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1、2022年高中物理 第三章 第五節(jié) 力的分解教案 新人教版必修1
【課型】新授課 【課時(shí)】1課時(shí)
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能
1.知道什么是力的分解,了解力的分解的一般方法. 2.理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算.
3.能用平行四邊形定則和三角形定則進(jìn)行矢量運(yùn)算.
過(guò)程與方法
1.通過(guò)設(shè)置問(wèn)題,啟發(fā)思考,啟迪物理思維.
2.訓(xùn)練明辨是非、格物致理的能力.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.體會(huì)到物理學(xué)的和諧美和統(tǒng)一美.
2.通過(guò)分析實(shí)際問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
教學(xué)重點(diǎn)
2、
1.平行四邊形定則和三角形定則在力的分解中的應(yīng)用.
2.根據(jù)力的作用效果對(duì)力進(jìn)行分解.
教學(xué)難點(diǎn)
1.應(yīng)用平行四邊形定則和三角形定則進(jìn)行矢量運(yùn)算.
2.正交分解法.
教學(xué)方法:
講授、討論、思考、歸納、練習(xí)
【教學(xué)過(guò)程】
【新課導(dǎo)入】
【展示】
【導(dǎo)入】世界上所有建成的大橋橋中間都比橋的兩端高,設(shè)計(jì)成這樣的形狀有什么優(yōu)點(diǎn)呢?
【新課講授】
力的分解
一、力的分解
【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.
【提問(wèn)】什么是
3、力分解?
【回答】已知一個(gè)力求它的分力的過(guò)程,叫做力的分解
【展示提問(wèn)】拖拉機(jī)對(duì)耙的拉力F,同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)作用效果?
【回答】?jī)蓚€(gè)作用效果。這兩個(gè)力產(chǎn)生的效果與原來(lái)一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同,一個(gè)力的作用效果是把耙向前拉動(dòng),另一個(gè)力的作用效果是把耙上提,我們用兩個(gè)力來(lái)等效代替一個(gè)力的效果,使每個(gè)力與一個(gè)效果對(duì)應(yīng),這兩個(gè)力就叫原來(lái)那個(gè)力的分力.拖拉機(jī)的拉力F可用耙運(yùn)動(dòng)情況的一個(gè)水平的力F1和耙深度的一個(gè)豎直向上的力F2替代.
【提問(wèn)】那么求分力的方法是什么?
【回答】平行四邊形定則.
【提問(wèn)】用平行四邊形定則的依據(jù)是什么?
【回答】這兩個(gè)分力的合力就是原來(lái)被分解的那個(gè)力,所以力
4、的分解是力的合成的逆運(yùn)算.因?yàn)榱Φ暮铣勺裱叫兴倪呅味▌t,那么力的分解也應(yīng)該遵循平行四邊形定則.
【提問(wèn)】要分解一個(gè)力,應(yīng)該把這個(gè)力當(dāng)成什么?
【回答】把這個(gè)力當(dāng)成平行四邊形的對(duì)角線.
【提問(wèn)】當(dāng)用平行四邊形的對(duì)角線表示合力時(shí),那么分力應(yīng)該怎樣表示?
【回答】分力應(yīng)該是平行四邊形的兩個(gè)鄰邊.
【提問(wèn)】沒(méi)有限制的情況下,同一條對(duì)角線可以作出多少個(gè)平行四邊形?
【回答】當(dāng)對(duì)角線確定了以后,它相鄰的邊有很多組.
【展示】
【說(shuō)明】如果沒(méi)有限制,對(duì)于同一條對(duì)角線可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形,即對(duì)于同一個(gè)力,如果沒(méi)有限制可以分解成無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力
【提問(wèn)】這樣研究一個(gè)力的分力
5、顯然是不可能的,也是不現(xiàn)實(shí)的,那么應(yīng)該怎樣研究一個(gè)力的分力呢?
【回答】在具體受力環(huán)境中進(jìn)行解決.
【承接】運(yùn)用所學(xué)方法,解決實(shí)際問(wèn)題
【例題】把一個(gè)物體放在傾角為θ的斜面上,物體受到重力,大小為G ,方向豎直向下,如圖甲(物體還受到其他力的作用,圖中沒(méi)畫(huà)出).現(xiàn)在需要沿平行于斜面的方向和垂直于斜面的方向?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行研究,為此建立直角坐標(biāo)系如圖乙.現(xiàn)在把重力G沿兩個(gè)坐標(biāo)軸的方向分解為F1和F2,求兩個(gè)分力的大?。?
【解析】由以上分析可知,兩個(gè)分力的大小為
F1=Gsinθ
F2=Gcosθ
F1和F2 的大小都與斜面的傾角有關(guān):斜面傾角θ增大時(shí),F(xiàn)1增大,F(xiàn)2減小
6、【展示】
【說(shuō)明】車(chē)過(guò)橋上橋時(shí),車(chē)輛所受重力個(gè)分力F1與運(yùn)動(dòng)方向相反,阻礙車(chē)前進(jìn);下橋時(shí)分力F1與運(yùn)動(dòng)方向相同,使車(chē)輛運(yùn)動(dòng)加速。所以為行車(chē)方便,高大的橋要造很長(zhǎng)的引橋,以減小斜面的傾角.
【承接】像這種力的分解方法,被稱(chēng)為正交分解法
【強(qiáng)調(diào)】正交分解法:把一個(gè)力分解成兩個(gè)互相垂直的分力,這種分解方法稱(chēng)為正交分解法.
用正交分解法求合力的步驟:
② 先建立平面直角坐標(biāo)系,并確定正方向.
②把各個(gè)力向x軸、y軸上投影,但應(yīng)注意的是:與確定的正方向相同的力為正,與確定的正方向相反的為負(fù),這樣,就用正、負(fù)號(hào)表示了被正交分解的力的分力的方向.
③求在z軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸
7、上的各分力的代數(shù)和Fy合.
④求合力的大小 F2=Fy合2+Fx合2
【承接】通過(guò)兩節(jié)課的學(xué)習(xí),知道力是矢量,力的合成與分解不能簡(jiǎn)單地進(jìn)行力的代數(shù)加減,而是根據(jù)平行四邊形定則來(lái)確定合力或者分力的大小和方向.
二、矢量相加法則
【提問(wèn)】前面我們學(xué)過(guò)的矢量還有位移,位移的相加也遵循平行四邊形定則嗎?
【回答】位移的相加平行四邊形定則
【提問(wèn)】矢量合成是否遵守平行四邊形定則?
【回答】位移的合成也遵守平行四邊形定則.
【展示】
【啟發(fā)】從另一個(gè)角度,圖中AB和BC兩個(gè)位移與它們的合位移AC組成一個(gè)三角形,能得到什么啟示呢?什么叫三角形定則?
【總結(jié)】把
8、兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的方法,叫做三角形定則.平行四邊形定則和三角形定則實(shí)質(zhì)上是一樣的,只不過(guò)是一種規(guī)律的不同表現(xiàn)形式.
【提問(wèn)】什么叫做矢量,除了位移和力,所學(xué)的哪些物理量還是矢量?
【回答】既有大小又有方向,并且在相加時(shí)遵從平行四邊形定則(或三角形定則)的物理量叫做矢量.除了位移和力之外,所學(xué)過(guò)的速度、加速度等都是矢量.
【提問(wèn)】什么是標(biāo)量,我們以前所學(xué)的哪些物理量是標(biāo)量?
【回答】只有大小,沒(méi)有方向,求和時(shí)按照算術(shù)法則相加減的物理量叫做標(biāo)量.以前所學(xué)過(guò)的質(zhì)量、體積、距離、密度、時(shí)間等物理量都是標(biāo)量.
【課時(shí)小結(jié)】
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了什么是力的分解,對(duì)于力的分解,比較容易理解,而對(duì)于力的分解要按照力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解這一點(diǎn),較難理解. 通過(guò)分析日常生活中應(yīng)用力的分解的現(xiàn)象,讓學(xué)生知道物理與生活是息息相關(guān)的,可以培養(yǎng)觀察生活現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、建立物理模型、用物理模型解決問(wèn)題、用物理語(yǔ)言解釋現(xiàn)象的能力.同時(shí)又學(xué)習(xí)了正交分解和矢量相加的法則.
【布置作業(yè)】
課本P66 1,2,3
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
一、力的分解
1.力的分解概念:求一個(gè)力分力的過(guò)程叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算
2.分解的原則:根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解.
3.例題.
二、矢量的相加法則
1.平行四邊形定則
2.三角形定則
【教學(xué)后記】