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2019-2020年高中物理 35《力的分解》教學設計 新人教版必修1 【教學目標】： 1． 理解力的分解概念，進一步體會“等效替代”的物理思想；理解力的分解是力的合成的逆運算。 2． 掌握一般情況下力的分解根據(jù)實際需要來確定分力方向；會用作圖法和直角三角形的知識求分力。 3． 會運用力的分解解決日常生活中的有關問題。 4． 了解三角形定則與平行四邊形定則，并拓展至多邊形法則；能區(qū)別矢量和標量。 【教學重點】： 1．會根據(jù)實際需要進行力的分解、求分力，并運用力的分解解決日常生活的有關問題。 2．從所遵循的運算法則的角度認識矢量和標量，能區(qū)別矢量和標量。 【教學難點】： 1． 運用力的分解解決實際問題 2． 區(qū)別矢量和標量 【教學流程】： 復習力的合成及等效替代思想，提出力的分解——應用力的分解討論物理情景及實際問題——對矢量、標量的再討論 【教學過程】： 一、復習引入，提出力的分解概念 1．從“等效替代”出發(fā)，提出力的分解 力的合成，多個分力與一個合力的效果相同，用一個合力來替代幾個分力。是否有這樣的情況：一個作用力同時產(chǎn)生幾個效果？請舉例說明。 （如果學生無法舉出恰當例子，可提示教科書上拖拉機拉耙的例子） 如果我們要分別研究作用力產(chǎn)生的各個效果，可以怎樣做？ （從力的合成受到啟發(fā)，用幾個力來替代這一個力，分別研究各個分力） 提出力的分解概念，進一步討論力的分解中的“等效替代”思想，合力與分力的關系。 2．如何進行力的分解 力的分解中，合力和分力是怎樣的關系？求一個力的分力應該遵循什么運算定則？ （力的分解是力的合成的逆運算，也遵循平行四邊形法則） 給定一個力，請學生按平行四邊形法則把這個力分解為兩個力，并展示分解的結果。 （學生無從下手，或者得出多個不同的結果。學生討論得到，不加限制地分解，可以得到無數(shù)多個解。要進行力的分解，需要有一定的目的要求才有意義。） 請學生討論，在解決實際問題時，一般需要怎樣來進行力的分解才有意義呢？ （從前面力的分解引入得到啟發(fā)，按照力產(chǎn)生的實際效果進行分解。如果有學生提出，為了解決問題的方便，可按照方便運算的原則進行分解，應該加以鼓勵，并且為正交分解方法的學習做好鋪墊。） 對力的分解進行小結：遵守平行四邊形定則；不加限制有無數(shù)組解；一般情況下根據(jù)實際情況確定兩個分力的方向。 二、應用力的分解討論實際問題 1．斜面上物體所受重力的分解 教師實驗演示：較柔軟的薄木板搭成斜面，小車在薄木板上從靜止釋放，小車沿木板下滑，下滑過程中木板被小車壓彎。 提問：觀察到哪些現(xiàn)象？ （小車下滑，木板被小車壓彎） 提問：為什么小車會下滑，小車會擠壓木板？如何從受力的角度分析？ （引導學生自由回答，抓住學生之間產(chǎn)生的沖突，引發(fā)自由討論。在討論過程中辨明該物理情景中的各個力及各個力之間的關系。明確對小車來說，重力產(chǎn)生了兩個效果：下滑和擠壓木板；所謂的“下滑力”是重力的一個分力，不是另一個真實的力，再次強化“等效替代”的思想和方法。辨明重力垂直斜面方向分力、壓力、支持力之間的關系。體會受力分析中需要明確選取的研究對象，對研究對象進行受力分析。） 總結，斜面上物體所受重力的分解。給出實際生活中的實例：大橋引橋、盤山公路、裝貨斜面。請學生分析為什么生活中要做這樣的設計和應用。 2．實例拓展應用 出示斧頭劈開木頭的示意圖，請學生分析斧子劈開木頭的作用力。 （將外力給斧頭的向下的力進行分解，得到兩個垂直于斧頭面向兩側的較大的力，分析得到斧子的“巨大能力”。） 請學生進一步解釋為什么刀刃的夾角越小越鋒利。 （進行力的分解，得到分力與夾角的關系，進行解釋） 三、對矢量、標量的再討論 1．平行四邊形定則與三角形定則（或多邊形定則） 力的合成與分解都遵循平行四邊形定則，并且平行四邊形定則是普遍適用于矢量相加的定則。前面所學的矢量有位移、速度、加速度等，它們的相加都應該遵循平行四邊形定則。 在學習位移時，根據(jù)位移的定義，可以得到另一種求合位移的方法。這種方法與平行四邊形定則求合位移的方法有什么聯(lián)系？ （學生自己作圖，得到兩種方法實質是相同的。） 總結，求兩個矢量的和時，可以用平行四邊形定則，也可以用矢量首尾相連的三角形定則，兩種方法等價。 前面學過利用平行四邊形定則進行多力合成，是否也可以從求多個位移的合位移的方法出發(fā)，把三角形定則推廣到求多個矢量的合矢量呢？這個方法和用平行四邊形定則是否也能等價呢？ （學生嘗試得出多邊形定則求多個矢量之和，簡單推導與平行四邊形定則逐一合成是等價的。） 2．矢量、標量的概念和區(qū)別 在物理學習過程中，引入了矢量和標量兩種物理量，提問：二者的區(qū)別在于什么？ （矢量有方向，標量沒有方向） 提問討論：電流是矢量還是標量？為什么？ （學生產(chǎn)生不同意見，進行爭論） 提問討論：電流的相加遵循代數(shù)運算法則還是幾何運算法則（平行四邊形定則）？矢量有方向的“方向”的本質是什么？矢量與標量更重要的區(qū)別在哪里？ （在討論中引導學生認識到“方向”的含義，運算法則是矢量和標量更重要的區(qū)別） 總結討論結果，給出矢量和標量的定義。 3．矢量相減的初步討論 看教科書“說一說”欄目，如何求一小段時間內速度的變化量？請學生自己作圖，體會用三角形定則進行矢量相減的運算。