自然科学教案9.docx

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自然科学教案9

课题名称

力的分解

授课时间

2014年11月14日

第1718学时

教学目标

知识目标：

：

①力的分解的概念；②力的分解的多解性；③力的分解的实例分析；④矢量相加和相减的方法。

能力目标：

：

①力的合成与分解是“等效替代”的思维方法；②力的分解是力的合成的逆运算；③力的分解的原则是由力的实际效果来分解力；④平行四边形定则可简化为三角形法则；⑤矢量相加或相减的方法。

德育目标：

从力的作用效果出发对一个实际的力进行分解是人类在征服自然的过程中不断积累的宝贵经验，由此抽象出矢量合成的平行四边形定则和三角形定则，进而用完善的理论更好地为人类服务。

教学重点

力的分解方法

教学难点

同上

教学环境

从力的作用效果出发，通过具体的实例分析来讲解力的分解原则，是有效的教学方法。

矢量相加和相减的方法由平行四边形简化为三角形定则，需要反复演练才能掌握。

教学环节

教学内容

教学方法

时间分配

按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容

一.“分力”概念的建立

引入：

拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上方的，生活经验告诉我们：

这个力产生两个效果：

使耙克服泥土的阻力前进，同时把耙向上提，使它不会插得太深。

这两个效果相当于两个力分别分别产生的：

一个水平的力，使耙前进；另一个竖直向上的力把耙向上提。

也就是说，拖拉机实际拉耙的力F可以用两个力和来替代。

那么，力和就叫做力F的分力。

那么，求一个实际的力的分力就叫做力的分解。

显然，从力的运算来说，力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。

二.力的分解的多解性

1.由力的平行四边形定则，被分解的这个力F应该作为平行四边形的对角线，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。

那么，如果把一个已知的实际的力分解为两个分力，在没有任何限制的情况下，会得到几种结果呢？

（学生回答：

有无数种结果，因为，以某一矢量为对角线的四边形有无数个）

2.现在，我们加一些限制条件，再来研究一个力的分解情况：

【学生分类讨论】

①已知两个分力的方向———————唯一解

②已知其中一分力的大小和方向——－唯一解

③已知分力F1的方向和分力F2的大小———不是唯一解（由F2与大小关系讨论）

④已知一个分力的方向

⑤已知两分力大小

三.力的分解的实例（力的分解原则）

教师提出，我们研究力的分解是为了更好的解决问题的需要，所以，在具体的问题中，我们总是从力的作用效果上对一个实际的力进行分解的。

下面我们来研究几个具体的实例

（1）斜面上物体重力的分解

【例题1】把一个物体静止在倾角为的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。

那么，物体所受的重力会产生功能什么样的作用效果呢？

（有向下垂直压斜面的效果和沿斜面使物体下滑的效果）

【演示】在斜面上放上物体

现象：

重物下滑的同时，还发生了弯曲。

结论：

重力产生两个效果——使重物沿斜面下滑及使物体压紧斜面。

分解方法：

重力分解为这样两个分力——平行于斜面使物体下滑的分力F1，垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2

分力的大小：

且由几何关系：

 ， 

讨论：

分力F1、F2与什么因素有关？

（F1、F2与斜面倾角有关，增大，F1增大，F2减小）

实际应用：

为了行车的安全，大桥的引桥一般都比较长，坡度比较小，目的是让汽车上坡不难，下坡不急，这样做的道理是什么呢？

。

【思考与讨论】

1.F1、F2是不是物体的真实受力？

（不是——一个实际力的分力只是这个力实际产生的效果，它并不存在，所以，在画受力分析图时，也不能把分力作为物体受到的力画在受力物体上）

2.能不能说F1是物体对斜面的压力？

（不能，F1只是重力在垂直于接触面方向上的分力，其性质是重力，其受力物体是物块，而物体对斜面的压力其性质是弹力，其受力物体是斜面。

我们之所以常常这样认为，是由于物体对斜面的压力从大小上来说，等于重力的分力F1）

【思维的拓展】（学生分析和解答）

【阶段总结】力的分解步骤：

①确定要分解的力

②分析力的实际作用效

③由分力的方向及合力做平行四边形

④求解分力的大小

（2）放在水平面上物体所受斜向上拉力的分解

【学生分析】①分析力F的作用效果；②画力的分解图；③求出两个分力的大小

将物体放在水平弹簧台称上，用斜向上的拉力拉物体（学生观察现象）

（3）三角支架悬物拉力的分解

【学生活动】让学生用铅笔支起图中的绳子，可以使学生直观地感受到手指受到的是拉力，手掌受到的是压力，由此体会重力的实际作用效果，从而正确画出分力的方向。

【思考与讨论】绳中力的大小？

方向？

杆中力的大小？

方向？

四.矢量相加和矢量相减的法则

1.矢量相加

复习提问：

到此——本节课的学习我们知道力这个矢量的分解及合成遵循平行四边形法则，除了力矢量，到现在我们还学了哪些矢量？

（学生回答：

位移、速度、加速度）

【类比】如图，一个人从A走到B，接着又从B走到A，思考该人在整个过程中的总位移？

【结论】分位移，总位移，；如果将平行移动至，于是，两次位移构成了一个平行四边形的一组邻边，而合位移正是它们所构成的平行四边形的对角线。

所以，位移矢量的相加是遵从平行四边形法则的。

提问：

反过来，两个分力矢量相加的平行四边形，是否可以用三角形表示呢？

（可以，把其中一个分力平移）

【总结特点】①把两个分矢量首尾相接，合矢量就是从第一个矢量的起点直接指向第二个矢量的箭头的有向线段。

②三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的。

2.（补充）矢量相减

问题：

物体做曲线运动，某一时刻，速度矢量如图，另一时刻速度矢量如图，则在这段时间内速度的变化量矢量如何表示？

结论：

求矢量的变化量即矢量相减，由三角形定则，由初矢量的末端直接指向末矢量的末端。

【本节课的总结】①力的分解的多解性；②力的分解的实例分析；③矢量相加和矢量相减的方法。

教师导向激励示范等内容

（精讲、启发、联系渗透等）

教学后记