2019-2020年高一物理 第一章 力 六、力的分解(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè).doc
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2019-2020年高一物理 第一章 力 六、力的分解(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè)從容說(shuō)課本節(jié)課承接力的合成,學(xué)習(xí)力的分解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循平行四邊形定則 本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括: (一)分力;(二)力的分解:力的分解的概念、特點(diǎn)、分解的一般方法和步驟 本節(jié)在學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生難以把握的是力沿什么方向分解的問(wèn)題,所以在教學(xué)時(shí)應(yīng)注意對(duì)這個(gè)問(wèn)題的正確處理 結(jié)合教材內(nèi)容和特點(diǎn),本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)定位如下: 1理解力的分解和分力的概念 2理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循力的平行四邊形定則 3能根據(jù)力的實(shí)際作用效果進(jìn)行力的分解 4會(huì)用力的平行四邊形定則用作圖法求分力,會(huì)用直角三角形的知識(shí)計(jì)算分力 本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)定位如下: 在具體問(wèn)題中如何根據(jù)力的實(shí)際作用效果和力的平行四邊形定則進(jìn)行力的分解 本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)定位如下: 如何確定分力的方向;力的分解具有唯一性的條件 為完成上述目標(biāo),并能突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),本節(jié)課采用實(shí)驗(yàn)觀察和歸納的方法讓學(xué)生實(shí)際感知力的作用效果,根據(jù)力的作用效果確定兩分力的方向,然后再用力的平行四邊形定則進(jìn)行分解;同時(shí)為把握好尺度,不要求用力的分解處理靜力學(xué)問(wèn)題,以降低難度,便于學(xué)生掌握 本節(jié)課的教學(xué)程序如下: 復(fù)習(xí)平行四邊形定則,導(dǎo)人新課實(shí)驗(yàn)類比,得到分力及力的分解的概念,并說(shuō)明力的分解同樣遵循平行四邊形定則CAl課件模擬,實(shí)驗(yàn)演示體會(huì)課本例題中力產(chǎn)生的作用效果得到在實(shí)際情況中,常根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解變式討論合力定時(shí),分力與夾角之間的變化關(guān)系并分析高大的橋要造很長(zhǎng)的引橋的原因最后作為力的分解的應(yīng)用。討論要使一個(gè)力的分力有唯一解的條件教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.理解力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算,都是力的等效替代,滿足力的平行四邊形定則.2.了解力的分解具有惟一性的條件.3.掌握按力的效果進(jìn)行力的分解的方法.二、能力目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?2.培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的能力.三、德育目標(biāo)1.滲透“等效替代”的思想.2.滲透“對(duì)立統(tǒng)一”的觀點(diǎn).教學(xué)重點(diǎn)在具體問(wèn)題中如何根據(jù)力的實(shí)際作用效果力的和平行四邊形定則進(jìn)行力的分解.教學(xué)難點(diǎn)1.如何確定分力的方向.2.力的分解具有惟一性的條件.教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)觀察法、歸納總結(jié)法.教學(xué)用具投影儀、投影片,粘有海綿的木板兩塊、鐵球一個(gè)、金屬塊一個(gè)、臺(tái)式測(cè)力計(jì)、CAI課件.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程投影本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道分力的概念及力的分解的含義.2.知道力的分解遵循平行四邊形定則.3.理解力的分解的方法.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程一、 導(dǎo)入新課投影出示思考題1.什么叫力的合成?2.如何求兩個(gè)互成角度的力的合力?3.求下列兩個(gè)力的合力:(1)F1=30 N,F2=40 N,且方向互相垂直.(2)F1=50 N,F(xiàn)2=50 N,且互成120角.學(xué)生活動(dòng)解答思考題教師抽取部分學(xué)生用做圖法和解析法的求解過(guò)程并在實(shí)物投影儀上評(píng)析過(guò)渡引言在力的合成中,我們知道:當(dāng)幾個(gè)力的作用效果與某個(gè)力相同時(shí),這幾個(gè)力就可以用這一個(gè)力代替,那么反過(guò)來(lái),也可用那幾個(gè)力來(lái)代替一個(gè)力的作用效果,這就是力的分解.二、新課教學(xué)(一)力的分解學(xué)生活動(dòng)回憶驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)步驟.演示實(shí)驗(yàn)在演示板上固定一塊白色的硬紙板,再在硬紙板上固定一根橡皮筋,在橡皮筋的另一端系上長(zhǎng)短相等的幾根細(xì)繩并打結(jié),先用一個(gè)彈簧秤(力F)把結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),再用兩個(gè)彈簧秤(對(duì)應(yīng)力F1和F2)互成角度地把結(jié)點(diǎn)拉到同一位置O點(diǎn).教師實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么?學(xué)生F1和F2的作用效果與F的作用效果相同.教師能否用更多的不同的力,使它們的作用效果與F的作用效果相同呢?學(xué)生活動(dòng)思考討論并設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證.1.能.2.實(shí)驗(yàn)方案:用三個(gè)或四個(gè)彈簧秤沿不同方向拉結(jié)點(diǎn),結(jié)點(diǎn)仍能到達(dá)同一位置.3.學(xué)生主動(dòng)到演示板上驗(yàn)證.教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)1.幾個(gè)力,如果它們產(chǎn)生的效果跟原來(lái)一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同,這幾個(gè)力就叫做原來(lái)的那個(gè)力的分力.2.求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解.3.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,力的分解遵循平行四邊形定則.教師怎樣進(jìn)行力的分解呢?學(xué)生把已知力F作為平行四邊形的對(duì)角線,與力F共點(diǎn)的兩個(gè)平行四邊形的鄰邊就是這個(gè)已知力的兩個(gè)分力F1和F2.出示思考題同一個(gè)力的分解是否惟一呢?學(xué)生活動(dòng)思考與討論并回答:同一個(gè)力可分解成無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力.因?yàn)閷?duì)于同一條對(duì)角線,可以作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形.評(píng)析拓展用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題將是高中物理中的重要方法.演示力的分解一個(gè)力可分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小不同的分力及無(wú)數(shù)對(duì)方向不同的分力的演示方案:如下圖所示:將橡皮筋的一端固下在黑板的上邊緣,先用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋下端點(diǎn)拉長(zhǎng)至黑板上某處,并用粉筆標(biāo)出該點(diǎn);然后用兩個(gè)彈簧秤將橡皮筋的下端點(diǎn)拉長(zhǎng)至黑板上同一個(gè)力可分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力.過(guò)渡引言一個(gè)已知力究竟要怎樣分解呢?在實(shí)際情況中,通常根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解.(二)力的分解實(shí)例分析投影出示例1放在水平面上的物體受到一個(gè)斜向上的拉力F,這個(gè)力與水平方向成角(如圖).試求出力F的兩個(gè)分力.學(xué)生活動(dòng)思考如何對(duì)力F進(jìn)行分解.教師本題關(guān)鍵是弄清力F的作用效果.演示實(shí)驗(yàn)一取一塊粘有厚海綿的木塊,水平放一鐵塊.可看到海綿的凹陷.用一斜向上的力拉鐵塊,此時(shí)觀察到海綿凹陷程度變小,同時(shí)鐵塊向前運(yùn)動(dòng).演示實(shí)驗(yàn)二將鐵塊放在臺(tái)式測(cè)力計(jì)上,觀察指針的讀數(shù).用一水平力拉鐵塊,觀察指針的讀數(shù).(不變)再使拉力的方向從水平方向緩慢向上偏轉(zhuǎn)觀察指針變化 指針示數(shù)逐漸變小.學(xué)生活動(dòng)分析觀察到的現(xiàn)象并得出結(jié)論:斜向上的拉力F產(chǎn)生兩個(gè)效果:一是水平向前拉物體;二是豎直向上提物體.所以根據(jù)力的作用效果可以將力F分解為沿水平方向的分力F1和豎直方向的分力F2,如圖所示:力F1和力F2的大小為:F1=Fcos,F2=Fsin.變式訓(xùn)練例1中,將作用于物體上的力F改為斜向下與水平方向成角(如圖),你認(rèn)為該力產(chǎn)生什么效果?分解力F并作出示意圖.學(xué)生活動(dòng)用帶有海綿的木板與鐵塊進(jìn)行模擬,從而得到:力F產(chǎn)生的作用效果:一是水平向前拉物體,二是豎直向下壓物體.因此可將力F分解為水平方向的分力F1和豎直方向的分力F2,如右圖所示.F1=Fcos F2=Fsin評(píng)析拓展力的作用效果是進(jìn)行力的分解的重要依據(jù),先根據(jù)作用效果判斷出分力的方向,再用平行四邊形定則求解.投影出示例2將一物體放在斜面上,試求出物體重力的兩個(gè)分力.學(xué)生活動(dòng)思考與討論,并從上題得到啟發(fā),設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)研究重力的作用效果.演示實(shí)驗(yàn):用兩塊粘有海綿的木板如右圖組合,將一鐵球放到其上,觀察到兩板上海綿勻發(fā)生凹陷.分析得到:斜面上的物體重力產(chǎn)生兩個(gè)效果:一是使物體沿斜面下滑二是使物體壓緊斜面.因此,重力可按右圖分解,由于ABC和QON相似,故F1=Gsin方向:沿斜面向下.F2=Gcos,方向:垂直斜面向下.出示思考題1.當(dāng)斜面傾角增大時(shí),分析F1和F2如何變化?2.當(dāng)傾角減小時(shí),F(xiàn)1和F2如何變化?學(xué)生活動(dòng)思考與討論并回答.當(dāng)增大時(shí),F(xiàn)1增大,F(xiàn)2減小.當(dāng)減小時(shí),F(xiàn)1減小,F(xiàn)2增大.CAI課件模擬高大的橋要造很長(zhǎng)的引橋.提問(wèn):為什么要這樣做?學(xué)生活動(dòng)思考與討論并回答:的增大,將使F1增大,F(xiàn)2減小,車輛上橋時(shí),分力F1阻礙車輛前進(jìn),車輛下橋時(shí),分力F1使車輛運(yùn)動(dòng)加快,為了行車的方便與安全,高大的橋要造很長(zhǎng)的引橋,來(lái)減小橋面的坡度(即減小).變式訓(xùn)練在傾角=30的斜面上有一豎直固定的擋板,在擋板與斜面之間放有一個(gè)重為G=20 N的光滑圓球,如右下圖甲所示,試根據(jù)重力的效果將重力分解,并求出它們的大小.甲 乙學(xué)生活動(dòng)用粘有海綿的兩塊木板如圖甲組合并演示,從而得到:重力的作用效果有兩個(gè):一是使球水平向左擠壓豎直擋板二是使球垂直壓緊斜面.因此可將重力按圖乙進(jìn)行分解.由圖知:F1=Gtana= N,方向:水平向左F2=G/cosa= N,方向:垂直斜面向下.評(píng)析拓展斜面上物體的重力的分解并不是惟一的,要具體情況具體分析.投影出示例3已知力F方向豎直向下,大小為30 N,它的一個(gè)分力F1水平向左,大小為40 N,求另一個(gè)分力F2的大小和方向.學(xué)生活動(dòng)分析求解.教師抽查并投影不同的解題方法解法1:作圖法:如右圖所示:則F2=10 N=50 N方向:用量角器測(cè)得53.解法2:計(jì)算法.由三角形知識(shí)知:F22=F12+F2即F2= N=50 Ntan=F1/F=4/3故=53評(píng)析拓展當(dāng)一個(gè)分力的大小、方向都確定時(shí),力的分解也是惟一的.出示思考題要使一個(gè)力的分解是惟一時(shí),對(duì)兩分力有什么要求?學(xué)生活動(dòng)回憶本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容并總結(jié)1.已知兩個(gè)分力的方向(不在同一直線上)2.已知一個(gè)分力的大小和方向.鞏固訓(xùn)練將一個(gè)力F分解為兩個(gè)不為零的力,下列哪種或哪些分解方法是不可能的A.分力之一垂直于FB.兩個(gè)分力與F都在同一條直線上C.一個(gè)分力的大小與F的大小相等D.一個(gè)分力與F相同參考答案D演示常見(jiàn)力的作用效果.演示一關(guān)于斜面上物體重力分解的演示方案:準(zhǔn)備一個(gè)長(zhǎng)方形的膠合板(或長(zhǎng)塑料尺子),用一只手把它的一端抬起以形成一個(gè)斜面,在上面放一個(gè)稍重的物體(例如一盒鉤碼),控制斜面的傾斜程度,使物體緩慢下滑的同時(shí),也將斜面壓彎.這樣同時(shí)提出問(wèn)題:物體為什么下滑? 斜面為什么發(fā)生了彎曲? 通過(guò)觀察:使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體的重力產(chǎn)生的實(shí)際效果: 一方面使物體沿斜面下滑,一方面使物體壓緊斜面 所以可以將重力分解成平行于斜面向下的力和垂直于斜面向下的力演示二放在水平面上的物體,受到一個(gè)斜向上的拉力作用,關(guān)于該拉力作用搿演示方案。將一滑塊用線拴著斜向上拉,適當(dāng)控制拉力的大小和方向,使滑塊被拉著向前緩慢運(yùn)動(dòng)的同時(shí)其一端被稍微拉起,這樣把拉力產(chǎn)生的實(shí)際效果直觀地表示出來(lái)演示的同時(shí),教師提出問(wèn)題。 物體為什么向前運(yùn)動(dòng)? 物體的前端為什么抬起? 學(xué)生觀察現(xiàn)象分析后得到。拉力產(chǎn)生的實(shí)際效果:方面向前拉物體;一方物體. 所以,可以將拉力滑向前和向上的兩個(gè)分力分解 演示三三角架上的B點(diǎn)懸掛一個(gè)重為G的物體細(xì)線對(duì)B點(diǎn)的拉力T產(chǎn)生的作用效果的演示: 如右圖所示:找一長(zhǎng)條形的薄木板在其中間挖一小孔,在小孔上釘上一段橡皮筋;另取一根輕桿作橫粱,其一端通過(guò)小孔頂在橡皮筋上;再取一根橡皮筋作斜粱,其一端固定在木板上端。另一端與橫粱的右端連接,當(dāng)懸掛物體時(shí)。橫粱左端的橡皮筋因受橫梁的壓力而向左凸起,作斜梁的橡皮筋因受拉力而伸長(zhǎng) 通過(guò)觀察,體會(huì)拉力產(chǎn)生的實(shí)際效果: 一方面使斜梁受到沿斜梁向下的拉力; 一方面使橫梁受到沿橫梁向左的壓力 因此,可將懸線的拉力沿橫梁方向和斜梁方向分解 課堂討論 投影討論思考題: 1已知兩個(gè)分力只能求出一個(gè)合力為什么把一個(gè)力分解可以得到無(wú)數(shù)對(duì)大小同的分力? 2把一個(gè)一定的力分解為兩個(gè)等大的力,那么,隨著兩分力間夾角的變化,兩分力的大小如何變化? 3放在斜面上的物體,其重力分解為沿斜面的分力F1和垂直于斜面的分力F2,有同學(xué)認(rèn)為F2就是物體對(duì)斜面的壓力,這種說(shuō)法是否正確?為什么? 4為什么力的合成和力的分解都遵守相同的定則? 學(xué)生活動(dòng)分組討論并互相交流 教師點(diǎn)撥 1以兩個(gè)分力為一組鄰邊只能畫(huà)出一個(gè)平行四邊形,所以,根據(jù)兩個(gè)分力只能求出一個(gè)合力而僅僅根據(jù)一條對(duì)角線可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形,有無(wú)數(shù)對(duì)不同的斜邊,所以如果沒(méi)有其他條件限制,可以把一個(gè)力分解成無(wú)數(shù)組大小、方向不同的分力 2在合力一定的情況下,隨著兩等大的分力間的夾角的增大。兩分力增大,隨著兩分力間夾角的減小,兩分力也減小 3重力的分力F2仍是由于地球的吸引而產(chǎn)生的作用在物體上,其效果是使物體壓緊斜面;而物體對(duì)斜面的壓力是彈力,是由于物體形變產(chǎn)生的,其受力物體是斜面,所以重力沿垂直于斜面的分力F2。與物體對(duì)斜面的壓力是兩個(gè)不同的力4因?yàn)榱Φ暮铣膳c力的分解都是矢量運(yùn)算,所以都遵守相同的法則,且它們互為逆運(yùn)算.三、小結(jié)投影小結(jié)思考題1如果幾個(gè)力的 跟原來(lái)一個(gè)力產(chǎn)生的 ,這幾個(gè)力就叫原來(lái)那個(gè)力的分力.2求 叫做力的分解.3力的分解是力的 的逆運(yùn)算,同樣遵守 定則.把一個(gè)己知力作為平行四邊形的 ,那么,與己知力共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè) ,就表示己知力的兩個(gè)分力.四、作業(yè)1.課本作業(yè)P15 練習(xí)五2.思考題兩人共提一桶水,夾角大些省力還是夾角小些省力?參考答案夾角小些省力.五、板書(shū)設(shè)計(jì) 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)1.在已知的一個(gè)力的分解中,下列情況中具有唯一解的是( )A.已知兩個(gè)分力的方向,并且不在同一直線上B.已知一個(gè)分力的大小和方向C.已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向D.已知兩個(gè)分力的大小2.在力的分解中,下列結(jié)論中正確的是( )A.3 N的力可以分解為6 N和3 N的兩個(gè)分力B.10 N的力可以分解為10 N和10 N的兩個(gè)分力C.2 N的力可以分解為6 N和5 N的兩個(gè)分力D.10 N的力可以分解為5 N和4 N的兩個(gè)分力3.已知力F的一個(gè)分力F1跟F成30,大小未知,另一分力F2的大小為F,方向未知,則F1的大小可能是( )A. FB. FC.F D. F4.有三個(gè)力:F1=2 N,F(xiàn)2=5 N,F(xiàn)3=8 N,則下列說(shuō)法中正確的是( )A.F1可能是F2和F3的合力B.F2可能是F1和F3的合力C.F3可能是F1和F2的合力D.這三個(gè)力的合力一定不等于零5.將20 N的力分解成為兩個(gè)互相垂直的力,其中一個(gè)分力是12 N,那么另一個(gè)分力大小應(yīng)為_(kāi) N.6.將18 N的豎直向下的力F分解為兩個(gè)力,其中一個(gè)沿水平方向,另一個(gè)沿豎直方向成30角,那么水平方向的分力大小為_(kāi) N,另一個(gè)分力的大小為_(kāi) N7.如圖,已知合力大小為F,一個(gè)分力與合力的夾角為,則另一個(gè)分力的大小至少為_(kāi).若已知與合力F夾角為的分力的大小也是F,則另一個(gè)分力的大小為_(kāi).8.挑水時(shí),水桶上繩子的狀況分別為a、b、c三種情形(如圖),則繩子在_種情況下最容易斷?9.請(qǐng)畫(huà)出下圖中小球重力的分力.10.如下圖所示,兩完全相同的小球在擋板作用下靜止在傾角為的光滑斜面上,求甲、乙兩種情況下小球?qū)π泵娴膲毫χ?參考答案1.AB 2.ABC 3.AC 4.D5.16 N 6.67.Fsin,2Fsin/2 8.C9.重力的分解如右圖所示:F1=Gtana F2=G/cosa10.解:甲、乙兩種情況下球的重力產(chǎn)生的效果都是壓緊擋板和使球壓緊斜面,將球的重力G分解,如下圖甲、乙所示.由圖甲、乙可知球?qū)π泵娴膲毫Γ篎甲=F2=G/cos F乙=F2=Gcos故:甲、乙兩種情況下小球?qū)π泵娴膲毫χ龋篎甲:F乙=1cos2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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