《力的分解》教学设计与反思

河北景县中学   宫炳胜

（一）、教学过程

一、教学目标

1、理解力的分解的概念，强化“等效替代”的物理思想。

2、理解力的分解是力的合成的逆运算。

3、初步掌握一般情况下力的分解要根据力的作用效果来确定分力的方向。

4、会用作图法和直角三角形的知识求分力。

5、尝试运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

6、能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则实质是一样的。

二、教学重点

    力的作用效果分解方法

三、教学难点

    分析力的作用效果

四、实验器材

电子台秤、木块、钩码、细线、长条状三合板、胶带纸、笔

五、课时安排

1课时

    六、教学设计

[知识回顾]

1、什么是合力，什么是分力，什么是力的合成？

若一个力产生的效果与几个力共同作用的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力的过程叫力的合成。

例如：两个孩子拎水桶的力F₁、F₂和大人拎水桶的力F效果相同，F₁、F₂就是F的分力，而F是F₁、F₂的合力。

2、力的合成遵从什么法则？

平行四边形定则。（请学生板书，画出图形，并作说明）

[新课引入]

提出问题：我们在研究问题的过程中是否可以用合力来替代分力？

合力与分力作用效果相同当然可以用合力替代分力，等效替代的思想就是我们研究力的合成的目的。

既然合力可以替代分力，那么分力能不能等效替代合力呢？

显然是可以的。在研究问题的过程中，我们也常用几个分力等效替代合力，本节课我们就一起来研究这个问题。

[新课教学]

1、定义：求一个已知力的分力叫力的分解。

2、分解的法则：

力的分解是力的合成的逆运算，也遵从平行四边形定则。

思考1：不加限制一个力分解有几组解？（有无数对大小方向不同的解）

在实际问题中不可能随意的进行力的分解，那又该如何处理呢？

3、效果分解法

通常是按照力的实际效果进行分解的，先确定力的实际效果，从而确定分力的方向，再根据平行四边形定则确定分力的大小。

实例分析1：已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成θ角的拉力F 的作用(图3_5_1)，从力的作用效果看，应该怎样将F分解？如何求分力？

演示实验：将一端固定有细绳的木块放置在台秤上，使细绳与水平方向成θ角，拉物体（说明台秤示数即为物体对台秤的压力大小）

实验现象：物体向前滑的同时，台秤示数减小

效果分析：台秤示数减小说明该力有向上的效果，使物体与接触面间压力减小；物体由静止开始向右运动，说明该力有向水平右拉的效果。

分力方向：水平向右  竖直向上

作图求解：按作图法进行求解（图略）。

计算求解：用直角三角形知识求解。

竖直向上的分力

水平向右的分力（如图3_5_2）

思考2：若斜向下推（图3_5_3），如何分解？

和拉时一样实验和分析。

联系实际：课本中的拖拉机拉耙，日常清洁时拖地

实例分析2：已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为θ，重力G产生怎样的作用效果？如何分解重力？(图3_5_4)

演示实验：将木块放置在与倾斜的三合板上，释放木块

实验现象：物体下滑的同时，木板发生了形变

效果分析：重力具有使物体沿斜面下滑的效果和使物体紧压斜面的效果

分力方向：沿斜面向下和垂直于斜面向下

计算求解：

沿斜面向下的分力（图3_5_5）

垂直斜面向下的分力

思考3：F₂是不是物体对斜面的压力呢？

确定一个物体的受力情况时，应由一个物体对另一个物体的作用出发。物体对斜面对压力是物体作用在斜面上的，而F₂是作用在物体上的，两个力根本不同

注：分力F₁、F₂都不是实际存在的力，而是我们求出来的与力F等效的分力。在研究问题的时候，分力可以替代合力，但是分力和合力不能重复考虑。

思考4：当θ角变大时，两分力大小如何变化？若变小呢？

θ增大，则F₁增大、F₂减小；θ减小，反之

联系实际：生活中高大的桥，都有很长的引桥；盘山公路；滑梯等。

实例分析3：可自由转动的轻杆AC和BC，BC杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直向下的力F，力F的作用效果怎样？如何分解F？（图3_5_6）

体验实验：利用胶带纸、笔和手掌快速构成类似的结构，在C点施加向下的拉力，由手的感觉来体会力F的效果

效果分析：F拉伸AC杆，压迫BC杆

分力方向：沿AC拉伸的方向和BC被压迫的方向

计算求解：如图3_5_7

沿AC杆的分力

沿BC杆的分力

改变该结构，效果相同，但分力的大小和方向都会改变

联系实际：路灯的支架等。

[总结力的效果分解法步骤]：

（1）分析力的作用效果;

（2）跟据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)

（3）用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线，画平行四边形得分力)

（4）据三角形知识求分力的大小和方向.

4、矢量相加的法则

力是矢量，力的合成遵从平行四边形定则（画出示意图）

位移也是矢量，一个人从A走到B，再从B走到C发生的位移分别是AB和BC记为X₁和X₂，那么合位移呢？不是分位移的算术和，而是AC。

合位移和分位移的关系是什么？（画出示意图）

两个矢量首尾相接，从第一个矢量始端指向第二个矢量末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向，这种方法叫三角形定则。位移的合成遵从三角形定则。

三角形定则和平行四边形定则有没有什么联系呢？（进行平移，观察图形）实质相同

[小结]矢量相加都遵从平行四边形定则和三角形定则

矢量：有大小，也有方向，相加时遵从平行四边形定则或三角形定则的物理量

标量：有大小，没有方向，相加时遵从算术运算法则

[课堂小结]

1、力的分解遵从平行四边形定则

2、力的效果分解法

（1）据力的作用效果定分力的方向;

（2）用平行四边形定则定分力的大小;

（3）据三角形知识求分力的大小和方向.

3、矢量(加、减）运算法则

（1）、法则：平行四边形定则     (或三角形定则)

（2）、矢量：有大小，又有方向，  运算时遵守平行四边形定则   (或三角形定则)

    [布置作业]

课本66页问题与练习1～3。

做一做：两个人把一根绳子紧紧拉直，这时一个人在绳子中间只要轻轻一拉就可以把两个人拉动。课后做一做，并解释一下原因。

（二）、教学设计说明

    力的合成和力的分解是运用“等效替代”的思想来研究力学问题的重要手段，是高中物理的基础内容。在力的合成的基础上，对力的分解概念和分解法则，学生是不难理解的。与力的合成相比，力的分解不是惟一的，究竟怎样分解的问题，显然是本节的重点。考虑到今后应用过程中的大部分问题都是根据力的实际作用效果进行分解，因此本节课重点就放在这种分解方法上。力作用在物体上可以产生什么效果，学生缺乏感性认识，如何通过实验让学生体验、感受、认识、理解力的作用效果，就成了这节课的重要环节。

    课本是从拖拉机拉耙的事例引入力的分解的概念，由于大部分学生对拖拉机拉耙的情形没有见过，缺少感性认识，所以，设计了在复习力的合成的基础上，从等效替代的思想入手引入新课，这样既比较自然，也强化了等效替代的思想。

    关于力的效果分解法，课本中只举了斜面上的物体的重力分解这一个事例，为了强化这部分内容，设计时选择了三个事例，并且对每一个事例均设计了实验，让学生能观察到或亲身体会到力产生的效果。第一个事例，选择了与拖拉机拉耙相近的在水平面上拉物体的问题，不仅常见也可用电子秤进行演示，将会收到很好的效果。胶带纸和笔做的体验实验，学生手头都有，不需要做准备，每个学生都可以做，而且效果非常明显，也会在学生头脑中留下深刻的映像的。事例后面联系实际的应用问题，不仅可以巩固所学的知识，还可以学以致用，让学生体会物理的重要性，激发学习兴趣。

    由于初次接触力的分解问题，重点是学习力的效果分解法，所以，没有必要介绍正交分解法，也不要急于让学生用力的分解处理静力学问题，更不要急于讨论分解不惟一的各种情况，以免增加学生学习上的难度。

    本节课设计理念是加强实验，重视学生过程的体验，有利于三维目标的达成。

（三）、教学反思

    本节课的教学设计，强调学生的感知和体验，把抽象的问题形象化，可以有效的突破教学难点。对教材的处理也比较合理，既体现了新课程的教学理念，又改进了教材中实验的不足。在苏州市区的教学研讨课上也获得了同行的高度评价，同行们一致认为课堂结构合理，重点突出，利用实验突破难点效果非常明显。当然，也有老师提出，这节课的容量还是较大的，如果把这节内容设计两课时，矢量相加的法则放在第二课时，本节课重点讨论力的效果分解法，可以再多举一些事例，如把布置课后让学生“做一做”的实验直接在课堂上让学生做一做，效果可能会更好一些。本人认为这些建议是合理的，我们将在今后的教学中做一定的尝试。

 

第二篇：力的分解教案2

力的分解教案

吴芳（慈溪浒山中学）

【教学课题】：力的分解

【教学课型】：新授课

【教学目标】：

知识与技能：

1. 了解分力的概念，知道力的分解是力的合成的逆运算。

2. 知道力的分解遵循平行四边形定则。

3. 能用作图法求分力，并会用直角三角形知识计算分力。

4. 知道力的分解具有多样性。

5. 会用力的分解分析生活生产中简单的问题。

过程与方法：

1. 掌握根据力的效果进行分解的方法。

2. 掌握用作图法求分力的方法。

3. 强化“等效替代”思想。

情感态度与价值观：

1. 激发参与课堂活动的热情。

2. 培养学习物理的兴趣。

3. 培养应用所学知识解决实际生产生活问题的意识和勇气。

【教学重点和难点】：

教学重点：

1. 如何判定力的作用效果及确定两分力的方向。

2. 如何利用平行四边形进行力的分解并用直角三角形知识计算分力大小。 教学难点：

1. 如何判定力的作用效果及确定两分力的方向。

【教学方法】：采用启发式教学，具体教学方法以演示法和讲授法为主。 1

【教学课时】：1课时

【实验及教具】：多媒体课件、平直的三合板、电子秤、较重的石头、细绳套、

小车、钩码、带有橡皮头的铅笔。

教学过程

导入新课

情景导入

教师利用多媒体展示杭州湾跨海大桥的图片，让学生回忆，在车里观看到的大桥两边一排排的斜拉绳索。并扩展世界上大多数大桥都采用这种斜拉结构。

教师设问引导学生思考：为什么大桥都采用斜拉结构？

推进新课

一、第一个物理模型的力的分解

1. 展示图片，创设物理情景

教师利用多媒体展示人拉黄包车、行李箱的图片，让学生回归到学生生活的情景。

教师设问引导学生思考：黄包车和行李箱受到人什么方向力的作用？这个力对车和箱子有什么样的作用效果？

2. 建立物理模型

建立物理模型来研究物理问题是物理研究的重要方法。教师要培养学生建模的思想和意识。教师首先引导学生建立物理模型：车和箱子相当于物体，物体放在水平地面上受到斜向上的力的作用。学生在教师的引导下建立第一个物理模型：拉动（斜向上）平面物体，如图1所示。

3. 演示实验

2

演示实验1：教师将带有钩码的小车放置在电子称上，用细绳套斜向上拉动小车。让学生观察，教师稍用力，小车就会被拉动。

教师设问：这个斜向上的力的一个作用效果是什么？

学生：水平方向拉小车。

教师继续设问：那还有别的作用效果吗？

教师继续演示实验2：教师打开电子秤的电源，让学生读数并记下这个示数，如图1-4所示。教师可以先让学生记录小车没被拉动时的示数，如图4然后观察物体受到斜向上的力作用后的示数，再进行比较。

教师提问：示数如何变化？

学生得出结论：减少。

教师追问：示数表示什么？示数减少又意味着什么呢？

学生：示数表示物体对电子秤的压力，减少表示压力在减少。

教师追问：物理重力不变，压力减少了，说明这个斜向上的力对物体有什么样的作用效果？

学生：向上提的效果。

教师引导学生总结：这个斜向上的力产生两个作用效果：水平方向拉物体的效果（相当于F1）和竖直方向提物体的效果（相当于F2）。

教师追问：你可以用几个力来代替这个力对物体产生相同的作用效果吗？ 学生：用两个力，水平方向用F1拉物体，竖直方向用F2 提物体，效果相同。 教师引入力的分解和分力的概念。

（1）一个力F可以用两个力F1和F2来代替，力F1和F2就叫力F的分力。

（2）求一个已知力的分力叫做力的分解。（板书）

教师引导学生思考：分力和合力能代替的前提是什么？

学生：F可以用两个力F1和F2来代替，前提是两个分力F1和F2要产生和F相同的作用效果。

教师总结：力的分解前提是要“等效”，强调“等效替代”思想。（板书）

4. 探究力的分解的多样性

教师引导学生思考力的分解和力的合成的关系。教师通过引导，让学生明了：分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样 3

遵守平行四边形定则。教师在预备的学案里让学生自主探究：如图2所示，没有限制的情况下，同一条对角线可以作出多少个平行四边形？ 学生通过自主探究得出结论。

结论：如果没有限制，对于同一条对角线可以作出＿无数＿个平行四边形，即对于同一个力，如果没有限制可以分解成＿无数＿对大小、方向不同的分力。

的分解的多样性。

教师适时设问过渡到下个环节教学：既然没有限制，可以将一个确定的力分解为无数对大小、方向不同的分力。那么一个已知力究竟应该怎样进行分解呢？

教师：实际生活中一个已知力是根据这个力产生的实际效果来进行分解的。

5. 回归物理模型，讲授力的分解的一般方法

回归第一个物理模型，教师讲授力分解的一般方法。（1）根据力的作用效果确定两个分力的方向；（2）作平行四边形；（3）计算分力的大小。这个斜向上的物体产生了两个效果：水平方向拉物体的效果（相当于F1）以及竖直方向提物体的效果（相当于F2）。根据这两个实际的作用效果，这个斜向上的力的两个分力方向就可以确定为水平方向和竖直方向。

6. 学生尝试力的分解

【例1】如图3所示，放在水平桌面上的物体受到斜向上方F 拉力的作用，拉力F

到黑板前画图，并用直角三角形的知识，求出两分力的大小。其他学生两人一组，谈论解决。针对黑板上的图像，师生一起来评判，指出错误的和不规范的图像， 4

一起总结，画图比例要适当，实虚线要标清，力的三要素表示清楚。教师将正确地规范地完成一次做图过程，再次提醒学生在做图过程中要注意的细节。

F1 = Fcosθ F2 = Fsinθ （板书）

7. 解决实际问题

回归到新课导入中设置的问题：为什么大桥一般都采用斜拉结构呢？ 学生通过头脑风暴法，一起讨论解决问题。

二、第二个物理模型的力的分解

1. 展示图片，创设物理情景

教师利用多媒体展示长江大桥的图片，让学生回归到学生生活的情景。 教师设问引导学生思考：长江大桥为什么要修建很长的引桥？

教师利用多媒体展示幼儿园滑梯的图片，让学生回归到生活中的情景。 教师设问引导学生思考：幼儿园滑梯为什么要设置得比较陡？

2. 建立物理模型

教师引导学生建立物理模型：车子相当于物体，桥相当于斜面。教师通过手势引导学生建立第二个物理模型：斜面上的物体，如图4所示。

展示问题：把一个物体放在斜面上，斜面的倾斜角为θ ，物体受到竖直向下的重力G，如何求重力G的分力。学生可参考教师提前为学生准备的学案如下。

【例2】如图5所示，放在倾角为θ 的斜面上的物体，受到竖直向下重力G 的作用，请思考：这个重力将对物体产生什么样的作用效果，应如何分解重力G ？

3. 演示实验 演示实验3：教师将三合板斜放在桌上，用学生一叠书作为三合板一端的支撑物，以确保实验的安全。这样教师就构建了一个斜面装置。教师边提醒学生注意观察，边将大石头轻轻放在斜面上。（注意开始时斜面的倾角可适当小些） 5

问题：你观察到什么现象？

学生：三合板弯曲形变。

问题：三合板为什么会弯曲形变？说明石头的重力对石头产生了什么作用效果？

学生：压斜面的效果。

问题：你觉得压会是什么方向？

学生：压，应该是垂直于斜面的方向。

教师总结：重力产生的一个作用效果是使物体压紧斜面‘方向是垂直于斜面向下。

教师适当增大斜面的倾角，再将石头放在斜面上，提醒学生注意观察。 问题：除了三合板形变外，你还观察到什么现象？

学生：石头下滑。

问题：说明石头的重力对石头产生了什么作用效果？

学生：使石头下滑的效果。

问题：什么方向？

学生：沿斜面方向。

教师总结：重力产生的另一个作用效果是使物体下滑。

4. 学生练习

教师可以让几个学生到黑板前画图，并用直角三角形的知识，求出两分力的大小。其他学生两人一组，在学案上谈论解决。针对黑板上的图像，师生一起来评判，指出错误的和不规范的图像，一起总结。最后教师再次规范地演示一次做图过程，再次提醒学生在做图过程中要注意的细节。

G1 = Gsinθ G2 = Gcosθ（板书）

讨论：倾角θ增大两个分力将如何变化？

学生通过分组讨论得出结论：G1增大，G2 减小。

5. 解决实际问题

回归到新课导入中设置的问题：长江大桥为什么要修建很长的引桥？上坡、下坡分别讨论。幼儿园滑梯为什么要设置得比较陡？

教师利用多媒体播放Flash，展示上坡、下坡过程。

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学生通过头脑风暴法，一起讨论解决问题。

教师总结：长长的引桥可以减少上坡的倾角，因为θ越大，G1就越大。车辆上坡艰难而下坡又不安全。同理，因为θ越大，G1就越大，滑梯上的人就较容易下滑。

三、第三个物理模型的力的分解

1. 展示图片，给出物理模型

教师通过多媒体展示施工工地用的塔吊装置图片和路灯图片。给出生活中衍架这种物理模型，如图6所示。

展示问题如下，学生可参考教师提前为学生准备的学案。

【例3】三角衍架的结点处挂一重物，结点处受到绳子的拉力F 将对三角衍架产生什么作用效果，应如何分解拉力F ？

2. 演示实验 教师利用手、带有橡皮头的铅笔、细绳套和钩码等模拟衍架模型并用实验演示。教师让细绳套的一端绕过铅笔冒上的橡皮的沟槽（橡皮预先划有沟槽），并挂上一个钩码；另一端套在中指上，保持手掌竖直，让铅笔抵住手心，将细绳拉直，放开另一只手。

3. 学生体验

两人一组，教师预先发给学生两个钩码、一个细绳套、一只带有橡皮头的铅笔（铅笔削得比较尖）。让学生分组进行体验，说出体验的结果。让其中一组学生上来体验，当场说出手指和掌心的感受。

学生在“啊”“哟”声中体验到：手指有被向下拉的感觉，很累；掌心有往里戳的感觉，很痛。

教师追问：回归到这个物理模型，结合你的体验，这个拉力对三角衍架产生了什么样的作用效果？

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学生：对上面的杆子有往下拉的效果；对水平的杆子有往里戳的效果。 教师：你能确定这两个分力的方向吗？

4. 学生练习

教师也可以让几个学生到黑板前画图，并用直角三角形的知识，求出两分力的大小。其他学生两人一组，在学案上谈论解决。针对黑板上的图像，师生一起来评判，指出错误的和不规范的图像，一起总结。最后教师再次规范地演示一次做图过程，展示利用三角形知识求解分力大小的过程，再次提醒学生在做图过程中要注意的细节。

F1 = G ∕ cosθ F2 = G tanθ （板书）

【课堂小结】

先让学生小结：这堂课你学到了什么？教师补充完整。

（一） 什么是力的分解？求一个已知力的分力叫做力的分解

（二） 力的分解体现了等效替代的思想

（三） 力的分解的一般步骤

【作业要求和指导】：三维方案“力的分解”（A）65-66

板书设计

【课后分析】：

（一）教学设计思路教学设计思路从生活中的问题引入，通过新课传授，又将物理知识应用于生活、生产中的实际问题，

培养了学生用所学知识解决实际生 8

活、生产问题的意识和勇气。由生活问题引入，最后又回归到生活问题，层层铺垫，环环相扣，将科学、技术、社会、生活和环境相互融合，体现了STS-EL的教育理念；教师通过展示图片，创设物理情景，结合学生生活、生产实践设疑，激发了学生探究的兴趣和好奇心；教师再通过演示实验启发学生思考，引导学生观察现象、分析现象，通过归纳最后得出结论，发展了学生的智力，调动了学生学习的主动性，培养了学生独立思考问题、分析问题的意识和能力。教师对学生的结论进行归纳总结，引导学生构建自己的认知结构，从而达到同化、顺应新知识的目的。

（二）教学过程中教师设置的两个演示实验和一个学生体验实验激发了学生参与课堂活动的热情，培养了学生学习物理的兴趣。教师通过演示实验启发了学生的思考；为学生解决复杂问题提供了一个支架；将复杂问题转化为一系列学生能解决的小问题，充分地肯定了学生学习主体的地位。这不仅进一步显示出来支架式教学和启发式教学的优势，同时也符合新课程倡导的教学方式、方法多样化的基本理念。

（三）学生在学习作图和求分力大小的过程中，教师充分鼓励学生两人一组分组合作解决问题，不仅使学生更加明确规范作图的过程，减少错误和模糊的地方，而且还能培养学生主动与他人合作的精神，培养有将自己的见解同他人交流的愿望和团队精神。教师通过实验，特别是学生体验实验，调动学生主动参与探究力的作用效果的好奇心和求知欲，培养了学生通过自己努力解决一些物理问题的能力和自主学习的能力。教师在探究力的作用效果之前，引导学生建立物理模型，培养了利用建模解决物理问题的意识和能力，对学生了解物理学的研究方法有很大的帮助，同时让学生认识到了物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

总之，本次教学设计比较符合新课程的教学理念，教学过程也较为顺利，学生课堂反映很活跃。但该教案的实施过程，有以下几点建议提出来供大家参考。这也是本人上好课后的几点反思：

1. 建议在导入新课过程中问题提出后，给学生留有思考的时间和思维的空间。

2. 建议教师在演示力的分解过程中要加强作图的规范性。教师在两个分力 9

的方向确定后应正确、规范地指导学生画平行四边形、利用直角三角形计算分力的大小。图可以适当画得大些，图像越大，角度关系就越明显。

3. 建议本节的某些知识点放在下一节课中解决。例如，本节知识联系实际的具体问题的求解、力的分解唯一性问题等可以放入下一节课中解决。 10