(四)實(shí)例分析

已知一個(gè)力的大小和方向不加任何條件的限制則它的分解情況如何？

請(qǐng)學(xué)生回答：應(yīng)有無(wú)數(shù)種分解的方法，因?yàn)榭梢赃@個(gè)力為對(duì)角線做出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形。

教師展示課件。(用幾何畫(huà)板做的課件)

教師：在實(shí)際應(yīng)用中是根據(jù)力的作用效果來(lái)分解的。

1、實(shí)例分析

實(shí)例1：如圖斜面上物體重力的分解

學(xué)生討論：斜面上的物體在重力的作用下實(shí)際上有哪兩種效果？

學(xué)生回答：沿斜面產(chǎn)生下滑的趨勢(shì)和垂直斜面產(chǎn)生下壓作用。

如圖所示，斜面上的物體的重力可分解為沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力。

　　　　　 F₁ = Fsinθ

　　　　　 F₂ = Fcosθ

將θ角取不同值時(shí)，F₁、F₂的值填入表中

DIS演示實(shí)驗(yàn)：

裝置介紹：略

學(xué)生記錄數(shù)據(jù)填入表格。

比較分析數(shù)據(jù)與理論計(jì)算相同

實(shí)例2：如圖水平面上的物體受一個(gè)傾斜向上的拉力F作用時(shí)，根據(jù)實(shí)際作用效果，把拉力F分解兩分力。

　演示實(shí)驗(yàn)：把物體放在水平放置的大一點(diǎn)的毛刷上，

當(dāng)加一個(gè)傾斜向上的力時(shí)，請(qǐng)學(xué)生觀察毛刷上邊毛的形

狀的變化情況。

學(xué)生討論分析：拉力F作用實(shí)際上有哪兩種效果？

學(xué)生回答：F產(chǎn)生了向上拉的效果和水平向前拉的效果。

可分解豎直向上的分力F₁和水平向前的分力F₂ 。

實(shí)例3：用刀劈木柴

學(xué)生討論：刀向下劈木柴的力的實(shí)際作用效果。

學(xué)生回答：使木柴被刀向兩面推開(kāi)(劈開(kāi))

分力的方向如何？

教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)從木柴被刀向兩面推開(kāi)的角度來(lái)分析，可確定兩個(gè)分力的方向。

學(xué)生回答：垂直刀的兩個(gè)側(cè)面，如圖所示。

學(xué)生討論：分力F₁、F₂的大小與刀刃的夾角的關(guān)系

學(xué)生回答：刀刃的夾角越小，則F₁、F₂越大。

可以解釋引入新課時(shí)留有的問(wèn)題。

2、歸納總結(jié)：按力的實(shí)際效果分解一個(gè)力的思路，在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上，由學(xué)生分析歸納：

(1)確定力的實(shí)際作用效果

(2)確定分力的方向

(3)由平行四邊形定則畫(huà)出平行四邊形

小結(jié)：略

(三)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)和類比探究規(guī)律

1、實(shí)驗(yàn)裝置介紹

　 實(shí)驗(yàn)3：(學(xué)生分組實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單介紹：

如圖自制DIS實(shí)驗(yàn)裝置，其中AB、CD兩繩與

力傳感器相連，力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，

BO、CO繩的拉力可由數(shù)據(jù)采集器直接得到，O

點(diǎn)所掛砝碼的質(zhì)量已知(質(zhì)量已知的砝碼一組)。

2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究

請(qǐng)同學(xué)們分組實(shí)驗(yàn)操作，提示學(xué)生正確安裝儀器。

學(xué)生操作四次(作的快的同學(xué)可多進(jìn)行幾次)為了實(shí)驗(yàn)方便，請(qǐng)學(xué)生在這幾次實(shí)驗(yàn)中都保持OB⊥OC。

第一次：在結(jié)點(diǎn)O處掛上鉤碼讓繩OB⊥OC。記錄兩繩的拉力、鉤碼的重力及O點(diǎn)和位置填入表格中。

第二次：改變鉤碼的個(gè)數(shù)，重復(fù)第一次操作。

第三次：改變第一次操作中的O點(diǎn)的位置，同前面操作記錄數(shù)據(jù)。

第四次：改變第二次操作中的O點(diǎn)的位置，同前面操作記錄數(shù)據(jù)。

請(qǐng)同學(xué)們分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)得出結(jié)論：力的分解遵循平行四邊形定則。

3、通過(guò)歸納、總結(jié)得出規(guī)律

啟發(fā)學(xué)生回答：

(1)分力的合力就是原來(lái)被分解的那個(gè)力。

(2)這幾個(gè)力與原來(lái)那個(gè)力可“等效代替”。

(3)力的分解是力的合成的逆運(yùn)算

(4)應(yīng)該遵循平行四邊形定則

設(shè)問(wèn)3：怎樣分解一個(gè)已知力？

(一)引入

1、觀察演示實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題

演示實(shí)驗(yàn)1：用一根細(xì)線系住砝碼并提起砝碼，然后用同一根細(xì)線對(duì)折后系住砝碼，用兩手分開(kāi)細(xì)線拉物體，增大夾角直到細(xì)線斷掉。

設(shè)問(wèn)1：為什么用一根細(xì)線提起砝碼細(xì)線沒(méi)斷，用兩根細(xì)線提物體時(shí)細(xì)線反而斷掉了?

2、導(dǎo)入新課

我們可以用這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容力的分解的知識(shí)來(lái)回答上面的問(wèn)題。

(二)通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立概念

1、實(shí)驗(yàn)探究

裝置介紹：實(shí)驗(yàn)2：(學(xué)生分組實(shí)驗(yàn))如圖，　 略

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：一塊木板上面固定一張白紙，在把一

根橡皮繩的兩端固定在木板上,并在兩繩結(jié)點(diǎn)處系兩細(xì)線，第一次用豎直向下的一個(gè)力F拉伸兩根橡皮繩,使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。請(qǐng)學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象。

引導(dǎo)學(xué)生觀察分析：橡皮繩OA、OB都發(fā)生了形變，說(shuō)明力F產(chǎn)生了兩個(gè)效果，這兩個(gè)作用效果相當(dāng)于兩個(gè)分別沿OA、OB的拉力產(chǎn)生的，可以用兩個(gè)沿OA、OB方向的拉力F₁、F₂同時(shí)作用于結(jié)點(diǎn)上來(lái)替代F讓結(jié)點(diǎn)到達(dá)相同的位置而使其效果不變。

根據(jù)分析請(qǐng)同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作：如圖所示用兩個(gè)力F₁、F₂同時(shí)作用于結(jié)點(diǎn)上來(lái)代替F，沿OA、OB方向拉橡皮繩來(lái)替代F讓結(jié)點(diǎn)到達(dá)相同的位置而使其效果不變。

2、歸納總結(jié)

　　 學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,理解力F_1‑­和F₂共同產(chǎn)生的效果與力F產(chǎn)生的效果是等效的,在引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已學(xué)過(guò)的力的合成一節(jié)內(nèi)容歸納總結(jié)建立概念�！　　　　　　　�

設(shè)問(wèn)2：力的分解遵循什么規(guī)律？

3、教學(xué)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)：本節(jié)課可以分為三主要個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

第一環(huán)節(jié)，通過(guò)情景和學(xué)生活動(dòng)引人力的分解的概念。

第二環(huán)節(jié)，通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究得出力的分解遵循平行四邊形定則。

第三環(huán)節(jié)，為通過(guò)實(shí)例的分析、歸納總結(jié)力按作用效果分解的步驟和方法。

2、教學(xué)流程說(shuō)明

活動(dòng)I　 演示實(shí)驗(yàn)1

用一根細(xì)線系住砝碼并提起砝碼，然后用同一根細(xì)線對(duì)折后系住砝碼，用兩手分開(kāi)細(xì)線拉物體，增大夾角直到細(xì)線斷掉。

設(shè)置上述演示實(shí)驗(yàn)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，通過(guò)設(shè)問(wèn)I引入新課。

活動(dòng)Ⅱ　 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)1

用一個(gè)力平行板面拉兩端固定好的一根橡皮繩的結(jié)點(diǎn)位置，用兩個(gè)力同是作用于橡皮繩的結(jié)點(diǎn)位置讓其產(chǎn)生相同的效果。讓學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊分析力的作用效果怎樣，總結(jié)得出概念。

　 設(shè)置這個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解分力與合力的等效性并建立分力和力的分解的概念。

問(wèn)題I　 設(shè)問(wèn)2

目的是過(guò)渡到下一個(gè)探究過(guò)程。

活動(dòng)Ⅲ　 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2

用自制DIS實(shí)驗(yàn)裝置探究力的分解遵循的規(guī)律。用力傳感器測(cè)繩的拉力，為了實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)便可讓兩繩的拉力方向互相垂直。學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的探究得出力的分解也遵循平行四邊形定則。

設(shè)置這個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)探究得出力的分解也遵循平行四邊形定則。

問(wèn)題Ⅱ　 設(shè)問(wèn)3

目的是過(guò)渡到下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)

活動(dòng)Ⅳ 　實(shí)例、練習(xí)

實(shí)例分析：(演示實(shí)驗(yàn))

(1)靜止在斜面上的物體不受其它外力的作用，它的重力按實(shí)際效果分解的DIS實(shí)驗(yàn)。按平行四邊形定測(cè)得到的與用DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是一致的。

(2)水平面上的物體受一個(gè)傾斜向上的拉力F作用時(shí)，拉力F的分解。

(3)刀刃劈物時(shí)力的分解演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分析作用在刀上的向下的力按作用效果的兩個(gè)分力的方向。

設(shè)置的目的是通過(guò)把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，便于突破難點(diǎn)，得到按作用效果分解一個(gè)力的基本步驟和方法。

1、教學(xué)流程圖

本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括分力和合力的概念，力的分解兩部分內(nèi)容。

本設(shè)計(jì)的基本思路是：以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)探究、分析、建立分力、力的分解概念。從等效的角度根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，通過(guò)分析、比較，各次的分力的作用效果，歸納總結(jié)得出力的分解遵循平行四邊形定則。通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的分析、討論，歸納出按實(shí)際效果分解一個(gè)力的思路。

　　 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：分力、力的分解的概念和利用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。方法是：以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象入手，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)生的親身感受，從等效性的角度，通過(guò)分析、推理，建立分力和力的分解的概念，進(jìn)而通過(guò)DIS學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得出力的分解同樣遵循平行四邊形定則。

　　 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：按實(shí)際作用效果分解力。方法是：結(jié)合簡(jiǎn)單實(shí)例，并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，把抽象的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直觀形象的問(wèn)題，根據(jù)具體情況，分析力作用的實(shí)際效果，按實(shí)際效果的方向分解力，然后從簡(jiǎn)單問(wèn)題中歸納出規(guī)律，并推廣一般情況。

本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，重視概念、規(guī)律的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程的科學(xué)方法的教育，重視學(xué)生合作意識(shí)和合作能力的培養(yǎng)。

完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。

2、教學(xué)課件　 力的分解課件(幾何畫(huà)板)

1、教學(xué)器材

(1)演示實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)1kg的砝碼，一根細(xì)線，物品、刀刃的夾角不同的兩把刀(刀刃的夾角差距要大些)、GQY數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集分析器、GQY多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)、斜面上力分解實(shí)驗(yàn)儀、小車(chē)、兩個(gè)力傳感器等，一端系有細(xì)繩的木塊等

(2)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材：木板、橡皮繩、細(xì)繩若干、白紙、圖釘、自制定量研究力的分解遵循平行四邊形定則的DIS實(shí)驗(yàn)器材、力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī) 等

教學(xué)重點(diǎn)：理解分力和力的分解的概念，利用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。

教學(xué)難點(diǎn)：按實(shí)際作用效果分解力。