人教版高中物理必修课3.5力的分解教学设计
教材及学习情况分析
力学是高中物理教学的重点之一，学好力学知识不仅是解决力问题的基础，也是进一步学习其他物理知识的基础。在力学中，力的分解是分析和解决力问题的基本方法。如何学好力的分解知识，正确掌握力的分解方法，对于大多数刚进入高一的学生来说是一个难题。造成困难的原因有：一是不知道怎样分解一个力；二是不清楚分解后的分力与合力之间的关系。因此，教师在教学中要处理好这两个问题，从一开始就引导学生正确掌握力的分解方法。
设计思路
（1）灌输物理中等效替代的思想和研究方法。通过力的合成的学习，学生基本了解了力的特性和力矢量的平行四边形规律，知道了合力、分力的概念高中物理必修一复习视频，以及等效和替代的思想。学生对力分解的意义和所遵循的规律比较容易接受，但对按效应分解力的方法理解起来比较困难。本课增加了许多活动让学生参与，通过亲身体验力的效应，增强学生对按效应分解力方法的理解，激发学生的学习兴趣，培养学生动手操作、分析实际问题、总结问题的能力。
（2）体现“从生活到物理，从物理到社会”的理念。充分发挥多媒体的作用，通过展示、分析日常生活中的力的分解现象，让学生获得丰富的感性认识，引发学生的认知冲突，让学生感受到物理与日常生活的紧密联系，培养学生观察生活现象的习惯，用物理语言解释生活现象高中物理必修一复习视频，提高学生提出问题、解决实际问题的能力。
教学目标
知识和技能
（1）理解力分解的概念及其遵循的规律，知道力分解是力合成的逆操作。
（2）初步掌握由力的效应确定力的方法，并能运用力分解的知识解决实际问题。
过程和方法
（1）学习物理学的研究方法，体会等效替代的思想。
（2）参加探索性实验，尝试运用所学知识解决实际问题，培养学生的分析能力和综合能力。
情感态度和价值观
（1）通过协作探究的过程，学生理解科学探究中“等价替代”的概念，培养对科学的好奇心和求知欲。
（2）关注物理与生活的联系，感受理论与实践的关系、物理世界与物理世界的和谐联系。
应用平行四边形力的定律，根据力的作用将力分解。
教学困难
力的作用效果的确定及力的分解。
教学法
分析日常现象，提出问题，引导探索、实践体验、讨论交流，并用物理语言描述力的分解方法。
教学辅助工具
挂钩、橡皮筋、带扎带的铅笔、DIS实验设备、投影仪、绳索和多媒体课件。
教学过程
介绍新课程
学生活动：两个男孩和一个女孩，“谁是强人？”
激活课堂
过渡介绍：学完今天的课文，我们就知道答案了
黑板：力量的分解
新课程教学：
回顾并回顾知识的综合
（复习、准备）什么是合力？什么是分力？什么是力的合成？力的合成遵循什么规律？
学生回答：
萃取力的分解概念
黑板1. 寻找已知力的分量称为力分解。
引导学生：推理力的分解是力的合成的逆运算，力的分解也遵循平行四边形法则
黑板写2.力的分解遵循平行四边形规则。
教师活动：以已知力F为对角线，画出一个平行四边形，与力F共点的两条邻边就是力F的两个分力。
老师问：在没有任何限制的情况下，一个已知力的分解方法有多少种？
学生活动：分解研究计划中已知力F。
学生回答：一条对角线可以组成无数组平行四边形，一个力可以分解成无数组不同的分力。
老师强调：力的分解虽然是力的合成的逆运算，但是两个已知力的合力是唯一的，而已知力的分解却是任意的。
老师问：怎样分解已知的力？
理论上力的分解是任意的，实际问题中力的作用往往是确定的，我们可以根据力的实际作用来确定两个分力的方向，并得到唯一的解。
案例分析，探索力量分解方法
显示图片：路上一个人拉的行李箱
老师问：人把行李箱斜向上拉，这个拉力会产生什么影响？
学生们交换答案：将盒子向前拉，使其向前移动。
老师指导：如果拉力很大怎么办？
学生回答：我能举起箱子
所以人对行李箱施加向上的拉力，会产生两个效果，一个是拉动行李箱向前的效果，一个是将行李箱向上抬起的效果。
建模：水平面上的物体受到向上的拉力F。
教师引导分析：这个拉力产生两个作用，拉物体向前，将物体向上举起。我们可以用一个水平向前的力和一个垂直向上的力来实现这个效果。这两个力可以等效地代替拉力F。那么这两个力就是拉力F的两个分量。因此，我们将拉力F分解为水平和垂直方向。请学生在学习计划中画出拉力F的两个分量。
学生活动：根据平行四边形规则绘画
教师活动：巡视、指导学生绘画、使用投影仪展示学生绘画成果、点评、纠正错误。
在黑板上画出力F的分量
老师提问：若拉力F与水平方向的夹角为θ，求两个分力的大小。
引导学生利用三角函数求力的分量
刚才我们观察了水平面上的物体。现在我们来观察倾斜面上的物体。
例题分析：斜面上物体所受重力的分解
老师问：当小球在斜面与挡板之间静止不动时，物体的重力有什么影响？
演示实验：DIS实验，斜面上物体所受重力的分解实验
首先介绍实验装置，将重物放在实验装置上，让学生观察实验现象。实验现象反映了引力的哪些影响？
学生解答：重力产生两种作用，一是物体沿斜面向下压挡板，二是物体对斜面施加压力。
教师指导：我们可以利用沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力来实现这一效果。这两个力可以等效代替重力G，即重力G的两个分量。因此，我们将重力分解为两个方向：沿斜面向下和垂直于斜面向下。请在学习计划上画出重力的两个分量。
学生活动：在学习计划中分解重力 G
教师活动：巡视检查学生的绘画作品留学之路，展示成果，进行点评，并在黑板上画出重力分解图
老师提问：设斜面的倾斜角为θ，能求出两个分力的大小吗？
老师指导学生：结合数学知识求出分力的大小
老师提问：请讨论重力的两个分力与斜面的倾斜角θ的关系。
同学交流：我们可以得出，斜面的倾斜角θ越大，则重力沿斜面向下的分力越大，垂直于斜面的分力越小。
教师活动：利用DIS实验验证此结论，改变斜面的倾斜角度，让学生观察实验现象
老师问：请根据这个结论解释一下生活中的一个现象：为什么高大的桥梁需要有很长的引桥？
学生活动：在老师的指导下，用物理语言描述分析过程。
高大的桥梁，为了减小桥面倾斜角度，往往都建有很长的引桥，θ越小，重力沿斜面向下的分力越小，上桥时的阻碍就越小，上桥就比较容易，下桥时速度也不会很快，保证了行车的安全。
过度介绍：力的分解在生活中有很多应用，除了桥梁，我们经常会看到塔吊模型，三角支架悬挂物体。
展示图片：塔吊模型、三脚架支撑
老师问：支架上挂的重物对支架有什么影响？
案例研究：力对三脚架的影响
我们可以模拟支架，亲自体验一下
学生活动：用系有绳子的铅笔模拟三角形支架，并在其上悬挂钩重物，体验钩重物对支架拉力的影响。
要求学生分享体验后的感受
学生回答：手掌感受到压力，手指感受到张力。
教师指导学生：通过经验，我们知道，挂钩在支架上的拉力有两个作用，一个是沿杆的BC方向挤压杆的作用，另一个是沿绳的AB方向拉动绳子的作用。这样，可以将作用换成沿杆的BC方向向左作用的力和一个沿绳的AB方向拉动绳子的作用力。这两个力就是挂钩拉力F的两个分量。因此，我们把拉力F分解在杆的BC方向和绳子的AB方向。请在学案上画出拉力F的分量。
学生活动：利用平行四边形规则在学习计划上画一个图，并找出分力的大小。
教师活动：巡视、指导、投影学生绘画成果、点评，并在黑板上画出张力F的分解图
通过以上三个例子的分析，请您总结一下，在实际问题中，我们如何分解一个力？力分解的依据是什么？力分解的一般步骤是什么？
学生总结：实际问题中，力的分解通常是根据力所产生的实际效应来进行的。
黑板：3.通常一个力量是按照它产生的实际效应来分解的。
力的分解步骤：a.根据力的作用效果，确定两个分力的方向；
b.按平行四边形法则作出两个力的分力；
c. 利用数学知识求出两个力分量的大小；
解决真正的问题
一根细绳中间悬挂着一个钩子，钩子对绳子的拉力有什么影响？这个力该如何分解？
请使用橡皮筋代替细绳来挂挂钩并提出问题
a.感受一下钩子对橡皮筋向下拉有什么影响？
b.钩子对皮筋的向下拉力分解到哪个方向？
c. 在研究平面图上画出张力 F 的两个分量？
d. 通过画图，探究当两根绳索之间的角度增加时，两个分力如何变化。
学生活动：通过经验，找出两个分力的方向，将力F分解，通过画图，找出随着两根绳索之间夹角的增大，两个分力也增大。
结论：当合力一定时，两个力之间的夹角越大，两个力就越大，如果夹角接近1800，两个力就会变得非常大。
学生活动：用橡皮筋挂在挂钩上，尝试增加橡皮筋之间的角度，体验橡皮筋拉力的变化
老师提问：你感受到了什么？你观察到了什么？
学生回答：我感觉手上的力量增加了，并且发现橡皮筋变长了。
呼应课前玩的游戏：请用今天学到的知识，解释课前玩的游戏的现象
课程总结：
字体设计
1. 寻找已知力的分量称为力分解。
2.力的分解遵循平行四边形规则。
3.力量通常按照其影响进行分解。
作业：课本第66页，课后练习1、2、3
教学反思
1. 为什么要教授“力分解”？
1、分解是解决高中物理复杂问题的重要方法，分解的等效替代思想为解决其他同类物理问题奠定了科学的思维和方法基础。
2、为位移、速度、加速度等矢量的分解打下基础。
3. 加深对向量运算所遵循的一般规律“平行四边形规律”的理解。
2.对本堂课教学效果的反思
效应一——学以致用：通过学习、讨论、观察、思考，明确根据力的实际效应确定两分力方向的基本思路。学会利用平行四边形定则画力图，运用数学知识计算分力的大小。运用所学知识解决观察到的现象。
效果二——培养能力：在演示实验中培养学生观察、总结实验的能力；在学生分组实验、探究性实验中培养学生实验设计和操作的能力；在讨论实际问题中培养学生物理建模、数学建模和解决问题的能力。
效果三——提高你的水平：注意在实际问题的讨论中形成问题意识和条件意识，通过对具体问题的理解逐渐养成自主学习的习惯。
总体效果：逐步培养学生发现问题、制定解决方案、解决问题、交流、评价等主动学习习惯。
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