3.3 力的分解 课时教案-2025-2026学年高一上学期物理沪科版必修第一册

3.3《力的分解》课时教案

学科

物理

年级册别

高一上册

共1课时

教材

沪科版高中物理必修第一册

授课类型

新授课

第1课时

教材分析

教材分析
本节内容位于沪科版高中物理必修第一册第三章第三节，是在学习了重力、弹力、摩擦力以及力的合成基础上展开的，是“相互作用”这一核心主题的重要组成部分。力的分解作为矢量运算的逆过程，不仅是对平行四边形定则的深化应用，更是解决实际力学问题的关键工具。教材通过斜面上物体所受重力的分解引入，体现了从生活情境到物理模型的建构过程，具有较强的实践导向。

学情分析
高一学生已具备初步的矢量意识和力的合成知识，但对矢量的正交分解思想尚不清晰，容易将分力误解为真实存在的独立力。学生的抽象思维能力正在发展，面对多力共存的实际问题常感困惑。此外，部分学生数学基础薄弱，三角函数应用不熟练。因此，教学中需借助直观演示与生活实例降低认知门槛，强化“等效替代”思想，并通过小组合作探究提升建模能力。

课时教学目标

物理观念
1. 理解力的分解是力的合成的逆运算，掌握按效果进行力的分解的基本原则。
2. 能运用平行四边形定则或三角形定则，结合实际情境对一个力进行正交分解，并正确画出受力示意图。

科学思维
1. 经历从具体现象（如斜面、拉车）中抽象出力的作用效果的过程，发展模型建构与逻辑推理能力。
2. 在解决实际问题中体会等效替代、分解与合成的思想方法，提升分析复杂问题的能力。

科学探究
1. 通过实验观察与数据分析，验证不同方向分力的效果，体验科学探究全过程。
2. 设计简单实验方案探究拉力在水平与竖直方向上的分力关系，培养动手操作与合作交流能力。

科学态度与责任
1. 感受物理学在解释日常现象中的价值，增强用物理视角观察世界的意识。
2. 在团队协作中尊重他人观点，勇于表达见解，形成严谨求实的科学态度。

教学重点、难点

重点
1. 掌握根据力的实际作用效果进行分解的方法。
2. 能正确应用平行四边形定则完成力的正交分解。

难点
1. 准确判断一个力产生的实际作用效果，确定分力的方向。
2. 理解分力是等效替代的结果，而非真实增加的力。

教学方法与准备

教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法
 

教具准备
弹簧测力计、滑轮组、砝码、木板、小车、细绳、电子白板课件、三角板

教学环节

教师活动

学生活动

情境导入
【5分钟】

一、创设真实情境，激发认知冲突

（一）、播放视频：农民伯伯用扁担挑水前行。
教师引导语：“同学们，请看这位勤劳的农民伯伯，他肩上的扁担两端挂着两桶水。我们都知道他在施加一个向上的力来支撑重量。但如果他想向前走，是不是只需要向上用力就够了？显然不是。那么，这个‘挑’的动作背后，隐藏着怎样的力的秘密？”
紧接着展示第二个画面：一个人拉着行李箱在机场匀速前进，拉杆与地面成一定角度。“为什么人们习惯斜着拉行李箱？直接水平拉不是更省力吗？难道斜着拉反而更轻松？”
这两个看似平常的生活场景，其实都蕴含着力的分解原理。今天我们就一起揭开这层神秘面纱——《力的分解》。

（二）、提出驱动性问题，引发深度思考。
教师继续追问：“如果我把一根绳子系在一个重物上，斜向上拉它，这个拉力究竟起到了哪些作用？它既不像完全竖直那样只对抗重力，也不像完全水平那样只克服阻力。那么，这个斜向的力，是否可以被‘拆开’来看待？就像把一笔钱分成几份花在不同的地方一样？”
此时，教师在黑板上画出斜拉物体的示意图，标出拉力F的方向，并留下悬念：“也许，我们可以把这个力‘分解’成两个互相垂直的方向上的效果——一个负责提起物体，另一个负责拉动前进。这，就是我们今天要探索的核心。”

1. 观看视频，联系生活经验。
2. 思考教师提出的疑问，产生好奇。
3. 尝试用自己的语言描述力的作用方式。
4. 进入问题情境，准备参与探究。

评价任务

观察专注度：☆☆☆
提问积极性：☆☆☆
联想生活经验：☆☆☆

设计意图

以贴近生活的视频导入，打破学生对“力”的单一认知，制造认知冲突，激发探究欲望。通过连续设问，引导学生从直觉感知走向理性思考，自然引出“力可分解”的核心概念，为后续构建物理模型奠定情感与思维基础。

新知建构
【15分钟】

一、回顾旧知，建立联系

（一）、复习力的合成与平行四边形定则。
教师利用电子白板动态演示两个共点力F₁和F₂作用在同一物体上，其合力F可通过以F₁、F₂为邻边构成的平行四边形的对角线表示。强调：“合力是多个力共同作用的等效结果。而今天我们要研究的是反过来的问题——已知一个力F，能否找到两个或多个力，它们共同作用的效果与F相同？这就是力的分解。”
明确指出：“力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。”

 

二、实验探究，感知分解效果

（二）、演示实验：斜拉小车，感受分力作用。
教师组装实验装置：将一块倾斜木板固定在桌边，放置一辆带挂钩的小车，用一根细绳连接小车并绕过顶端滑轮，另一端挂上弹簧测力计，再悬挂砝码提供恒定拉力F。调整绳子方向使其斜向上拉动小车。
提问：“现在这个拉力F同时产生了哪些效果？”
 

1. 回忆力的合成规律，回答教师提问。
2. 观察实验现象，描述力的不同作用效果。
3. 参与讨论，理解“等效替代”思想。
4. 跟随教师画图，记录分解步骤与公式。

引导学生观察发现：小车不仅沿斜面向上运动（说明有沿斜面方向的拉动力），而且压紧了斜面（说明有垂直于斜面的压力）。
进一步设问：“如果我们想单独测量这两个效果对应的力有多大，该怎么办？”
引入“等效替代”思想：可以用两个力分别代替原拉力F在这两个方向上的作用效果。即：F的一个分力F₁沿斜面向上，使小车前进；另一个分力F₂垂直斜面向下，使小车压紧斜面。

（三）、理论推导：依据效果确定分力方向。
教师在黑板上规范作图：画出斜面倾角θ，标出重力G、支持力N、拉力F。然后聚焦于拉力F的分解。
讲解步骤：
第一步：确定原始力——斜向拉力F。
第二步：分析该力产生的两个明显作用效果——①克服阻力使物体前进（沿斜面方向）；②减小对地面的压力或增大牵引效率（垂直于接触面方向）。
第三步：根据这两个效果确定两个分力的方向——F₁沿斜面向上，F₂垂直斜面向下。
第四步：以F为对角线，作平行四边形，使两边分别沿上述两个方向，则这两条边即为所求分力。
第五步：利用三角函数计算大小：F₁ = F·cosθ，F₂ = F·sinθ。
特别强调：“分力只是原力在某方向上的‘投影’或‘贡献’，并不是额外多出来的力！这是理解分解本质的关键。”

评价任务

理解合成逆运算：☆☆☆
识别作用效果：☆☆☆
掌握作图流程：☆☆☆

设计意图

通过复习建立知识桥梁，确保学生站在已有认知起点。实验演示将抽象概念具象化，让学生亲眼看到“一个力产生多个效果”的事实，增强感性认识。结合图形与数学工具进行系统讲解，帮助学生掌握“按效果分解”的完整逻辑链条，突出“方向判定”这一关键环节，破解学习难点。

深化应用
【12分钟】

一、案例迁移：拉行李箱的力学分析

（一）、再现导入情境，开展合作探究。
 

教师再次展示旅客斜拉行李箱的画面，提问：“刚才我们说斜着拉可能更省力，是真的吗？让我们用刚学的知识来验证一下。”
组织学生四人一组，发放探究任务单：
任务1：画出人斜向上拉行李箱时，拉力F的受力示意图。
任务2：分析拉力F产生了哪两个主要作用效果？
预设答案：①水平方向的分力Fx使箱子前进；②竖直方向的分力Fy减轻了箱子对地面的压力，从而减小了滑动摩擦力。
 

1. 分组讨论，完成任务单内容。
2. 动手画图，分析力的效果。
3. 列式计算，比较不同角度的影响。
4. 理解正交分解的意义与适用场景。