力的分解課件

　　力的分解 (resolution of a force) 將一個(gè)力化作等效的兩個(gè)或兩個(gè)以上的分力。分解的依據(jù)是力的平行四邊形法則(見(jiàn)靜力學(xué)公理)。

　　力的分解課件

　　一、教學(xué)目標(biāo)：

　　（一）知識(shí)與能力

　　1.使學(xué)生在力的合成的知識(shí)基礎(chǔ)上,正確理解分力的概念,理解力的分解

　　的含義.

　　2.初步掌握根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定分力方向的原則,初步掌握將一個(gè)已知力分解為兩個(gè)互成角度分力的方法.

　　（二）過(guò)程與方法

　　1.在學(xué)習(xí)力的分解過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�、觀察能力,分析能力和概括能力.

　　2．強(qiáng)化“等效替代”的方法．

　　3．培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的能力．

　�。ㄈ�）情感態(tài)度與價(jià)值觀

　　培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，研究周圍事物的習(xí)慣；并學(xué)會(huì)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題

　　二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

　�。�1）理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，利用平行四邊形進(jìn)行力的分解。

　　（2）如何判定力的作用效果及分力之間的確定

　　三、教學(xué)用具：

　　橡皮筋、薄塑料板、重物、錄像帶、自制支架受力裝置、細(xì)繩等

　　四、教學(xué)方法：

　　實(shí)驗(yàn)法、討論法、類比法、講解法

　　五、課時(shí)安排： 1課時(shí)

　　六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)

　　教師利用錄像提出實(shí)際問(wèn)題，先給學(xué)生留下懸念，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，由復(fù)習(xí)提問(wèn)引入課題，通過(guò)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親自感知力的實(shí)際效果，從而確定出兩個(gè)分力的方向，化解了難點(diǎn)。然后運(yùn)用平行四邊形定則進(jìn)行分解．在分解力的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生用作圖法和計(jì)算法處理問(wèn)題，明確力分解的基本思路，解決本節(jié)課的重、難點(diǎn)問(wèn)題．

　　七、教學(xué)步驟：

　�。ㄒ唬�、導(dǎo)入新課

　　〔錄像〕公園滑梯、大橋引橋，盤山公路．

　　〔師問(wèn)〕為什么公園滑梯傾角較大而大橋要修很長(zhǎng)的引橋來(lái)減少傾角？

　　[學(xué)生] 討論

　　[師]同學(xué)們先別急，學(xué)完今天這節(jié)課的內(nèi)容你們就明白了。

　　（二）新課教學(xué)

　　[板書(shū)] 第六節(jié)力的分解

　　[師] 在學(xué)習(xí)新課之前，我們先來(lái)復(fù)習(xí)一下上節(jié)課的主要內(nèi)容（教師在黑板畫(huà)圖）

　　如圖甲，一個(gè)力用力F可以把一筒水慢慢地提起，圖乙是兩個(gè)人分別用F1、F2兩個(gè)力把同樣的一筒水慢慢地提起。那么力F的作用效果與F1、F2的共同作用的效果如何？那么拉力F1,F2,F中哪一個(gè)力可以叫做另兩個(gè)力的.合力?判斷的根據(jù)是什么?用什么方法可以求出這個(gè)合力的大小和方向?

　�。▽W(xué)生回答教師給以鼓勵(lì)）

　　[師]:在日常生活和生產(chǎn)實(shí)際中往往會(huì)遇到跟上面情況相反的一類問(wèn)題.例如,

　　[演示] 在小黑板上事先固定好兩根彩色橡皮繩，并在兩繩結(jié)點(diǎn)處系上兩根細(xì)線，請(qǐng)同學(xué)用一豎直向下的力把結(jié)點(diǎn)拉到O位置，請(qǐng)學(xué)生觀察此時(shí)拉力F產(chǎn)生的效果

　　[學(xué)生] 一個(gè)力同時(shí)拉伸了兩根橡皮繩

　　[師問(wèn)] 那么能不能改用兩個(gè)力同時(shí)作用于結(jié)點(diǎn)上而產(chǎn)生同樣的效果呢？

　　[演示] 請(qǐng)同學(xué)用沿BO方向的拉力 專門拉伸OB，沿AO方向的拉力 專門拉伸OA，當(dāng) 、 分別為某適當(dāng)值時(shí)，結(jié)點(diǎn)也被拉到O位置，

　　〔師生分析〕 、 共同作用的效果與F作用的效果相同．

　　[師講解] 前面我們學(xué)過(guò)，如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力．現(xiàn)在通過(guò)實(shí)驗(yàn)又清楚地看到與之相反的另一種情況：兩個(gè)力共同產(chǎn)生的效果跟原來(lái)一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同．我們就把這兩個(gè)力叫做原來(lái)那個(gè)力的分力，實(shí)際上也可以是幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果與原來(lái)一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同，這幾個(gè)力就叫原來(lái)那個(gè)力的分力．

　�。保�什么叫力的分解

　　（1）分力：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)那個(gè)力的分力．

　　〔講解〕分力定義中的“原來(lái)”二字說(shuō)明一個(gè)力跟它的幾個(gè)力并不同時(shí)作用在物體上．而是說(shuō)，當(dāng)它們分別作用到同一物體上時(shí)，產(chǎn)生的效果相同，可以互相替代．因此，一個(gè)力跟它的分力是一種等效替代關(guān)系．（教師舉例說(shuō)明）

　　求跟一個(gè)已知力等效的分力，我們就稱為力的分解．

　�。ò鍟�(shū)）注意：幾個(gè)分力與原來(lái)那個(gè)力是等效的，它們可以相互替代，并非同時(shí)并存．

　�。�2）力的分解：求一個(gè)已知力的分力叫力的分解．

　　[師]：力的分解遵從什么法則呢？實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論．

　　（在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，教師歸納．）

　　〔師小結(jié)〕這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)盡管在實(shí)驗(yàn)裝置上略有差異，但都是用橡皮筋的伸長(zhǎng)來(lái)量度力的作用效果．“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)是已知兩個(gè)力求與它們等效的合力，實(shí)驗(yàn)則是已知一個(gè)力求與之等效的兩個(gè)分力．可見(jiàn)力的分解同樣適用平行四邊形法則．

　　2、力的分解法則：平行四邊形法則．（通過(guò)類比，得出力的分解法則）

　　教師以實(shí)驗(yàn)為例，作出分解拉力Ｆ的示意圖．

　�。ㄍㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)，討論并確認(rèn)判斷分力方向的原則）

　　〔師講解〕前面是已知一個(gè)力的大小，方向，在事先確定了它的力的方向后，用平行四邊形法則進(jìn)行分解的．如果沒(méi)有兩個(gè)方向這一條件的限制，僅僅知道一個(gè)力的大小和方向，能否進(jìn)行分解呢？

　　〔分析〕同一對(duì)角線可作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形，同一已知力若不加條件限制可分為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力．

　　〔提問(wèn)〕什么情況下力的分解有惟一確定的解？

　　（教師引導(dǎo)學(xué)生分析）

　　我們知道對(duì)于同一對(duì)角線可以作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形，表 明同一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小，方向不同的分力，也可以說(shuō)力的分解的答案是不確定的．那么，在實(shí)際應(yīng)用中怎樣分已知力呢？從拉橡皮筋的例子可以看到，我們是按拉力對(duì)實(shí)際作用效果來(lái)分解的．這種根據(jù)力的作用效果來(lái)判斷方向的方法有沒(méi)有普遍意義呢？請(qǐng)看下面實(shí)例．

　　3、實(shí)例分析（教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來(lái)分析感受一個(gè)力的不同的幾個(gè)作用效果,并能根據(jù)力的實(shí)際作用效果來(lái)確定它的分力）

　　例〕：放在水平面上的物體受一個(gè)斜向上方的拉力F，這個(gè)力與水平面成θ角。確定F的兩個(gè)分力F1、F2

　　[演示] 將一薄塑料板架在兩個(gè)等高的支撐物上，形成一個(gè)懸空的平面，將一重物放在平面上，會(huì)觀察到明顯的形變。現(xiàn)給物體施加一個(gè)斜向上方的拉力F，學(xué)生觀察力F產(chǎn)生的作用效果，如圖3

　　[學(xué)生描述] 在力F的作用下，薄塑料板彎曲程度變小，同時(shí)重物前進(jìn)。

　　[師生分析]：（1）力F的作用效果有水平向前拉物體和豎直向上提物體的效果，那么力F的兩個(gè)分力就在水平方向和豎直方向上。

　　[學(xué)生板演] （2）分力方向確定，根據(jù)平行四邊形定則作圖，力F分解就是唯一的。

　　（3）如圖4所示分解：F1＝Fcosθ， F2=Fsinθ

　　〔師講解〕可見(jiàn)，力F可以用兩個(gè)分力F1、F2來(lái)代替

　　例2：物體傾角為θ的斜面上，那物體受的重力G產(chǎn)生哪些效果？應(yīng)當(dāng)怎樣分解？。

　�。▽W(xué)生思考，略加議論．）

　　〔學(xué)生實(shí)驗(yàn)〕在水平伸出的手掌上放一本書(shū)，然后使手傾斜，書(shū)下滑．

　　〔學(xué)生描述〕除感到手掌受到壓力外，還明顯感到書(shū)在沿手掌下滑，

　　〔師講解〕當(dāng)書(shū)放在平伸的手掌上時(shí)，我們只感到手掌受到書(shū)的壓力，說(shuō)明書(shū)所受的豎直向下的重力只產(chǎn)生了一個(gè)使它緊壓手作用效果．當(dāng)手掌傾斜時(shí)，書(shū)對(duì)手掌的作用效果類似于置于斜面上的物體對(duì)斜面的作用效果，我們除感到手掌受到壓力外，還明顯感到書(shū)在沿手掌下滑。

　�。�1）說(shuō)明這時(shí)重力產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果：使書(shū)沿手掌下滑和使書(shū)緊壓手掌．

　�。�2）因此，重力G可以分解為這樣兩個(gè)分力：平行于掌面的沿手掌下滑的力G1和垂直于手掌向下的力G2．

　�。�3）學(xué)生板畫(huà)如圖5， 據(jù)平行四邊形定則 G1=GSinθ G2=GCosθ

　　[師]：故重力G對(duì)物體的作用可以用它的兩個(gè)分力G1和G2替代。

　　〔思考討論〕

　�。�1）靜止在斜面上的物體受到幾個(gè)力的作用？

　　（2）有人說(shuō)的重力G可以分解為下滑力G1１和對(duì)斜面的壓力G2．這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？

　�。ㄔ趯W(xué)生回答中注意糾正他們?cè)趯?duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)合力，分力重復(fù)分析的錯(cuò)誤，以及把G2認(rèn)為是對(duì)斜面壓力的錯(cuò)誤．進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)一個(gè)已知力與其分力的等效替代關(guān)系，指出對(duì)物體受力分析時(shí)要依據(jù)力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用，分力并非物體實(shí)際受到的力，只是為了研究問(wèn)題方便，用分力進(jìn)行替代而已．）

　�。�3）根據(jù)剛才學(xué)到的知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們解釋前面提到的問(wèn)題，為什么公園滑梯傾角較大而大橋要修很長(zhǎng)的引橋來(lái)減少傾角？（與前面的問(wèn)題相呼應(yīng)，同時(shí)體現(xiàn)學(xué)以至用的思想）

　　（學(xué)生分析，教師給以鼓勵(lì)）

　　〔小結(jié)〕通過(guò)例1，例2的分析，使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，究竟怎樣分解一個(gè)已知力，要從實(shí)際出發(fā)，具體問(wèn)題具體分析．根據(jù)已知力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果，確定兩分力的方向，然后應(yīng)用平行四邊形法則加以分解，是一種重要的方法．

　　4、力的分解的一般方法

　�。�1）根據(jù)力的作用效果確定兩個(gè)分力的方向；（2）根據(jù)已知力和兩個(gè)分力方向作平行四邊形；（3）根據(jù)平行四邊形或三角形知識(shí)確定分力的大小和方向．

　　5、鞏固練習(xí)

　　〔練習(xí)1〕在豎直墻上固定一個(gè)輕支架，橫桿OB垂直于墻，斜繩OA跟墻的夾角為θ，在支架的O點(diǎn)掛有一個(gè)重G的物體，怎樣確定桿OA，OB的受力方向？

　　[學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)]：

　　[學(xué)生] 感受到手指受的拉力，手掌受到的是壓力。

　　即力F產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果： F1—拉手 F2—壓手

　　（學(xué)生板畫(huà)并計(jì)算，教師給以鼓勵(lì)）

　　〔師講解〕這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)都證明，豎直向下的拉力對(duì)兩桿件產(chǎn)生了沿桿方向的兩個(gè)作用效果，使上桿受拉，下桿受壓．因此，這個(gè)拉力F可以沿上述兩個(gè)方向分解為兩個(gè)分力F１和 F２．當(dāng)然，作這樣的分析是在不計(jì)兩桿重力情況下作出的．我們可以用F1和F2去等效地替代拉力F對(duì)支架作用．請(qǐng)同學(xué)們課下完成拉力F的兩個(gè)分力的求解

　　6、小結(jié)

　　今天這一節(jié)課主要是學(xué)習(xí)力的分解知識(shí)．希望同學(xué)們注意分力與合力這兩個(gè)概念的區(qū)別；力的分解和力的合成的區(qū)別；尢其要注意按實(shí)際作用效果將一個(gè)已知力分解為兩個(gè)分力，是進(jìn)行力的分解的一種重要方法，要逐步掌握這種方法，學(xué)會(huì)應(yīng)用它去分析和解決實(shí)際問(wèn)題．

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