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1、教案:必修1第三章第五節(jié)《力的分解》
知識與能力
1. 理解力的分解的概念。
2. 理解力的分解與力的合成互為逆運算,都遵循平行四邊形定則。
3.初步掌握一般情況下按力的效果進行力的分解的方法.
4.培養(yǎng)學生的觀察、實驗能力。
5.培養(yǎng)學生用數(shù)學工具解決物理問題的能力。
過程與方法
1.從力的作用效果,進一步領會分力代替合力的等效思維方法,強化“等效替代”的科學方法。
2.通過體驗力的分解科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物理問題,驗證物理規(guī)律,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的科學思想。
3.學會用作圖法和計算法去處理問題,學
2、習用數(shù)學工具解決物理問題的方法,培養(yǎng)運用數(shù)學工具解決物理問題的能力。
情感態(tài)度與價值觀
1.培養(yǎng)學生對科學的好奇心與求知欲。通過聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生研究周圍事物的習慣,培養(yǎng)學生分析觀察能力、物理思維能力和科學的研究態(tài)度。
2.通過討論與交流等活動,培養(yǎng)學生與他人進行交流與反思的習慣,發(fā)揚與他人合作的精神,分享實驗探究成功后的喜悅之情。
3.通過學生的學習,使學生了解到物理規(guī)律與數(shù)學規(guī)律之間存在的和諧美。
教學重點:
(1)理解力的分解是力的合成的逆運算。
(2)掌握平行四邊形定則。
教學難點:
(1)力的分解具有唯一性的條件。
(2)分析力的作用效果及確定兩分力的方向。
教
3、學方法:
情景激學法、比較法、實驗探究法、分組討論法及總結歸納法。
演示實驗器材:
彈簧秤、鉤碼、電子秤、木塊、薄木板、自制三角形支架、橡皮筋、課件.
學生分組實驗器材:
橡皮筋、木筷、棉線、木塊、鉤碼、三角板。
教學過程
一.引入新課
F
四兩撥千斤
一輛載重大卡車陷入了泥坑,旁邊有一棵
大樹。如圖所示,司機只用一根鋼絲繩,把
卡車和大樹緊緊拴在一起,在這里輕輕一拉,
就把卡車拽出了泥坑。你相信四兩能撥千斤嗎?
學完今天這節(jié)課,你就能解釋這個現(xiàn)象了。
二. 講授新課
我們先來回顧一下合力的概念。
教師演示實驗1:用兩個彈簧秤將重物提起,用一個
4、彈簧秤也可以達到同樣的效果。
總結:像這樣,兩個力產生的效果跟一個力產生的效果相同,這個力就叫做那兩個力的合力。原來的兩個力叫做分力。求幾個力的合力的過程叫做力的合成;力的合成遵守力的平行四邊形定則。(板書)
1.力的分解
拖把拖地
F
F1
F2
F
F2
F1
同學們都拖過地,地面有一塊頑固的污漬,怎樣拖干凈?如何用力?
施加一個斜向下的推力。這個力一方面把拖把向下壓,一方面把拖把向前推,我們可以用一個水平向前的作用力F1和一個豎直向下的作用力F2來替代F。力F1 和F2就是力F的分力。已知一個力求它的分力叫力的分解。(板書)
因為分力的合力就是原來被分
5、解的那個力,所以力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形定則。
思考:如果沒有其它任何限制,已知合力F,求其分力。
請大家在學案上畫圖。
學生思考后發(fā)表意見:
對于同一條對角線,可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形。如果沒有限制,同一個力可以分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力。
討論:力應該怎樣分解
教師演示實驗2:節(jié)點上拉力如何分解
學生討論后發(fā)表意見
如果確定了兩分力的方向,一個力的分解是唯一確定的。
2.探究學習
根據(jù)實際情況決定,一般情況下,按力的作用效果進行分解.
生活模型1:拖拉機拉耙
轉換模型:放在水平面上的物體受到一個斜向上的拉力F,
6、這個力與水平方向成θ角.力F產生怎樣的作用效果呢?請大家利用物快體驗一下拉力的作用效果。
學生探究實驗1:斜向上的拉力F產生兩個效果,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,力F1和力F2的大小為:F1 =Fcosθ, F2=Fsinθ.
生活模型2:斜面上的物體所受重力的分力.
讓學生思考與討論,并從例題中得到啟發(fā),設計實驗來研究重力的作用效果.
教師演示實驗3:用薄木板構成斜面,將一木塊放到其上,木塊下滑同時觀察到斜面發(fā)生了形變。
分析得到:斜面上物體的重力產生兩個效果:一是使物體沿斜面下滑;二是使
7、物體壓緊斜面.
因此,沿斜面向下分力F1 =Gsinθ ; 垂直斜面向下的分力F2 =Gcosθ.
引導學生進一步思考:當斜面傾角θ增大時,分析F1 和F2 如何變化?當傾角θ減小時,F(xiàn)1 和F2 又如何變化?
學生思考與討論并回答.
當θ增大時,F(xiàn)1 增大, F2 減小;當θ減小時,F(xiàn)1 減小,F(xiàn)2 增大.
理論聯(lián)系實際: (1).公園的滑梯為什么很陡?(2).高大的橋為什么要造很長的引橋?
學生思考與討論并回答:
(1).當θ增大時,F(xiàn)1 增大,分力F1 使運動加快,更刺激,更好玩。
(2).車輛上橋時,分力F1 阻礙車輛前進,車輛下橋時,分力F1 使車輛運動加快,為了行
8、車的方便與安全,高大的橋要造很長的引橋,來減小橋面的坡度(即減小θ),從而使F1 減小.
3.師生總結力的分解步驟
1.確定要分解的力
2.分析力的作用效果
3.確定兩個分力的方向
4.畫出力的平行四邊形
4.學生開放探究:
探究1:作用在三角支架上的拉力F對輕繩和輕桿產生怎樣的作用效果?如何分解力F?
學生分組實驗:
方案1
方案2
橡皮筋、細繩、 重物
兩人一組用手臂做一個支架探究
教師巡視啟發(fā)指導學生設計實驗,體驗力的作用效果。
探究結束后,學生展示方法,說說自己體會到的拉力的作用效果,介紹如何分解拉力
探究2: 在一根細線上用輕掛鉤懸掛一重為
9、G的物體,掛鉤與細線之間的摩擦忽略不計。已知細線所成的張角為θ,如果張角θ增大,細線的張力如何變化?
學生分組實驗:
學生發(fā)現(xiàn)當合力一定時,夾角越大,兩分力越大。
教師呼應引入的課題:同學們,現(xiàn)在相信四兩能撥千斤吧?
培養(yǎng)學生自己動手設計實驗的能力。通過實驗探究,養(yǎng)成觀察生活的習慣,鼓勵學生發(fā)表自己的見解,增強學生合作交流的意識。教師及時肯定和鼓勵學生,讓學生感受到成功的喜悅。提高分析問題,解決問題的能力。
三、小結
這節(jié)課我們學習了力的分解,力的分解也遵循平行四邊定則;通過幾個實例體驗了在實際情況按力的作用效果進行力的分解; 學以致用,運用數(shù)學知識解決物理問題,運用物理知識解決生活中的實際問題。
四、課后探究設計:
給你一段棉線,一把刻度尺,一個質量已知的重物,試設計一種實驗方案,測出次棉線能承受的最大拉力。
今天的課到此結束,祝大家學習進步!同學們再見!
五、板書設計:
力的分解
一、
都遵循平行四邊形定則
二、根據(jù)實際決定,按力的作用效果進行分解。
例1: 例2:
θ
Fα
G
θ
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