水平方向和竖直方向上。
⑵方向确定,分解是唯一的。
⑶如图所示分解为F1=Fcosθ,F2=F•sinθ
例⒉物体放在斜面上,那物体受的重力产生有什么样的效果。
⑴G方向竖直向下,又不能下落,在垂直于斜面方向上使物体产生紧压斜面的作用效果,在沿斜面方向上使物体产生沿斜面向下滑动的效果。
⑵两分力方向确定,分解是唯一的。
⑶G1=G sinθ,G2=G cosθ
(探究式教学,重视学习的探究学习,强调学习的参与过程,在发挥教师主导作用的同时强化了学生的自主体,体现了“指导—探究”的特点)。
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