力的分解

力的分解

教學目標

知識目標
　　1、能夠運用力的平行四邊形定則求解一個已知力的分力；
　　2、會用三角形法則求解力的分解；

能力目標
　　1、熟練掌握物體的受力分析；
　　2、能夠根據力的作用效果進行分解；

情感目標
　　培養分析觀察能力，物理思維能力和科學的研究態度．

 

教學建議

重點難點分析
　　力的分解是力的合成的逆預算，是根據力的作用效果，由力的平行四邊形定則將一個已知力進行分解，所以平行四邊行定則依然是本節的重點，而三角形法則是在平行四邊形定則的基礎上得到的，熟練應用矢量的運算方法并能解決實際問題是本節的難點．

教法建議

一、關于力的分解的教材分析和教法建議

　　力的分解是力的合成的逆預算，是求一個已知力的兩個分力．在對已知力進行分解時對兩個分力的方向的確定，是根據力的作用效果進行的．在前一節力的合成學習的基礎上，學生對于運算規律的掌握會比較迅速，而難在是對于如何根據力的效果去分解力，課本上列舉兩種情況進行分析，一個是水平面上物體受到斜向拉力的分解，一個是斜面上物體所收到的重力的分解，具有典型范例作用，教師在講解時注意從以下方面詳細分析：
　1、對合力特征的描述，如例題1中的幾個關鍵性描述語句：水平面、斜向上方、拉力 ，與水平方向成 角，關于重力以及地面對物體的彈力、摩擦力可以暫時不必討論，以免分散學生的注意力．

　　2、合力產生的分力效果，可以讓學生從日常現象入手(如下圖所示)．由于物體的重力，產生了兩個力的效果，一是橡皮筋被拉伸，一是木桿壓靠在墻面上，教師可以讓學生利用鉛筆、橡皮筋，用手代替墻面體會一下鉛筆重力的兩個分效果．

　　3、分力大小計算書寫規范．在計算時可以提前向學生講述一些正弦和余弦的知識．

二、關于力的正交分解的教法建議：

　　力的正交分解是一種比較簡便的求解合力的方法，它實際上是利用了力的分解的原理把力都分解到兩個互相垂直的方向上，然后就變成了在同一直線上的力的合成的問題了．使計算變得簡單．由于學生在初中階段未接觸到有關映射的概念，所以教師在講解該部分內容時，首先從直角分解入手，尤其在分析斜面上靜止物體的受力平衡問題時，粗略介紹正交分解的概念就可以了．

 

力的分解的教學設計方案

一、引入：

　　1、問題1：什么是分力？什么是力的合成？力的合成遵循什么定則？

　　2、問題2：力產生的效果是什么？

教師總結：如果幾個力產生的效果跟原來的一個力產生的效果相同，這幾個力就叫做原來那個力的分力．求幾個力的合力叫做力的合成；力的合成遵循力的平行四邊形定則．反之，求一個已知力的分力叫做力的分解．

引出課程內容．

二、授課過程

1、力的分解是力的合成的逆運算，也遵循力的平行四邊形定則．

　　教師講解：力的分解是力的合成的逆過程，所以平行四邊形法則同樣適用于力的分解．如果沒有其它限制，對于同一條對角線，可以作出無數個不同的平行四邊形（如圖）．這就是說一個已知的力可以分解成無數對不同的共點力，而不像力的合成那樣，一對已知力的合成只有一個確定的結果．一個力究竟該怎樣分解呢？（停頓）盡管力的分解沒有確定的結果，但在解決具體的物理問題時，一般都按力的作用效果來分解．下面我們便來分析兩個實例．

2、力的分解按照力的作用效果來分解．

　　例題1：放在水平面上的物體受到一個斜向上的拉力 的作用，該力與水平方向夾角為 ，這個力產生兩個效果：水平向前拉物體，同時豎直向上提物體，，因此力 可以分解為沿水平方向的分力 、和沿著豎直方向的分力 ，力 和力 的大小為：

　　例題2：放在斜面上的物體，常把它所受的重力分解為平行于斜面的分量 和垂直于斜面的分量 （如圖）， 使物體下滑（故有時稱為“下滑力”）， 使物體壓緊斜面．

3、力的分解練習（學生實驗）：

　　（1）學生實驗1：觀察圖示，分析F力的作用效果，學生可以利用手邊的工具（橡皮筋、鉛筆、細繩、橡皮、三角板）按圖組裝儀器、分組討論力產生的效果，并作出 力（細繩對鉛筆的拉力）的分解示意圖．

　　實驗過程：將橡皮筋套在中指上，將鉛筆與橡皮筋連接，鉛筆尖端卡在手心處，體會一下鉛筆的重力產生的效果，在鉛筆上掛接上橡皮，思考拉力 產生的效果？

 

　　教師總結并分析：圖中重物拉鉛筆的力 常被分解成 和 ， 壓縮鉛筆， 拉伸橡皮筋．

　　（2）學生實驗2，觀察圖示，分析 力的作用效果，用橡皮筋和鉛筆重復實驗，對比結論是否正確．

 

 

　　教師總結并分析：圖中重物拉鉛筆的力 分解成 和 ， 壓縮鉛筆， 拉伸橡皮筋．

盡管力的分解沒有確定的結果，但在解決具體的物理問題時，一般都按力的作用效果來分解．

4、課堂小結：

 

探究活動

題目　　關于“桿的受力分解”與“繩的受力分解”研究
　　由于日常生活中，我們勞動、學習的工具一般以桿和繩子為主，其他的工具也可以依照其進行分析，研究“桿的受力分解”與“繩的受力分解”具有實踐意義。有關內容可以參見備課資料中的“擴展資料”。讓同學觀察周圍的力學工具，對比桿與繩子，分析說明各個物體的受力特點，與其有關的題目可以參見如下：
　　1、晾曬衣服的繩子，為什么晾衣繩不易過緊？
　　2、為什么軟紙經過折疊后，抗壓性能提高？對比拱橋的設計，有什么感想？

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