正交分解法教學(xué)設(shè)計

1、課題：力的正交分解法教學(xué)設(shè)計單位：北京二中通州分校姓名：王金華通訊地址：北京市通州區(qū)潞城鎮(zhèn)三元村東郵編：101117電話：電子信箱：設(shè)計思想高中物理是對思維能力要求較高的一門學(xué)科，在學(xué)習(xí)高中物理過程中應(yīng)針對其特點，采取相應(yīng)的思維策略和學(xué)習(xí)方法，才能不斷地提高物理思維能力，達(dá)到事半功倍的效果。力學(xué)是高中物理的基礎(chǔ)，也是學(xué)好高中物理的關(guān)鍵所在，力學(xué)問題的三大基本功是受力分析，運動過程分析和矢量運算，本節(jié)重點落實三大基本功之一，矢量運算的方法之一正交分解法。本節(jié)課是在講完力的合成與分解之后的一節(jié)方法課，正交分解法在教材中第二章第六節(jié)力的分解中只占一小部分內(nèi)容，但是正交分解法是一種非常有用的矢量的運算

2、的法則，在整個高中物理中處于非常重要的地位。安排這節(jié)課講解力的正交分解法，為講解牛頓運動定律的應(yīng)用中應(yīng)用正交分解法解決問題也提供了便利。本節(jié)課從多個力的合成出發(fā)，提出問題創(chuàng)設(shè)情境，引出正交分解法，通過分析，讓學(xué)生體會正交分解法的優(yōu)點，從而學(xué)會多個力的合成，為后面牛頓運動定律的應(yīng)用時求解合力打下基礎(chǔ)。接著引導(dǎo)學(xué)生利用正交分解法解決多個力作用下物體的平衡問題，體會物理與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生對物理的熱愛。通過實例分析，強化學(xué)生的受力分析的能力，同時也鞏固了正交分解法。教學(xué)目標(biāo)1，知識與能力（1）知道力的正交分解法,理解正交分解法的優(yōu)點，（2）掌握利用正交分解法求多個力的合力的思路和方法，（3）掌

3、握利用正交分解法解決多個共點力作用下物體的平衡的問題。2，過程與方法（1）培養(yǎng)對物體進行受力分析的能力，（2）通過利用正交分解解決多個力的合力和多個力作用下物體的平衡問題,使學(xué)生掌握分析問題的 思路和方法,提高學(xué)生靈活分析和解決問題的能力。,3，情感、態(tài)度與價值觀（1）引導(dǎo)學(xué)生理解先分解后合成的思想，體會正交分解的優(yōu)點，（2）用正交分解法分析日常生活中的多個力的平衡問題，體會物理與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生對物理的熱愛。教學(xué)過程環(huán)節(jié)一 復(fù)習(xí)提問，引入新課師：力的合成與分解遵循的法則? 生：平行四邊形定則師：如何求解多個力的合力？生：先將其中兩個力進行合成，然后再將這兩個力的合力與第三個力進行合成

4、，依次可求多個力的合力。例1圖師：好，大家看學(xué)案上的例題1，【典型例題1】一個物體受到三個力的作用，如圖 F136N F260N F324N 30°105° ，求這三個力的合力F合學(xué)生開始動手利用平行四邊形定則求合力，師：發(fā)現(xiàn)有什么困難生：兩次利用了平行四邊形定則，測量力的大小和方向時容易出現(xiàn)誤差。師：對，求多個共點力合成時，如果連續(xù)運用平行四邊形定則求解，求解合力時需要測量合力的大小和合力的角度，計算過程顯得十分復(fù)雜還容易出現(xiàn)誤差，我們今天學(xué)習(xí)一種比較簡單的求多個共點力的合力的方法力的正交分解法環(huán)節(jié)二 力的正交分解法一、正交分解法1，定義：把力沿兩個互相垂直的方向進行分解

5、的方法叫正交分解法。圖2如人推物體前進，把推力F進行分解，如圖2，為了實現(xiàn)在兩個互相垂直的方向進行分解，我們可以先建立直角坐標(biāo)系，以力的作用點為原點，以水平向右為X軸正方向，以豎直向上為Y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系。在力F的末端向X軸做垂線，找到力F沿水平方向的分力，在力F的末端向Y軸做垂線，找到力F沿豎直方向的分力，由直角三角形的知識，可以求求得兩分力的大?。涵h(huán)節(jié)三 求合力的步驟二、正交分解法求合力師：下面利用正交分解法解決一下例題1，解題步驟：（1）、確定研究對象，受力分析（2）、建立直角坐標(biāo)系，原則： 力的作用點為原點，少分解力和容易分解力師：取水平向右為x軸正方向，豎直向上為Y軸正方向。

6、（3） 、將不在坐標(biāo)軸上的力分解師：將不在軸上的力F2和F3進行分解，得到F2x和F2y、F3x和F3y，由于合力與分力有等效替代的關(guān)系，分解完之后三個力變?yōu)榱藥讉€？生：五個師：力又多了，好像問題被我們復(fù)雜化了，大家在看這五個力有什么特點？生：在兩條互相垂直的軸上師：對，正交分解完之后，我們把互成角度的三個力，分解到兩條線上，同一直線上怎樣進行力的合成？生：同向相加，反向相減（4）、求出兩軸上的合力Fx,Fy師：這樣五個力有變成了兩個，并且兩個力的夾角為900，互成900的兩個力如何求合力？生：利用勾股定理（5）、求合力F的大小和方向，與水平方向夾角為師：這樣我們就利用正交分解法求出了互成角度

7、的多個力的合力，利用正交分解法還可以求解物體的平衡問題。那什么是平衡狀態(tài)，物體處于平衡狀態(tài)的條件是什么？生：平衡狀態(tài)：物體在共點力的作用下，保持靜止或做勻速直線運動，我們說物體處于平衡狀態(tài)平衡條件：作用在物體上的幾個力的合力為零，環(huán)節(jié)四 正交分解法求多個力的平衡三、正交分解法求平衡問題步驟：，確定研究對象，受力分析，選擇并建立坐標(biāo)系，將需要分解的力分解到坐標(biāo)軸上，依據(jù)兩坐標(biāo)軸上的合力分別為零,列方程求解例2圖【典型例題2】木箱所受重力G500N，放在水平地面上，一個人用與水平方向成37°向上的力F=200N拉木箱，木箱仍靜止，求木箱受到的摩擦力和地面所受的壓力。（g取10m/s2）（

8、邊分析，邊畫受力圖，列方程求解）師：物體的受力情況如何？生：物體受豎直向下的重力，豎直向上的支持力，水平向左的摩擦力和拉力（ 課件上展示受力分析圖 ）師：以少分解力為原則，如何建立坐標(biāo)系生：水平向右為X軸正方向，豎直向上為Y軸正方向建立坐標(biāo)軸，（ 課件上展示建立坐標(biāo)系 ）師：還需要將哪個力進行分解（ 課件上展示力F的分解過程 ）生：將拉力進行分解師：由兩軸方向合力為零，列方程求解。環(huán)節(jié)五 課堂檢測學(xué)生獨立完成例題3和例題4，畫受力分析圖，列方程求解【典型例題3】質(zhì)量為1Kg的物體靜止在傾角為37°的固定斜面上，則物體受到的斜面的支持力和摩擦力分別多大？（g取10m/s2）例3圖學(xué)生分

9、析并解題：（1）研究對象受力：重力（豎直向下），支持力（垂直于支持面向上），摩擦力（沿斜面向上）（2）以少分解力為原則，沿斜面向上為X軸正方向，垂直于斜面向上為Y軸正方向建立坐標(biāo)軸，（3）需要分解的力只有重力，將重力進行分解（4）由兩軸方向合力為零，列方程求解。例4圖【典型例題4】如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為的固定斜面上，它跟斜面的動摩擦因數(shù)為。那么對物體施加一個多大的水平力F，可使物體在斜面上勻速運動？（g取10m/s2）學(xué)生分析并解題：（1）研究對象受力：重力（豎直向下），支持力（垂直于支持面向上），摩擦力（沿斜面向下，與相對運動方向相反）、推力F水平向右，（2）可以沿水平方向建軸，

10、也可以沿斜面方向建軸，我們比較習(xí)慣對重力分解，所以可以沿斜面向上為X軸正方向，垂直于斜面向上為Y軸正方向建立坐標(biāo)軸，（3）需要分解的力有重力和推力，將重力和推力進行分解（4）由兩軸方向合力為零，列方程求解。課堂小結(jié)師生共同回顧如何利用正交分解法求合力板書設(shè)計力的正交分解法例1， 例2，解：對物體，受力如圖 解：對物體，受力如圖 建立坐標(biāo)系如圖 建立坐標(biāo)系如圖 x方向合力： y方向合力： 合力： 可得：與水平方向夾角為 課后反思 矢量運算是力學(xué)的三大功之一，矢量運算的法則是平行四邊形定則，但是在求解多個力的運算是，平行四邊性定則就顯得不方便，且容易出現(xiàn)誤差，而正交分解法采用了“欲合先分”的思想，先將互成角度的幾個力分解到互相垂直的兩個坐標(biāo)軸上，將復(fù)雜的矢量運算變化成同一直線上力的合成與互成900的力的合成的問題。在新課改的這幾年中，北京市陶昌宏老師提出物理教學(xué)的基本特征，核心內(nèi)容為“物理教學(xué)要堅持以創(chuàng)設(shè)問題情境為切入點，以觀察實驗（事實）為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為核心，以提升學(xué)生探究能力為重點的基本特征”。本節(jié)課從求多個力的合力出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知的興趣，體現(xiàn)了以創(chuàng)設(shè)問題情境為切入點。通過例題的分析學(xué)生體會到了