物理必修 第一册第三章 相互作用——力4 力的合成和分解第二课时教学设计

这是一份物理必修 第一册第三章 相互作用——力4 力的合成和分解第二课时教学设计，共9页。教案主要包含了教学理念，教材分析，学情分析，教学目标与核心素养，教学重难点，教学方法，教学用具，教学流程等内容，欢迎下载使用。
高中物理新课程标准是现代高中物理教学的规范，在实施该标准的过程中，应不断探索新的教学理念,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，改革教学模式，进行启发式教学，培养学生的物理学科核心素养、满足学生终生发展需求，注重课程的时代性，关注科技进步和社会发展需求。为了更好地激发学生学习的兴趣，将实施多样化教学，将物理知识与生活紧密联系，从生活走进物理，再由物理解释生活现象的方式进行教学，引导学生的自主创新和探究。
二、教材分析
《力的合成与分解》是人教版（2019版）必修第一册第三章第4节的内容，本节包括合力和分力、力的合成和分解、矢量和标量三个方面的知识点。本节利用等效思想提出合力分力的概念，并经过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则，使学生对矢量和标量认识更加深刻。平行四边形定则。为后续的学习具有重要影响，具有承上启下的作用。是高中物理的重要内容，是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容。
三、学情分析
这个阶段的学生处于高一阶段，他们已经有了初步的观察思考能力、实验探究能力、分析解决问题能力和归纳总结能力，但总容易忽略一些细节内容。学生已经通过实验探究，感悟和理解了合力、分力的概念和平行四边形定则，与力的合成相比，力的分解难点是一个确定的力可以分解成无数组分解的方法，力的分解不是唯一的，要根据对已知了的实际情况进行分解。因此在教学中我们要善于在真实情境中让学生感受感知结论背后的含义，引导学生正确认识知识本质。
四、教学目标与核心素养
（一）物理观念
清楚分解是合成的逆运算；了解力的分解；学会使用平行四边形定则进行受力分析，并运用其分析日常生活中的受力问题；了解力的分解具有唯一性的条件；掌握根据力的效果进行分解的方法和正交分解法。
（二）科学思维
通过对合力、分力概念的探究，强化运用等效替代法分析解决实际问题的能力。
（三）科学探究
通过实验探究，得出力的合成和力的分解遵从的法则——平行四边形定则；培养设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。
（四）科学态度与责任
通过力的合成和分解的学习，感受对立统一的观点在物理学中的意义；通过实验培养良好的观察习惯和严谨求实的科学精神。
五、教学重难点
（一）重点
1.理解力的分解是力的合成的逆运算。
2.掌握运用平行四边形定则、正交分解法进行力的分解。
（二）难点
1.力的分解具有唯一性的条件。
2.力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。
六、教学方法
（一）教法
讲授法、直观演示法、情景教学法、讨论法
（二）学法
自主探究法、交流合作法、学练结合法
七、教学用具
弹簧测力计、细绳、三角板、直尺、橡皮筋、多媒体等
八、教学流程
（一）新课引入
温故知新：复习回忆什么是力的合成？合力与分力之间满足什么样的关系？
学生（预设）：求几个力的合力的过程叫力的合成，满足平行四边形定则；合力与分力是等效替代关系。
问题思考：我们可不可以把一个力分解成几个力？该怎么分呢？
（二）讲授新课
1.力的分解
定义分解：把求一个力的分力的过程叫作力的分解。
逻辑思考：合力与分力满足等效替代关系，是否一个力也可以由平行四边形定则求分力？
学生（预设）：力的分解是力合成的逆运算，也满足平行四边形定则。
情景思考：已知一条对角线，可以画出多少个平行四边形？
学生（预设）：没有其它限制时，力的分解有无数种结果。
实际分析：用铅笔支起图中的绳子，引导学生尝试从F的作用效果①橡皮条被拉伸、②掌心受到压力分析铅笔末端的受力情况？
学生（预设）：沿铅笔的压力、水平向左的
数学运用：利用数学知识，计算F1、F2的大小如何？
学生（预设）： 、
效果分析：看来按力的作用效果来分解比较合适。
2.有限制条件的力的分解
情景在现：已知合力和两个分力的方向，如何分解？解是唯一的吗？
学生（预设）：过F的末端作两分力的平行线组成平行四边形；有唯一解。
情景二现：已知合力和一个分力的大小和方向，如何分解？解是唯一的吗？
学生（预设）：由F1的末端到F的末端作有向线段；有唯一解。
3.力的分解原则
问题思考：在一个直角木支架上，用塑料垫板当做斜面，将一辆小车放在斜面上，如图，观察现象。思考：为什么会产生这些效果？什么原因？
学生（预设）：①使小车向下运动；②使小车紧压塑料垫板，垫板弯曲；由于重力的存在。
问题思考：某人用力F 斜向上拉行李箱，请分析力F 产生的作用效果？
学生（预设）：F产生两个作用效果，①水平向前拉物体；②竖直向上提物体。
对比启示：对比两图，看有何启示？引导学生从作用效果进行分析。
学生（预设）：分析力的作用效果时,要从实际出发，具体问题具体分析。
分解原则：根据力的作用效果确定分力的方向，然后再画出力的平行四边形。力分解的一般步骤：
①根据力F的作用效果，画出两个分力的方向；
②把力F作为对角线，画出平行四边形的分力；
③求解分力的大小和方向。
习题锻炼：请按照力的作用效果把各力分解。
4.正交分解
复杂思考：如何求F1、F2、F3、F4这四个力的合力？如何更简单、更有效的求解多个力的合力？
定义正交：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。引导学生利用数学知识尝试计算沿x轴y轴方向上分力的大小。
学生（预设）：x方向的分力:Fx =F·csθ；y方向的分力:Fy=F·sinθ。
规范步骤：①建立xOy直角坐标系；②分别向坐标轴做垂线；③沿x,y轴将各力分解；④利用三角函数求出Fx、Fy。
问题再现：为什么要进行正交分解？引导思考矢量运算和代数运算那个容易？
学生（预设）：正交分解可将矢量运算转化为代数运算，较为容易。
目的思想：正交分解的目的：化复杂的矢量运算为普通的代数运算，将力的合成化简为同向或反向或垂直方向。便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算；正交分解的基本思想正交分解法求合力，运用了“欲合先分”的策略，即为了合成而分解，降低了运算的难度，是一种重要思想方法。
题型再现：将F1、F2沿x、y轴进行分解。
学生（预设）：将不在坐标轴的的力都分解到坐标系上；将两个方向上所有分力求和（同向相加、反向相减）
（三）课堂巩固
例题1：质量为m的物体放在水平地面上，受到一个与水平面成θ角的斜向上拉力F 作用作匀速直线运动，求：物体受到的支持力的大小和摩擦力的大小？
例题2：一个竖直向下的180N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240N，求另一个分力的大小和方向。
（四）课堂小结
引导学生总结本节课学到了什么？
一、力的分解：把求一个力的分力的过程叫作力的分解。
二、有限制条件的力的分解
三、力的分解原则
根据力的作用效果确定分力的方向，然后再画出力的平行四边形。力分解的一般步骤：
①根据力F的作用效果，画出两个分力的方向；
②把力F作为对角线，画出平行四边形的分力；
③求解分力的大小和方向。
四、正交分解：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。
①建立xOy直角坐标系；②分别向坐标轴做垂线；③沿x,y轴将各力分解；④利用三角函数求出Fx、Fy。
（五）布置作业
1.完成课本P71“练习与应用”第6、7题
九、板书设计
3.4 力的合成与分解
一、力的分解
把求一个力的分力的过程叫作力的分解。
二、有限制条件的力的分解
三、力的分解原则
根据力的作用效果确定分力的方向，然后再画出力的平行四边形。力分解的一般步骤：
①根据力F的作用效果，画出两个分力的方向；
②把力F作为对角线，画出平行四边形的分力；
③求解分力的大小和方向。
四、正交分解：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。
①建立xOy直角坐标系；②分别向坐标轴做垂线；③沿x,y轴将各力分解；④利用三角函数求出Fx、Fy。