力的分解課件
力的分解 (resolution of a force) 將一個力化作等效的兩個或兩個以上的分力。分解的依據是力的平行四邊形法則(見靜力學公理)。
力的分解課件
一、教學目標：
（一）知識與能力
1.使學生在力的合成的知識基礎上,正確理解分力的概念,理解力的分解
的含義.
2.初步掌握根據力的實際作用效果確定分力方向的原則,初步掌握將一個已知力分解為兩個互成角度分力的方法.
（二）過程與方法
1.在學習力的分解過程中,培養學生實驗能力、觀察能力,分析能力和概括能力.
2．強化“等效替代”的方法．
3．培養運用數學工具解決物理問題的能力．
（三）情感態度與價值觀
培養學生聯系實際，研究周圍事物的習慣；并學會用所學物理知識解決實際問題
二、教學重點、難點
（1）理解力的分解是力的合成的逆運算，利用平行四邊形進行力的分解。
（2）如何判定力的作用效果及分力之間的確定
三、教學用具：
橡皮筋、薄塑料板、重物、錄像帶、自制支架受力裝置、細繩等
四、教學方法：
實驗法、討論法、類比法、講解法
五、課時安排： 1課時
六、師生互動活動設計
教師利用錄像提出實際問題，先給學生留下懸念，引發學生的學習興趣，由復習提問引入課題，通過幾個實驗讓學生親自感知力的實際效果，從而確定出兩個分力的方向，化解了難點。然后運用平行四邊形定則進行分解．在分解力的同時，訓練學生用作圖法和計算法處理問題，明確力分解的基本思路，解決本節課的重、難點問題．
七、教學步驟：
（一）、導入新課
〔錄像〕公園滑梯、大橋引橋，盤山公路．
〔師問〕為什么公園滑梯傾角較大而大橋要修很長的引橋來減少傾角？
[學生] 討論
[師]同學們先別急，學完今天這節課的內容你們就明白了。
（二）新課教學
[板書] 第六節力的分解
[師] 在學習新課之前，我們先來復習一下上節課的主要內容（教師在黑板畫圖）
如圖甲，一個力用力F可以把一筒水慢慢地提起，圖乙是兩個人分別用F1、F2兩個力把同樣的一筒水慢慢地提起。那么力F的作用效果與F1、F2的共同作用的效果如何？那么拉力F1,F2,F中哪一個力可以叫做另兩個力的.合力?判斷的根據是什么?用什么方法可以求出這個合力的大小和方向?
（學生回答教師給以鼓勵）
[師]:在日常生活和生產實際中往往會遇到跟上面情況相反的一類問題.例如,
[演示] 在小黑板上事先固定好兩根彩色橡皮繩，并在兩繩結點處系上兩根細線，請同學用一豎直向下的力把結點拉到O位置，請學生觀察此時拉力F產生的效果
[學生] 一個力同時拉伸了兩根橡皮繩
[師問] 那么能不能改用兩個力同時作用于結點上而產生同樣的效果呢？
[演示] 請同學用沿BO方向的拉力 專門拉伸OB，沿AO方向的拉力 專門拉伸OA，當 、 分別為某適當值時，結點也被拉到O位置，
〔師生分析〕 、 共同作用的效果與F作用的效果相同．
[師講解] 前面我們學過，如果一個力產生的效果跟幾個力共同產生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力．現在通過實驗又清楚地看到與之相反的另一種情況：兩個力共同產生的效果跟原來一個力產生的效果相同．我們就把這兩個力叫做原來那個力的分力，實際上也可以是幾個力共同產生的效果與原來一個力產生的效果相同，這幾個力就叫原來那個力的分力．
１．什么叫力的分解
（1）分力：幾個力，如果它們產生的效果跟原來一個力產生的效果相同，這幾個力就叫做原來那個力的分力．
〔講解〕分力定義中的“原來”二字說明一個力跟它的幾個力并不同時作用在物體上．而是說，當它們分別作用到同一物體上時，產生的效果相同，可以互相替代．因此，一個力跟它的分力是一種等效替代關系．（教師舉例說明）
求跟一個已知力等效的分力，我們就稱為力的分解．
（板書）注意：幾個分力與原來那個力是等效的，它們可以相互替代，并非同時并存．
（2）力的分解：求一個已知力的分力叫力的分解．
[師]：力的分解遵從什么法則呢？實驗得出結論．
（在學生回答的基礎上，教師歸納．）
〔師小結〕這兩個實驗盡管在實驗裝置上略有差異，但都是用橡皮筋的伸長來量度力的作用效果．“互成角度的兩個力的合成”實驗是已知兩個力求與它們等效的合力，實驗則是已知一個力求與之等效的兩個分力．可見力的分解同樣適用平行四邊形法則．
2、力的分解法則：平行四邊形法則．（通過類比，得出力的分解法則）
教師以實驗為例，作出分解拉力Ｆ的示意圖．
（通過實驗，討論并確認判斷分力方向的原則）
〔師講解〕前面是已知一個力的大小，方向，在事先確定了它的力的方向后，用平行四邊形法則進行分解的．如果沒有兩個方向這一條件的限制，僅僅知道一個力的大小和方向，能否進行分解呢？
〔分析〕同一對角線可作出無數個平行四邊形，同一已知力若不加條件限制可分為無數對大小、方向不同的分力．
〔提問〕什么情況下力的分解有惟一確定的解？
（教師引導學生分析）
我們知道對于同一對角線可以作出無數個不同的平行四邊形，表 明同一個力可以分解為無數對大小，方向不同的分力，也可以說力的分解的答案是不確定的．那么，在實際應用中怎樣分已知力呢？從拉橡皮筋的例子可以看到，我們是按拉力對實際作用效果來分解的．這種根據力的作用效果來判斷方向的方法有沒有普遍意義呢？請看下面實例．
3、實例分析（教師引導學生通過自行設計的實驗來分析感受一個力的不同的幾個作用效果,并能根據力的實際作用效果來確定它的分力）
例〕：放在水平面上的物體受一個斜向上方的拉力F，這個力與水平面成θ角。確定F的兩個分力F1、F2
[演示] 將一薄塑料板架在兩個等高的支撐物上，形成一個懸空的平面，將一重物放在平面上，會觀察到明顯的形變。現給物體施加一個斜向上方的拉力F，學生觀察力F產生的作用效果，如圖3
[學生描述] 在力F的作用下，薄塑料板彎曲程度變小，同時重物前進。
[師生分析]：（1）力F的作用效果有水平向前拉物體和豎直向上提物體的效果，那么力F的兩個分力就在水平方向和豎直方向上。
[學生板演] （2）分力方向確定，根據平行四邊形定則作圖，力F分解就是唯一的。
（3）如圖4所示分解：F1＝Fcosθ， F2=Fsinθ
〔師講解〕可見，力F可以用兩個分力F1、F2來代替
例2：物體傾角為θ的斜面上，那物體受的重力G產生哪些效果？應當怎樣分解？。
（學生思考，略加議論．）
〔學生實驗〕在水平伸出的手掌上放一本書，然后使手傾斜，書下滑．
〔學生描述〕除感到手掌受到壓力外，還明顯感到書在沿手掌下滑，
〔師講解〕當書放在平伸的手掌上時，我們只感到手掌受到書的壓力，說明書所受的豎直向下的重力只產生了一個使它緊壓手作用效果．當手掌傾斜時，書對手掌的作用效果類似于置于斜面上的物體對斜面的作用效果，我們除感到手掌受到壓力外，還明顯感到書在沿手掌下滑。
（1）說明這時重力產生了兩個作用效果：使書沿手掌下滑和使書緊壓手掌．
（2）因此，重力G可以分解為這樣兩個分力：平行于掌面的沿手掌下滑的力G1和垂直于手掌向下的力G2．
（3）學生板畫如圖5， 據平行四邊形定則 G1=GSinθ G2=GCosθ
[師]：故重力G對物體的作用可以用它的兩個分力G1和G2替代。
〔思考討論〕
（1）靜止在斜面上的物體受到幾個力的作用？
（2）有人說的重力G可以分解為下滑力G1１和對斜面的壓力G2．這種說法對嗎？為什么？
（在學生回答中注意糾正他們在對物體進行受力分析時合力，分力重復分析的錯誤，以及把G2認為是對斜面壓力的錯誤．進一步強調一個已知力與其分力的等效替代關系，指出對物體受力分析時要依據力是一個物體對另一個物體的作用，分力并非物體實際受到的力，只是為了研究問題方便，用分力進行替代而已．）
（3）根據剛才學到的知識，請同學們解釋前面提到的問題，為什么公園滑梯傾角較大而大橋要修很長的引橋來減少傾角？（與前面的問題相呼應，同時體現學以至用的思想）
（學生分析，教師給以鼓勵）
〔小結〕通過例1，例2的分析，使我們進一步認識到，究竟怎樣分解一個已知力，要從實際出發，具體問題具體分析．根據已知力產生的實際作用效果，確定兩分力的方向，然后應用平行四邊形法則加以分解，是一種重要的方法．
4、力的分解的一般方法
（1）根據力的作用效果確定兩個分力的方向；（2）根據已知力和兩個分力方向作平行四邊形；（3）根據平行四邊形或三角形知識確定分力的大小和方向．
5、鞏固練習
〔練習1〕在豎直墻上固定一個輕支架，橫桿OB垂直于墻，斜繩OA跟墻的夾角為θ，在支架的O點掛有一個重G的物體，怎樣確定桿OA，OB的受力方向？
[學生演示實驗]：
[學生] 感受到手指受的拉力，手掌受到的是壓力。
即力F產生了兩個作用效果： F1—拉手 F2—壓手
（學生板畫并計算，教師給以鼓勵）
〔師講解〕這幾個實驗都證明，豎直向下的拉力對兩桿件產生了沿桿方向的兩個作用效果，使上桿受拉，下桿受壓．因此，這個拉力F可以沿上述兩個方向分解為兩個分力F１和 F２．當然，作這樣的分析是在不計兩桿重力情況下作出的．我們可以用F1和F2去等效地替代拉力F對支架作用．請同學們課下完成拉力F的兩個分力的求解
6、小結
今天這一節課主要是學習力的分解知識．希望同學們注意分力與合力這兩個概念的區別；力的分解和力的合成的區別；尢其要注意按實際作用效果將一個已知力分解為兩個分力，是進行力的分解的一種重要方法，要逐步掌握這種方法，學會應用它去分析和解決實際問題．
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