安徽肥东锦弘中学高一物理必修一第三章：2.5力的分解公开课教案

肥东锦弘中学高一物理公开课教案教学设计

课题：力的分解授课人：周梁授课班级：高一2班时间：11月17号上午第3节课教学目标

1、理解分力的概念，理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。

2、初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。

3、会用作图法和直角三角形的知识求分力、会用正交分解法求多个力的合力。

4、区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的。重点：1、在具体问题中正确确定力的作用效果，进行力的分解。

2、会用平行四边形定则求分力，会用直角三角形知识计算分力。

难点：1、分力与合力的等效替代关系。

2、根据力的实际作用效果进行力的分解。

教学方法：探究、讲授、讨论、练习

教具准备：重物、细绳、直尺。

课时安排：新授课（1课时）

教学过程：

新课导入：

(演示实验)用一根细线提起一个重物和用两根细线同时提起这个重物，在实验演示之前先展示问题．是一根细线容易断还是两根细线容易断?

实际演示，当两根细线之间的夹角较大时，两根细线中的一根先断，我们学习完这一节课“力的分解”之后就会明白这个问题．

新课教学：

知识点1：力的分解

实例：拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上方的，这个力产生了两个效果；一方面使耙克服泥土的阻力前进；另一方面同时把耙往上提，使它不会插得太深，也就是一个力产生了两个效果。这两个效果是由某两个力分别产生的，使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力F1产生；把耙往上提，使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。

1、分力：几个力产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。

注意：几个分力与原来那个力是等效的，它们可以相互替代，并非同时并存。

2、力的分解法则：平行四边形法则，力的分解是力的合成的逆运算。

拖拉机拉着耙，根据平行四边形定则，分解就是唯一的。如图所示分解F1＝Fcosθ，F2=Fsinθ。将一个力分解，如果没有条件限制，情形如何？

通过作图，对于一条对角线可以作出无数个不同的平行四边形，如上图所示，可以分解为无数对大小、方向不同的力。

那么在实际问题中如何将一个力进行分解呢？

3、分解力的方法：按力产生的效果进行分解。

3．如何进行力的分解?

(1)按实际效果分解

图3.5-2中，物体的重力一方面对斜面产生压力F1，另一方面产生使物体沿斜面有下滑趋势的力F2．

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图3.5-3中，球的重力产生的两个效果是：既对悬绳有拉力F1，又对竖直墙面产生压力F2．

图3.5-4中，电灯的重力产生的两个效果是：对两条悬绳产生拉力F1和F2．

图3.5-2 图3.5-3 图3.5-4

(2)按实际需要分解

如图3.5-5所示，在斜面上放一物体，给物体施加一个斜向上的拉力F．此时拉力F的效果既可以看成在竖直方向上提物体，在水平方向上拉物体；也可以看成在垂直斜面方向上提物体，在沿斜面方向上拉物体．应该将该力如何分解，要看题目的要求．

图3.5-5

（3）正交分解

正交分解法：把一个力分解成两个相互垂直的分力，这种分解方法称为正交分解法。正交分解是处理力的合成与分解的复杂问题的一种较为简单、实用的方法．正交分解法求合力的一般步骤：如图3.5-6所示．

图3.5-6

①恰当地建立直角坐标系xOy，一般地选共点力作用线的交点为坐标系原点，坐标轴的选择应根据具体问题来确定．原则上是使坐标轴与尽可能多的力的作用线重合，这样需要分解的力也就少一些．

②将各个力逐一分解到x轴和y轴上，并找出各个力沿两个坐标轴方向的分量．注意：与坐标轴正方向同向的力取正值，与坐标轴负方向同向的力取负值．

③分别求得Ox、0y轴上各分力的合力．

④求出合力的大小和方向，即：( 为F合与x轴之间的夹角)

例1 如图所示，把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不能竖直下落。从力的作用效果看，应当怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？

分析：重力对物体的作用效果：（1）使物体沿斜面向下滑动（2）使物体压紧斜面

解析

当斜面的倾角θ增大时，F1增大，F2减小。

例2 车辆上桥时，分力F1阻碍车辆前进，车辆下桥时分力F1使车辆运动加快。为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，来减小桥面的坡度。如课本图所示。

方法总结：

可见，在实际的问题中力的分解是按力的实际作用效果来进行分解的。

知识点2：矢量相加法则

1、平行四边形定则：将两矢量从同一点作出，并以其为邻边作平行四边形，则该两矢量所夹的对角线的长度即表示合矢量的大小，对角线所指的方向即为合矢量的方向。

一个人从A走到B，发生的位移是x1，又从B走到C，发生的位移是x2，在整个过程中，这个人的位移是x。如图所示。

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