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視頻標簽：力的分解
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理魯科版必修1第5章第2節力的分解-山東省 - 威海
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物 理
必修1 第三章 相互作用 第5節 力的分解 （新授課）
一、教學目標確立依據 （一）課程標準要求及解讀 1.課程標準要求
《普通高中物理課程標準》中對這節的內容要求是：通過實驗，了解力的合成與分解，知道矢量和標量。
2.課程標準解讀
（1）通過實驗，了解力的合成與分解。這里的行為動詞為“了解”，行為條件是“實驗”，就是通過設計可行、合理的實驗方案對力的作用效果進行判定，從而能夠根據力的平行四邊形定則對給定的力按照作用效果進行分解。要求學生能夠通過實驗總結的規律來解釋生活中的物理現象。
（2）知道矢量和標量。這里的行為動詞為“知道”，就是要求學生能夠說出矢量和標量的概念，區別二者的不同即運算法則的不同。通過對力、位移的矢量三角形和平行四邊形定則的比較，能說明二者本質相同這一結論。
（二）教材分析 1.地位與作用
本節內容是高中物理必修一 第五章《力與平衡》中第二節《力的
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分解》 ，是繼第一節《力的合成》后，對力的矢量性、合力和分力的關系、力的平行四邊形定則的進一步加深理解和應用，是本章的一個重點。教材從生活實例入手，引入分解的概念，根據邏輯推理知道力的分解同樣遵守平行四邊形定則。與力的合成相比，力的分解的難點是一個確定的力可以對應無數組分解的方法，力的分解不是唯一的。教科書指出對一個已知力要根據實際情況（實際需要）進行分解。與傳統教材不同的是，教科書引入了三角形定則，指出矢量相加的法則，很自然的引入了矢量和標量的概念。
2.重點、難點
通過實例、實驗，能夠判斷力的實際作用效果，確定分力的方向，并能根據平行四邊形定則進行分解。
（三）學情分析
通過上一節《力的合成》的學習，學生已經知道了合力和分力的定義，知道了合力和分力的關系，理解了力的合成的平行四邊形定則，會用平行四邊形定則求合力的大小和方向，所以理解力的分解的概念、力的分解是力的合成的逆運算、力的分解也遵從平行四邊形定則難度不大，但對如何在具體問題中分解力，尤其是如何根據力的作用效果確定分力的方向出現困難，在教學時應注意創設情境，使學生更容易接受。
二、教學目標：
1.通過對力的合成知識的復習，依據“等效替代”的物理思想，能夠總結出力的分解概念以及遵從的定則
2.通過對日常生活中的有關物理現象的觀察分析，能夠建構物理模
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型；通過實驗探究，會判斷力的作用效果的方向，能根據效果對力進行分解 ，并用來解釋生活中的物理現象，感受物理與生活緊密相連。
3.通過對力、位移求和情況的分析，結合平行四邊形定則，能夠描述三角形定則的內容，說明二者實質是一樣的。能說出矢量和標量的定義，區別二者的不同。
三、評價設計
1.老師通過對力的合成知識的復習，根據合力、分力作用效果相同，引導學生得出力的分解是合成的逆運算，也遵從平行四邊形定則。此目標比較簡單，通過舉手調查的方式進行評價，要求全體學生都能達成。
2.通過對三種情景的模擬演示，使學生直觀的感受到力產生的作用效果，能夠根據平行四邊形定則進行分解。通過學生所做的分解圖，通過老師巡查方式確定完成情況，將部分學生答案以投影方式展示，進行評價。
3.在老師的帶領下，共同經歷力、位移合成的三角形定則和平行四邊形定則，通過針對小練習，強化理解三角形定則，要求學生通過討論解決。
四、教學方法：本節課重心放在力的作用效果如何判斷的教學中，注重創設情景，通過學生猜想、實驗驗證、學生體驗的方式進行，幫助學生理解；利用已學知識，解釋生活中的物理現象，體會物理與生活的緊密聯系。
五、教學步驟： （一）導入新課
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游戲：繩子為什么拉不直？
找兩名同學上臺把繩子拉直，老師在繩子上掛一重物，同學們發現繩子不直了。老師問學生，讓兩位同學使勁，繩子能直么？學生回答“能”、“不能”。老師讓兩位學生加把力，繩子還是彎的？于是老師問同學們，為什么會這樣呢？學完今天這節課的內容你們就明白了。
（二）新課教學
目標一：什么是力的分解 一個人用力F可以把一桶水慢慢地提起，兩個人分別用F1、F2兩個力把同樣的一桶水慢慢地提起。力F的作用效果與F1、F2的共同作用的效果如何？F可以叫做F1、F2兩個力的合力。
合力F與F1、F2作用效果相同，所以合力與分力的關系是建立等效替代的基礎上！如果知道F1、F2，用什么方法可以求出這兩個力的合力大小和方向呢?
對，平行四邊形定則！求兩個力的合力稱為力的合成。那么如果我知道合力要求出分力，該怎么辦呢？
引導出什么是力的分解及運算法則。 1、求一個已知力的分力叫力的分解
引導學生推理得出：力的分解與力的合成互為逆運算 2、力的分解遵守平行四邊行定則
根據這個結論，要分解力時，我們應該把這個力作為平行四邊形的
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哪條線？
答：平行四邊形的對角線。 那么兩個分力應該怎樣表示？ 答：應該是平行四邊形的兩個鄰邊 目標二：力應該怎樣分解
下面請同學們作出一個已知力的兩個分力。 師：作一個已知力的兩個分力，有多少組解？
生：學生在導學案和透明塑料紙上進行分解，結束后老師將部分塑料紙收起，疊放在一起，發現沒有相同的分解結果，說明一個力的分力有無數對！
如果不加條件限制，研究一個力的分力是沒有實際意義的，因為合力與分力對物體的作用效果相同，所以實際中我們經常按照力的作用效果進行分解。
情景1.
1.展示圖片，創設物理情景
教師利用多媒體展示拖拉機拉耙、人拉行李箱的圖片，讓學生回歸到學生生活的情景。
教師設問引導學生思考：耙和行李箱受到什么方向力的作用？這個
F1
F2F3
F4F5
F6
F
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力對耙和箱子有什么樣的作用效果？
2.建立物理模型
我們要研究生活中的實例時，通常會把他們抽象、簡化成簡單的物理模型，來進行分析。教師引導學生建立物理模型：耙和箱子相當于物體，物體放在水平地面上受到斜向上的力的作用。以上生活中的例子可以簡化成如圖
3.演示實驗
回歸物理問題：這個斜向上的力對物體產生什么樣的作用效果？ 教師將帶有鉤碼的小車放置在電子稱上，用細繩套斜向上拉動小車。讓學生觀察。
現象：將重物放在電子秤上，顯示示數，對物體施加斜向上拉力，物體運動，壓力變小
分析：拉力使物體向前運動，同時對秤壓力減小，說明拉力有向前拉和向上提的效果
結論：有向前拉動物體和向上提物體的效果
學生：在學案上進行分解，得到兩個方向的分力，并寫出分力的表
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達式
老師投影展示
F1=Fcosθ F2=Fsinθ
通過以上實例，我們總結力的分解的一般步驟： 第一步：根據力的作用效果確定兩個分力的方向； 第二步：根據已知合力和兩個分力方向作平行四邊形； 第三步：根據平行四邊形知識確定分力的大小和方向。 情景2.
1.設定情景：一物體放在斜面上，斜面上物體受到的重力有哪些效果？同學猜想：有使物體沿斜面下滑和使物體壓斜面的效果
2.演示實驗：老師在自制的斜面上放一物體，用細線連在斜面頂端，靜止。（如圖）
問題：觀察到什么現象？ 學生：斜面彎曲形變。
問題：為什么會彎曲形變？說明物體的重力對斜面產生了什么作用效果？
學生：壓斜面的效果。
教師總結：重力產生的一個作用效果是使物體壓緊斜面，方向是垂直于斜面向下。
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剪斷細線，提醒學生注意觀察。 問題：觀察到什么現象？ 學生：物體下滑。
問題：說明物體的重力產生了什么作用效果？ 學生：使物體下滑的效果。
教師總結：通過剛才的觀察、體會，我們了解到：作用在物體上的重力產生了兩個效果，一是使物體沿斜面下滑，另一個就是使物體與斜面之間發生擠壓。那我們將重力進行分解時就根據重力的實際作用效果把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向，如圖：
F1= G sinθ F2= G cosθ
師：通過這個表達式分析：
當θ增大時，F1和 F2的大小如何變化？學生回答：F1增大，F2減小 4.生活中的應用
生活中我們注意到了這些嗎？水滑梯的坡度為什么要很陡，高大的橋梁為什么有很長的引橋？
在教師引導下，描述分析過程。
滑梯坡度越大，F1越大，使人加速的越快，越刺激！引橋越長，θ
θ
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越小，上橋時的阻礙作用減小，從而比較容易上橋，下橋時的加速作用會減小，所以高大的橋總是建很長的引橋，減小橋面的傾角，從而保障行車時的安全。
情景3：
1.通過塔吊事故引入，展示圖片：起重機吊臂模型
教師疑問過渡：事故中起重機提升重物過重時，受到很大向下的拉力，問重物向下的拉力產生什么作用效果？
2.
學生探究（小組）：用手掌、細線、筆桿、鉤碼模擬吊臂，
感受力的作用效果
3.
老師用自制吊臂模型，放大力的作用效果，演示給學生觀察，
并總結：重物向下的拉力產生了兩個作用效果，沿鋼索向下拉和沿橫臂壓的效果。
4.學生在學案上畫出該重物對吊臂拉力的分解圖。 （教師指導）
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情景4：
1.學生實驗：請同學們拿起桌上鉤碼，掛在兩彈簧秤間的細線上，兩手向兩個方向拉彈簧秤，感受鉤碼重力有怎樣的效果？逐漸增大夾角，觀察彈簧秤示數變化。
2.教師總結：發現夾角越大，重力的分力越大（如圖） 課前實驗揭秘：為什么繩子不能拉直
夾角越大，分力越大，人拉繩的力就得越大，當夾角接近1800時，人需要施加的拉力趨近無窮大。
3.觀看視頻，解釋原因
學生觀看視頻，思考視頻中同學的疑問，并解釋。
目標三：矢量相加的法則
通過前面的分析我們已經知道，力是矢量，力的合成和分解都要遵循平行四邊形定則。求兩個力的合力時，不能簡單地把兩個力的大小相加。
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我們還學習過另外一個矢量——位移，兩個位移的合位移應如何求解呢？
兩個位移與它們的合位移也組成一個三角形，由此得出三角形定則的內容
1.三角形定則：把兩個矢量首尾相接從而求出合矢量的方法 我們如果把位移x2（BC）平移，使它的始端B與第一次位移的始端
A重合，就發現兩次位移構成了平行四邊形的一組鄰邊，而合位移就是
對角線。所以位移相加時也遵循平行四邊形定則，因此三角形定則與平行四邊形定則本質是一樣的。
2.矢量和標量
矢量：既有大小，又有方向，相加時遵從平行四邊形定則（或三角形定則）的物理量
標量：只有大小沒有方向，求和時按照算術法則相加的物理量 3.針對練習
根據三角形定則，判斷以下三個力中，哪個是合力，哪兩個是分力？
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（三）小結
（四）布置作業
查閱資料，帆船為什么可以逆風行駛？ 教材66頁練習上（2
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