6. 力的分解第二课时教学设计

《力的分解》教学设计

设计者：江苏省睢宁高级中学 姚力

一、设计思路

本节课以核心素养为导向，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任贯穿在教育活动中，使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程。力是一个抽象的概念，我们通过力的作用效果来感知力的存在，本节课旨在通过随手取材，构建物理模型，让学生亲身体验和感受力的作用效果，将隐蔽的作用效果放大，使其清晰明了。让抽象的概念具体化，理解力的作用效果的客观存在性，得到按效果分解的科学方法。从两个常见的生活实例中概括出两个基本物理模型，并展开学习，最后再还原到实际生活中，解决实际的问题。使学生在探究实验的过程中获得直接的经历,有利于学生理解掌握物理知识,达到丰富教学内容、提高新课程教学效果的目的。 二、教材分析

《力的分解》是整个高中物理力学的基础之一，与《力的合成》内容相辅相承，本节课使用的是人教版高中物理必修一第三章《相互作用》第五节《力的分解》。教科书是通过例题来说明如何根据力的实际效果和需要来分解的。实际上，学生接受的难度是很大的，为此，教学过程中通过等效替代让学生感知到一个力有无数对分力，而根据力的实际作用效果能得到唯一的一组分力，特别强调用实验来引领学生，让学生构建模型观察和体验“力的实际效果”。力的分解为位移、速度、加速度等矢量的分解奠定了基础。并且它对矢量运算普遍遵守的规律“平行四边形定则”作了更加深入的理解。所以说本节内容具有基础性和预备性。 三、学情分析

学生通过前面知识的学习，已掌握了合力与分力等效替代的关系，并通过力的图示法认识了力的平行四边形定则，为本节课的探究学习奠定基础。但是有些力的作用效果是隐蔽的，准确地寻找力的作用效果对学生来说有困难。通过创设物理情景构建物理模型，通过实验将作用效果放大使其清晰明了，增强学生的感性认识，加深对力的分解的理解。

四、教学目标

知识与技能

（1）理解力的分解的概念，理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。

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（2）在力的合成基础上继续渗透“等效替代”的物理思想，理解一个力不加以限制的话有无数对分力。

（3）能够按照力的实际作用效果分解力，会用作图法和三角函数的知识求分力。

（4）初步学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。

过程与方法

（1）强化“等效替代”的思想。

（2）培养观察、建模能力。

（3）培养运用数学工具解决物理问题的能力。

（4）培养用物理语言分析问题的能力。

情感态度与价值观：

（1）通过随手取材构建物理模型，培养学生用科学思维探寻物理学科规律的能力。

（2）通过联系生活实际情景，激发求知欲望和探究的兴趣，培养学生的物理学科品质。

（3）通过对力的分解实际应用的分析与讨论，培养学生的核心能力及物理知识的实践和运用能力。

五、教学重难点

（1）在力的合成基础上继续渗透“等效替代”的物理思想。

（2）理解一个力不加以限制的话有无数对分力。

（3）能够按照力的实际作用效果分解力。

六、教学资源

教学多媒体 展台 PPT 橡皮条（附绳套）

三角板 圆规（每位学生一个） 钩码 台秤 小箱子模型 斜面模型（附薄板）

铁盒子 三角板

七、教学流程图

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想挑战吗？

游戏引入

实验演示：

引入力的分解的概念及分解法则

实验探究：力的分解不唯一

教师指出实际作用效果分解

典例分析：

探究寻找力的作用效果的方法

实例分析一：水平面上拉车

总结：力的分解的一般步骤

实例分析二：小孩坐在滑梯上

解惑：分析挑战失败原因

建模体验：夹角越大，分力越大

课堂小结3

八、教学过程

（一）游戏引入

要求：绳子中间挂一重2kg的橡皮球，两名挑战者拉绳端将绳子拉直

结果：挑战失败！拼劲全力都未能将绳子拉直。

学生谈感受：用全力依然拉不直，在缓慢拉直的过程中，感觉绳上拉力越来越大！

要能清楚解释这一现象，需要学习这一节的内容《力的分解》。

游戏开始，学生觉得没有挑战性，而实际与预想不同时便会产生困惑。唤起认知思维，激发内驱力，使学生进入探索者角色参与到学习活动中。

（二）力的分解的概念

将《力的合成》中的实验器材转移到黑板上，用一细绳套拉橡皮条，强调力的作用效果。

师生互动：1.橡皮条是否受到向下拉力F的作用？

2.怎么知道的？

3.能否用两个力等效替代拉力F的作用？

4.怎样体现等效？

5.如何标记？

请学生回答，做出拉力F的示意图，并用两个方向的力来等效替代F的作用，即用两细绳套互成角度拉橡皮条。力F1、F2能够等效替代F，所以F1、F2叫做F的分力，求一个力分力的过程叫力的分解。PPT播放概念力的分解，力的分解是力的合成的逆运算，力的分解法则。

请学生以力F为对角线做平行四边形确定其分力

要求：1.用铅笔三角板规范做平行四边形

2.注意辅助线用虚线

3.与F共点的邻边打上箭头，标上分力F1、F2 提出问题：是不是只有这两个方向的力可以等效替代F,还有其他情况？

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学生到黑板尝试寻找其他的分力，结果可以找到很多组不同的分力。得出结论：力的分解不唯一。

进一步推进：通过作图也可得到同样的结论，教师播放PPT,如果没有其他限制对于同一条对角线，可以做出无数个不同的平行四边形。无数组解对于我们来说没有意义，实际应用中按力的作用效果分解。

这样设计的意图：一方面巩固和加深力的合成中等效替代的思想和实验的注意点，再次通过等效替代引入力的分解，并通过等效替代得出不加限制的话力的分解不唯一，实验探究与作图相辅相成。温故而知新，层层推进，不断渗透等效替代的思想。

（三）典例分析

塔吊（类似三角架）

探究：绳上拉力对塔吊产生了哪两个作用效果？

器材：圆规、橡皮条、钩码

要求：构建塔吊模型，体验重物对塔吊的钢线和横梁产生怎样的作用效果

学生自行构建模型，通过自身体验谈感受，确定力的作用效果，从而确定分力的方向，得出唯一解。

在实际应用中有些力的作用效果是隐蔽的，需要我们随手取材构建物理模型，体验和感受，再通过实验放大力的作用效果，按照这样的思路分析生活中两实例。

（四）实例分析

实例分析一：水平面上拉车、拉箱子

探究：如何确定拉力的作用效果？

器材：一个带绳的盒子，一台电子秤

要求：构建模型，明确拉力的作用效果确定两个分力的方向

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F

学生在展台上演示模型，通过多媒体观察演示，发现台秤的示数在减小。得出拉力的作用效果，从而确定分力的方向，得出唯一解。再用数学方法求解分力的大小。

教师指出：像这样将一个分解为两个相互垂直的分力的方法，也叫正交分解法。先对正交分解有个感性的认识，为之后的学习做铺垫。

联系实际: 跨海大桥

引导学生：一排排斜向上的钢绳除了有宏伟壮丽之感，更重要的是给我们一种安全感。

钢绳对桥面有向上提拉的作用效果。

联系实际让学生体会计师用心良苦。通过对力的分解实际应用的分析与讨论，培养学生的核心能力，及物理知识的实践运用能力。

学生讨论得出力的分解的一般步骤：找效果定方向,画图形定大小，解图形求大小

用简洁的文字表述清晰明了，便于记忆

按照这样的步骤来分析实例二

实例分析二：滑滑梯（汽车停在斜坡上） 探究：小孩所受重力产生了哪些作用效果？

器材：斜面（附薄板）、铁盒

要求：构建模型寻找斜面上物体重力产生的作用效果，确定分力的方向

演示物体下滑，学生仔细观察，寻找重力的作用效果

这里要注意学生极容易将压紧斜面的效果说成是对斜面的压力，老师应在演示实验的时候给以正确的引导：

其中一个效果很明显——沿斜面下滑 另一效果是使斜面发生了形变，形变的原因是——受到物体的挤压。因此另一效果表述为——压紧斜面

学生自己由作用效果确定分力的方向，画平行四边形确定分力的大小，解三角形求力的大小，

并且分析分力与斜面倾角变化的关系，为联系实际做铺垫。

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联系实际:1. 为什么高大的桥要造很长的引桥？

目的是减小斜面的倾角，从而减小重力沿斜面向下的分力。这样，上桥时省力，下桥时安全。

2.为什么滑梯的倾角比较大？

重力沿斜面向下的分力较大，便于下滑，

比较好玩。

类似情景：盘山公路

为什么不从山底到山顶修一条笔直的公路，而要修成盘山公路？

承接前面学生自然能够分析清楚原因，在联系实际的过程中，让学生体验到其中的物理学原理，建立基本的物理观念，提升学生的实践能力和运用能力。

（五）呼应游戏——解疑

教师指出：球的重力产生的作用效果，拉紧右边绳子，拉紧左边绳子，按效果将重力分解，并解三角形求出分力的大小。G1G

2COS缓慢拉直的过程中越大，cos越小，G1越大

若想拉直，趋近于90趋近于无穷大。

o ，，cos趋近于0，G1

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由所学知识分析课前的游戏，清楚其中的物理学原理，发现这是个根本不可能完成的任务。

类似情景：索道 回想一下，你所坐的索道是绷得很紧的还是松的？

为什么？

建模体验：

学生用橡皮条中间挂钩码体验一下

1.

橡皮条拉不直

2.

夹角越大，分力越大

这样设计的意图：

1.

解惑。认识到绳子不能拉直所含物理学原理

2.

体验。每位同学都通过橡皮条来感知不能拉直，并且通过橡皮条的形变来体验夹角越 大，分力越大，从而得出结论：合力一定时，夹角越大分力越大。

3.

铺垫。同样的情境，将橡皮条换成棉绳，粗测棉线所能承受的最大拉力完成课后作业

课后作业：情景迁移

用棉线、钩码、刻度尺设计实验粗测棉线所能承受的最大拉力

（六）课堂小结

（七）布置作业

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