6/7力的分解北京景山學(xué)校滿娜教學(xué)設(shè)計思路：分解法是高中物理解決復(fù)雜問題的一種重要的方法．分解的“等效替代”思想為解決其他類似的物理問題奠定了科學(xué)的思想方法基礎(chǔ)，為位移、速度、加速度等矢量的分解奠定了基礎(chǔ)．同時本課對矢量運算普遍遵守的規(guī)律“平行四邊形定則”進(jìn)行了更加深入的講解．本節(jié)課希望得到這樣的教學(xué)效果：通過學(xué)習(xí)、討論、觀察、反思，明確根據(jù)一個力的實際作用效果確定兩個分力的方向的基本思路．學(xué)會用平行四邊形定則畫出力的圖示，用數(shù)學(xué)知識求出分力的大?。盟鶎W(xué)知識解決觀察到的現(xiàn)象．在演示實驗時培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)實驗的能力；在學(xué)生分組、探索實驗時培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計和操作能力；在實際問題討論時培養(yǎng)學(xué)生的物理建模、數(shù)學(xué)建模及解題能力．在實際問題的討論過程中注意形成問題意識、條件意識，通過對具體問題的感悟，逐步形成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣．通過本節(jié)課學(xué)會力的分解的方法，體會如何按力的作用效果分解一個力，理解“等效替代”的思想方法，同時體會力的合成與力的分解都是處理力學(xué)問題的一種數(shù)學(xué)方法，并理解在何種情況下應(yīng)用何種方法．學(xué)習(xí)任務(wù)分析：本節(jié)課的教學(xué)重點是：1．理解力的分解是力的合成的逆運算，利用平行四邊形定則對力分解．2．學(xué)習(xí)在分析具體問題時，怎樣根據(jù)力的作用效果分解．3．通過對力的分解的學(xué)習(xí)，理解“等效替代”的物理學(xué)思想．本節(jié)課的教學(xué)難點是：在具體問題中正確確定力的作用效果從而明確力的方向，根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行力的分解．學(xué)習(xí)者分析：本節(jié)是《力》這一章的最后一節(jié)，學(xué)生已經(jīng)掌握了力的概念及受力分析的基本方法，已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的合成及平行四邊形定則，知道了“等效替代”的思想方法，在這樣的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)力的分解難度并不大．從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，通過一些小實驗，以及實際生活情境的創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)會如何根據(jù)一個力的作用效果將它分解．教學(xué)目標(biāo)：知識與技能：1．知道力的分解的含義．認(rèn)識到力的分解與力的合成互為逆運算并遵循平行四邊形定則．2．學(xué)會根據(jù)力的效果進(jìn)行分解的方法．過程與方法：1．通過觀察和實驗，學(xué)習(xí)如何分析力的作用效果．2．學(xué)習(xí)力的分解的過程中，再次體會“等效替代”的科學(xué)方法．情感、態(tài)度與價值觀：1．學(xué)習(xí)和領(lǐng)會“等效替代”的科學(xué)思想．2．通過對生活中實際問題的分析，培養(yǎng)研究周圍事物的習(xí)慣，培養(yǎng)分析觀察能力、物理思維能力，體會科學(xué)的研究方法．3．通過學(xué)習(xí)，體會物理規(guī)律與數(shù)學(xué)規(guī)律之間的和諧美．教學(xué)準(zhǔn)備：教師：長繩、教學(xué)圓規(guī)、木質(zhì)三角支架、鉤碼、皮筋、長木板、滑塊、秤砣、海綿．學(xué)生：圓規(guī)、皮筋、鉤碼．教學(xué)過程：本課引入游戲：比比誰的力氣大．通過拔河游戲，引導(dǎo)學(xué)生觀察并解釋游戲中的現(xiàn)象，從而引出力的分解．可見，一個力產(chǎn)生了兩個作用效果，要具體分析這個問題，需研究力的分解．（研究力的分解的重要性）力的分解教師：由前面的例子我們知道，求一個已知力的分力，叫做力的分解．（回答了什么是力的分解）力的分解遵循平行四邊形定則問題：怎樣分解一個力呢？（分解力的方法是什么呢？）教師：回顧上節(jié)課做的力的合成的實驗，幻燈片上打出兩個圖片進(jìn)行分析．復(fù)習(xí)力的合成的方法，同時引出力的分解與力的合成的關(guān)系及力的分解的方法．引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：力的分解是力的合成的逆運算，同樣遵循平行四邊形定則．學(xué)生活動1：已知一個力F，把它分解．學(xué)生體會、發(fā)現(xiàn)：在沒有任何限定條件的情況下，一個力可以分解出無數(shù)個結(jié)果．問題：如果處理一個實際問題，該用哪個圖呢？每個人可能選擇不同的平行四邊形，那不就是沒有標(biāo)準(zhǔn)了嗎？教師小結(jié)：實際上，一個力作用在物體上產(chǎn)生的作用效果是確定的．所以，處理實際問題時，要根據(jù)力的作用效果來分解．學(xué)生活動2：1．為什么斧子較容易劈開樹樁？（幻燈片上打出斧子圖片）學(xué)生分析：斧子對樹樁向下的壓力，由于斧刃三角形的形狀特點，產(chǎn)生了兩個較大的側(cè)向壓力，從而將樹樁劈開．（幻燈片上有受力分析）2．分析三角支架的兩桿的受力特點．（實際生活圖片引入，幻燈片上打出）實驗：用圓規(guī)模擬三角支架，體會圓規(guī)兩腿對手的作用力．學(xué)生體會：豎直向下的拉力在橫桿OA處產(chǎn)生拉力效果，在斜桿OB處產(chǎn)生壓力效果．演示實驗：三角支架模型掛上重物的受力情況．3．掛衣服的繩子是系得越緊越好嗎？（幻燈片圖片展示）實驗：用橡皮筋掛鉤碼，觀察并體驗鉤碼保持靜止的過程中，緩慢增加兩皮筋張角，皮筋有什么變化？對手的拉力怎樣改變？學(xué)生體會：在合力不變的情況下，夾角越大，分力越大．教師引導(dǎo)：可見，掛衣服的繩子也不能拴得過緊，否則可能掛不了多重的衣服，就在繩上產(chǎn)生較大的分力效果，從而將繩子拉斷．教師小結(jié)：通過對以上三個問題的分析，我們看到一個力作用在物體上產(chǎn)生的作用效果的確是確定的．因此在對一個力進(jìn)行分解時，一般首先要分析清楚它所產(chǎn)生的效果，再根據(jù)平行四邊形定則將其分解．學(xué)生活動3：1．拉桿箱拉桿處的拉力對箱子產(chǎn)生了怎樣的作用效果？（幻燈片圖片展示）學(xué)生分析：水平方向的分力Fcosθ，豎直方向的分力Fsinθ．（畫圖分析）2．高大的橋梁為什么總是有很長的引橋？（幻燈片圖片展示）為什么滑梯的傾角往往設(shè)計得比較大？教師：這兩個生活實例，都涉及到物理學(xué)中經(jīng)常遇到的物體在斜面上的受力及運動問題，下面我們通過一個實驗來研究它．演示實驗：物塊放在斜面上，會沿斜面下滑．學(xué)生分析：放在斜面上的物體，其重力有沿斜面下滑的分力效果．演示實驗：秤砣壓在鋪有海綿的斜面上，海綿被壓扁．學(xué)生分析：海綿發(fā)生形變，被壓扁，說明放在斜面上的物體其重力還有垂直斜面的分力效果．教師引導(dǎo)學(xué)生：畫出受力分析圖，并說明重力的兩個分力替代了重力的作用效果，它們與重力有相同的性質(zhì)．問題：我們?yōu)槭裁匆纸庵亓δ兀拷處煟ㄖ钢鴪D）分析：當(dāng)我們要研究物體沿斜面的受力及運動情況時，就需要看重力沿斜面向下的作用效果；當(dāng)我們要研究物體垂直斜面的受力時，就需要看重力垂直斜面的作用效果．幻燈片再次打出引橋和滑梯的圖片．引導(dǎo)學(xué)生分析：引橋的傾角小，車在上橋時比較容易，下橋時比較安全；滑梯的傾角大，使游戲具有娛樂性和刺激性．教師小結(jié)：通過以上兩個問題，我們看到把一個力分解后的兩個分力是彼此垂直的，這與前面的三個問題有所不同．如果我們沿著兩個分力的方向建立平面直角坐標(biāo)系，那么這兩個分力剛好分別沿X軸和Y軸，我們把滿足這樣的條件的分解方式叫做正交分解．正交分解即把力沿著兩個彼此垂直的方向分解．有時在處理三個以上的力時，為了研究問題的方便，我們常會采用正交分解的方法，此時分解的目的是為了更好地合成．思考問題：如圖所示，兩個大人和一個小孩在河岸上拉一條船前進(jìn)，兩個大人的拉力分別為F1＝200N，F(xiàn)2＝150N，方向如圖，要使船在河中間平行于河岸行使，求小孩對船所施加的最小的力．（已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，河水對船的推力及阻力忽略不計）提示：要使船在河中間平行于河岸行駛，必須使垂直于河岸方向上的分力之和為零．本課小結(jié)板書設(shè)計一、力的分解求一個已知力的分力，叫做力的分解．二、力的分解遵循平行四邊形定則1．處理實際問題時，按力的作用效果分解．2．正交分解：把力沿著兩個彼此垂直的方向分解，叫做力的正交分解．作業(yè)：1．第66頁發(fā)展空間1．2．2．問題思考：（1）由“發(fā)展空間”第2題總結(jié)滿足哪些條件可以確定分解一個已知力的惟一解．（2）根據(jù)今天所學(xué)的內(nèi)容，思考如何測量一根頭發(fā)絲或細(xì)繩的最大拉力？教學(xué)流程：學(xué)習(xí)效果評價：（略）根據(jù)教學(xué)實際來設(shè)計教學(xué)反思：1．本節(jié)課的設(shè)計特點本節(jié)課在設(shè)計問題時，特別選擇了很多實際生活中的情景，目的是讓學(xué)生體會研究物理是為了解釋或者解決生活中的實際問題．而我們平時所研究的物理問題正是從這些生活情景中提煉出來的模型．在這里要滲透給學(xué)生從實際問題中提煉物理模型的思想方法．2．突出學(xué)生的課堂主體地位不再是教師一味地進(jìn)行知識傳授，教師依然是課堂的主導(dǎo)者，但學(xué)生處于課堂的主體地位