5.力的分解（表格式教学设计）物理教科版2019必修第一册

第5节 力的分解 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第5节 力的分解 教学 目标 物理观念 知道力的分解法则,并能应用力的分解法则解决实际问题。 科学思维 通过分析力的分解和力的合成的关系,知道它们都遵循平行四边形定则,从而能正确地进行力的分解。 科学探究 通过对实际问题的分析,理解力的分解需要先根据实际问题确定分力的方向,再利用平行四边形定则求解,体会力的分解是解决问题的一种数学方法。 科学态度 与责任 知道力的分解法则在实际生活中的应用,体会物理知识的实用性。 教学 重难点 1.知道什么是力的分解，知道力的合成与力的分解的关系，知道平行四边形定则是矢量合成的普遍法则(重点)。 2.会按力的作用效果分解力，知道正交分解的目的和原则,会根据实际情况建立合适的直角坐标系将力进行正交分解(重难点)。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 教师：通过上一节课的学习我们知道，求几个力的合力的过程叫力的合成。 我们可不可以把一个力分解成几个力？如果可以，又该怎么分呢？今天，我们就来学习力的分解。 学生思考问题。 新课讲授 一、力的效果分解 教师：如果没有限制,同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。如图所示： 提问：那么，一个力到底要怎么分解才合理呢？ 学生：力的分解要根据力的实际作用效果进行分解。 教师：是的。尽管理论上一个力是可以分解为无数对分力，但在分解力时，还是要根据力的实际作用效果进行分解。请同学们看下面几种力的效果分解情景。 F 产生的两个作用效果:1.水平向前拉物体；2.竖直向上提物体。 G 产生的两个作用效果:1.使物体沿斜面下滑；2.使物体压紧斜面。 小组合作，说说生活中还有哪些按力的实际作用效果进行分解的例子？ 学生：如图所示： 学生思考并回答问题。 小组合作，讨论交流举例。 新课讲授 二、有限制条件的力的分解 教师：没有限制,同一个力往往可以分解为无数对分力。但是，如果有限制条件，同一个力的分解也会受到约束。以下是几个常见的例子。 (1)已知合力(大小、方向)和两个分力的方向，则两个分力有唯一确定的值。 (2)已知合力(大小、方向)和一个分力(大小、方向)，则另一个分力有唯一确定的值。 (3)已知一个确定的合力和一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小： ①当F2< Fsinθ 时，无解； ②当F2=Fsinθ 时，有唯一解； ③当Fsinθ<F2<F 时, 有两个解； ④当F2≥F 时, 有唯一解。 学生积极参与教师分享。 新课讲授 三、正交分解法 教师：一个力除了按实际作用效果进行分解外，我们还可以进行正交分解。将力沿着两个选定的相互垂直的方向分解，叫力的正交分解，常用于三个或三个以上的力的合成。 如图所示，将力F沿x轴和y轴两个方向分解，则Fx＝Fcosα，Fy＝Fsin α 小组合作，讨论交流，归纳总结正交分解步骤。 学生：1.建立坐标系：以共点力的作用点为坐标原点，直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上。 2.正交分解各力：将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上，并求出各分力的大小，如图所示。 3.分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和，即：Fx＝F1x＋F2x＋…；Fy＝F1y＋F2y＋… 4.求共点力的合力：合力大小F=,合力与x轴的夹角为α,则tan α=。 小组合作，讨论交流，归纳总结正交分解步骤。 课 堂 练 习 1.如图所示，一质量分布均匀的小球静止在固定斜面和竖直挡板之间，各接触面均光滑，小球质量为m＝100 g，按照力的效果作出重力及其两个分力的示意图，并求出各分力的大小．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答案　见解析图　0.75 N　1.25 N 解析　把球的重力沿垂直于挡板和垂直于斜面的方向分解为力G1和G2，如图所示： G1＝Gtan 37°＝100×10－3×10×0.75 N＝0.75 N； G2＝＝ N＝1.25 N. 2.在同一平面内有三个共点力，它们的大小和方向如图所示．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则这三个力的合力大小为(　　) A．5 N B. N C. N D．7 N 答案　A 解析　由题意根据平行四边形定则，先将斜向下方向的力正交分解如图所示，则x方向上的合力大小为 Fx＝11 N－10 N·cos 37°＝3 N， y方向上的合力大小为 Fy＝10 N－10 N·sin 37°＝4 N， 这三个力的合力大小为 F＝＝5 N，故选A. 3.已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30 N，则(　　) A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的 C．F2有两个方向 D．F2可取任意方向 答案　C 解析　如图所示，以F的“箭头”为圆心，以F2的大小为半径画一段圆弧，与F1所在的直线有两个交点，因此F2有两个方向，F1的大小有两个值，C正确． 4.一个成人与一个小孩分别在河的两岸拉一条船，船沿河岸前进，成人的拉力为F1＝400 N，方向如图所示(未画出小孩的拉力方向)，要使船在河流中平行于河岸行驶．求小孩对船施加的最小力F2的大小和方向． 答案　200 N　方向垂直于河岸 解析　为使船在河流中平行于河岸行驶，必须使成人与小孩的合力平行于河岸方向， 根据三角形定则，将F2的起点与F1的“箭头”相连，只要F1的起点与F2的“箭头”的连线落在平行于河岸的方向上， F1、F2的合力F的方向就与河岸平行，如图所示，当F2垂直于河岸时，F2最小，得 F2min＝F1sin 30°＝400× N＝200 N. 即小孩对船施加的最小力F2的大小为200 N，方向垂直于河岸． 课 堂 小 结 本节课学习了力的两种分解方法，力的效果分解和正交分解。力的分解思路是根据实际问题的需要确定分力的方向,再用平行四边形定则进行分解。通过本节课的学习，学生会用平行四边形定则求解有确定方向的力的分解问题。 板 书 设 计 第5节 力的分解 一、力的效果分解 (1)力的分解遵循的规律：平行四边形定则。 (2)力的作用效果确定分力的方向。 二、有限制条件的力的分解 (1)已知合力(大小、方向)和两个分力的方向，则两个分力有唯一确定的值。 (2)已知合力(大小、方向)和一个分力(大小、方向)，则另一个分力有唯一确定的值。 (3)已知一个确定的合力和一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小： ①当 F2< Fsinθ 时，无解； ②当 F2=Fsinθ 时，有唯一解； ③当 Fsinθ<F2<F 时, 有两个解； ④当 F2≥F 时, 有唯一解。 三、正交分解法 (1)建立坐标系 (2)正交分解各力 (3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和 (4)求共点力的合力 作业 布置 1.完成教材课后作业：“自我评价”。 2.配套分层作业。 教学反思 在本节课的设计上,以实际问题出发,引导学生提出问题,验证问题,得出结论,进行拓展。让学生体验学习物理的方法和过程,并在知识上聚焦于力的分解是根据实际问题需要来确定分力方向这一思路上。对于其他关于力的分解问题没有进行处理,留待在共点力的平衡和牛顿第二定律的学习中再进行逐步加深。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $