姓名 覃尊桂 张家界市民族中学
高一物理 普通高中课程标准实验教科书 物理必修1
教学活动 实录
活动1【导入】复习力的合成
师:前面我们学习了求共点力的合力,即力的合成。大家首先回忆一下什么是合力?什么是分力?合力和分力是什么关系?
生:如果几个力产生的效果跟原来一个力产生的效果相同,那么,这一个力就叫做这几个力的合力,而那几个力叫做这一个力的分力。合力和分力是等效替代的关系。
师:什么是力的合成?力的合成遵循什么定则?
生:求几个力的合力的过程叫做力的合成,力的合成遵循平行四边形定则。
活动2【活动】引入新课
下面,我请两位男生和一位女生来做一个小游戏,比比谁的力气大。两个男生各自拉住绳的一端,看谁能把对方拉过去。这时,女生从绳子中间,猛地一拉,把两个男生拉过去。
师:大家想一想,这三个人当中究竟谁的力气最大?这个看似瘦弱的女生为什么能把男生拉动呢?好,为了解决这个问题,让我们一起进入今天的学习——《力的分解》
活动3【讲授】力的分解的概念
师:大家通过预习,思考一下这样几个问题:什么是力的分解?力的分解和力的合成是什么关系?力的分解需要遵循什么定则?
生:求一个已知力的分力的过程叫力的分解。力的分解和力的合成互为逆运算。力的分解遵循平行四边形定则。
师:可见,力的分解是力的合成的逆运算,因此,力的分解同样遵循平行四边形定则。即如果把一个已知力F作为平形四边形的对角线,画平形四边形,那
么,与F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力F1,F2。如图所示(大屏幕)
活动4【活动】探究力的分解
师:如果没有条件限制,要把一个力分解,有几种分解方法呢?下面请同学们三人一组合作,在器材盒中拿出透明板,两个三角板,笔,在透明板上画一画,看看能画出几个平行四边形就是能有几种分解方法,已知力在透明板上已画出。
学生活动:三人一个小组,在透明板上对同一个力进行分解,画平行四边形,最后把十二组的透明板重叠在一起,放在投影仪上展示,得出结论。
师:通过作图,我们得出:对于同一条对角线可以作出无数个不同的平行四边形。也就是说,如果不加条件限制,要把一个已知力分解,可以分解为无数对大小,方向不同的分力。
师:把一个力不加任何条件的分解对我们来说是没有意义的。我们想把这个力唯一分解。那怎样把一个力唯一分解呢?下面,我们再从器材盒里取出第二块透明板,在第二块透明板上已经标出两个分力的方向,请大家画一画,这时要把力F分解,有几种分解方法。
学生活动:已知合力和两个分力的方向画平行四边形,最后把十二组的透明板重叠在一起,放在投影仪上展示,得出结论。
师:通过作图,我们得出:已知合力和两个分力的方向,可以把这个力唯一分解。但是,在具体问题中,我们如何来确定两个分力的方向呢?其实,分力和合力的关系是等效替代,所以,在分解一个力时,其各个分力必须有各自的实际效果。比如:形变效果。所以,知道了这个力的两个作用效果就相当于知道了两个分力的方向,就可以把这个力唯一分解了。下面,我们来看具体的例子。
活动5【活动】力的分解的应用
师:现在我们先来看一个实验。我们将一个木片一端架高,成一个倾角为θ的斜面。将一辆小车放在斜面顶端,让小车自由的从上往下滑。我们可以看到木片发生了形变。
师:从这个实验中,我们看出物体所受的重力对物体产生了几个效果? 生:两个。一个是使物体沿着斜面下滑的效果。一个是使物体紧压斜面的效果。
师:重力这两个作用效果其实就代表了重力的两个分力的方向:一个是沿斜面向下,一个是垂直于斜面向下。下面,我们就按照重力的两个作用效果把重力进行分解,并且要求求出重力G的两个分力的大小G1和G2。完成学案相应的内容。 学生活动:学生自己完成学案相应内容,练习使用三角函数求出G1和G2的大小。做完后,让学生上台在投影仪上展示自己的答案。
师:从上面的例子中我们可以看出:实际情况下,我们往往是按照力的作用效果对力进行分解。下面,我们再来做一个分组实验。
学生活动:学生从器材盒中取出一根细线,一个砝码,一根筷子。将细线的一端系在一位同学的左手的中指上,另一端系住砝码。用筷子的尾端顶在细线上的某一点,使细线绷紧,筷子的顶端置于手掌心。感受重物竖直向下拉细线的力产生的两个作用效果。
师:大家可以交换做,都来体验一下,说一说你的手有什么感觉? 生:中指感受到绳子对它有沿绳子向下的拉力,掌心感受到筷子对它有向里的压力。
师:其实,这就是我们物理上一个很常见的”三角支架“模型。我们下面通过视频来看一看,竖直向下的力对绳子和水平杆的力产生的效果是不是和我们的手感觉到的效果一样。
通过视频分析,加深学生对”三角支架“模型的理解 师:我们已经找到作用在三角架上竖直向下的力F产生的两个作用效果:一个是把绳子斜向下拉的效果,一个是把杆往里压的效果,这就是力F的两个分力的方向。下面,请将力F进行分解,并求出两个分力F1和F2的大小,完成学案相应内容。
学生活动:学生自己完成学案,练习使用三角函数求出F1和F2的大小。做完后,让学生上台在投影仪上展示自己的答案。
活动6【活动】照应开头
师:大家还记不记得:在这节课开始时,我们做了一个小游戏。请大家回忆一下,在这个游戏当中为什么最后那个女生能够把两个男生拉动呢?
学生活动:分组讨论,派代表展示本组的讨论结果。
师:当两个男生一人拉着绳子的一端,把绳子拉直时,女生从绳子的中间猛地一拉,对绳子中间施加一个力F,而力F对左右两段绳子产生“拉”的效果,所以,可以沿绳的方向把力F分解为两个分力F1,F2. 。F1和F2就是拉两个男生的力。由于开始时,两个分力间的夹角比较大,两个分力的大小比合力要大得多。所以,这个女生可以用一个相对较小的力产生两个较大的分力,从而把两个男生拉动。
师:那么,大家判断一下,合力一定大于分力吗? 生:不一定,还要看两个分力之间的夹角。
活动7【讲授】课堂小结
1.力的合成和分解都遵循平行四边形定则
2.如果没有条件限制,把一个已知力分解,可以有无数种分解方法。
3.实际应用中,分解一个力,常根据这个力的作用效果来确定两个分力的方向,再由几何关系求出两个分力的大小。 4.分力可以比合力大(有条件)
活动8【作业】作业
1.书面作业。 2.课后思考:高大的桥为什么要建长长的引桥?我们家用的菜刀为什么需要时常打磨?
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