鲁科版 (2019)必修 第一册第2节 力的分解教案及反思

第四章　力与平衡

第2节　力的分解

本节课选自鲁科版必修一第四章第二节，是继《力的合成》之后，学生再次利用平行四边形定则处理矢量问题，对力的矢量性、合力与分力的关系的进一步加深理解和应用，是本章的一个重点。力的分解在牛顿运动定律、物体平衡的理解和应用中起着重要作用，所以本节不仅是下一章学习的基础，还为“运动的合成与分解”做了思想和方法上的准备。

【物理观念】理解力的分解是力的合成的逆运算；能应用力的分解分析生产生活中的问题。

【科学思维】体会“等效替代”的物理思想在力的分解中的运用。

【科学探究】引导学生根据问题需要利用平行四边形或三角形定则对力进行分解。

【科学态度与责任】养成分析问题和解决问题的科学态度；培养学生将所学知识应用于生产生活的意识。

【教学重点】理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解；会运用力的分解解决日常生活的有关问题。

【教学难点】分解时分力方向的确定。

【导入新课】

课前活动：力气较小的女同学怎样拉绳子才能把两位质量较大的男同学拉动？

思考：这样做的原理是什么？（引出本节主题---力的分解）

【新课讲授】

复习力的合成基本知识

引出问题：“力可以合成，是否也可以分解呢？”

一、力的分解

注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替，并非同时并存!!!

1、结论：力的分解是力的合成的逆运算。

2、力的分解同样遵守平行四边行定则。

力F为平行四边形的对角线,那么与力F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力。

3、（1）力的合成

有唯一解

（2）力的分解

有无数个解

思考：实际应用中，该如何分解力F？

二、实际应用中，该如何分解力F？

1.试一试：作用在三角支架上的力F产生怎样的作用效果？如何分解？

按力作用的效果进行分解

作用效果分解法：分解一个力要具体考虑这个力产生的效果，它在哪些方向上产生了效果，就可以沿着这些方向进行分解。

2.（为了更形象的观察重力的作用效果，可将不易形变的细绳换为易观察的橡皮筋）

将物块重力按效果分解为

3.跟踪训练：按效果分解图中各力

将力分解之后该如何求解各个分力？通过例一来介绍。

例一：倾角为θ的斜面上放有一个物体，如图所示。该物体受到的重力G能对物体产生哪些效果？应当怎样分解重力？分力的大小各是多大？

【思考过程】（为了易观察重力的效果，可将斜面换为易观察形变情况的塑料垫板和橡皮筋）

重力效果一：使物体沿斜面下滑

重力效果二：使物体紧压斜面

【解题过程】

【突破难点】

在实际问题中，寻找力产生的作用效果往往是学生容易混淆的点，所以设置接下来的对比图，让学生更直观形象的体会到实际情况下的力的分解。

对比两图，看有何启示？

总结：分析力的作用效果时,要从实际出发，具体问题具体分析。

根据已知力产生的实际作用效果确定两个分力方向，然后应用平行四边形定则分解，这是一种很重要的方法。

三、正交分解

思考： 如何求F1、F2、F3、F4这四个力的合力？

【合成法】（按照传统力的合成方法，两个力依次合成的方法，体会这种方法在实际运算中计算复杂，因此应该寻求别的方法）

提出问题：如何更简单、更有效的求解多个力的合力？引出正交分解法。

【正交分解法】

Fx=F1-F4x-F3x=F1-F4cosα-F3cosβ        Fy=F2+F3y-F4y=F2+F3sinα+F4sinβ

1.分解的目的：更有效地进行合成；

2.方法指导：寻找现成的直角建立坐标轴，这样可以使尽量多的力落在坐标轴上；正交分解各力，将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。

学生体会这两种方法的优缺点，得出结论：多个力合成时，正交分解法可以更有效地进行合成。

四、联系实际

1、

问题：高大的桥为什么要造很长的引桥？

两个分力的大小为

   减小斜面的倾角，从而减小重力沿斜面向下的分力。这样，上桥时省力，下桥时安全。

2、力的分解这一知识点应用在日常生活的方方面面，举例并分析。

上山的路一般修成盘山公路                                  斧刃越薄越好用

3、感受夹角对分力的影响

两只手拉橡皮筋，使钩码静止。

思考：保证钩码状态不变，增大橡皮筋间的夹角，感受两手所用的力是增大了还是减少了？

引导学生画出分析过程，得出结论。

结论：合力一定,两等大分力随它们之间夹角的增大而增大

【解释课前活动】为什么女生能拉动两位男生？

随着两个男生距离的靠近，绳子两端的夹角增大，这样施加的较小的力可在绳子上分解成较大的两个力，使绳对男生产生很大的拉力，从而把男生拉动。

【课堂练习】 已知合力F，某一分力F1的方向，另一分力的F2大小.两分力有几组解？

(1)当F2=Fsinθ，此时分力有________解；

(2)当F＞F2＞Fsinθ，此时分力有__________解；

(3)当F2＞F，此时分力有__________解；