力的分解

——三角支架懸物拉力的分解“力的分解”是高中物理的重要知識，它和力的合成一樣，始終貫穿在力學的研究過程中，具有基礎性和應用性。但是……這么重要的一個知識，學生掌握起來很困難。因為，高一學生的思維以形象思維為主，又缺乏生活體驗；而力的分解，尤其是將力按效果分解，又是比較抽象的。特別是……輕桿的一端C用鉸鏈與豎直墻壁連接，它的另一端O用繩子連接至墻的B點，使輕桿保持水平，繩與輕桿的夾角為θ．在OA繩上懸掛一個重物，使其產生一個豎直向下的拉力F：（1）拉力F產生哪兩個作用效果？（2）兩分力大小分別是多少？OBACF三角支架懸線拉力的分解：難度更大！為什么？教學難點力的作用效果不明顯。有廣泛的現實意義教學難點力的作用效果不明顯。傳統實驗的做法不足之處：學生只是通過觸覺感知，不是很直觀

，能否讓學生用眼睛直接看到力的作用效果呢？教學目標1．通過實驗，使學生真切看到三角支架懸線拉力的作用效果，深入理解體會將力按效果分解的方法。2．讓學生經歷自主設計物理產品的過程，培養學生的開拓創新能力、動手動腦能力、以及科學探究的方法，即培養學生的多種核心素養。3．使學生體驗探究的樂趣，增進對物理和科技的情感。自主探究法問題學生動腦動手深化認識實驗合作學生在自主探究的過程中，深化了認識。使抽象的物理方法變得形象。教學過程設計：輕桿的一端C用鉸鏈與豎直墻壁連接，它的另一端O用繩子連接至墻的B點，使輕桿保持水平，繩與輕桿的夾角為θ．在OA繩上懸掛一個重物，使其產生一個豎直向下的拉力F：（1）拉力F產生哪兩個作用效果？（2）兩分力大小分別是多少？OBACF過程設計：1猜想輕桿的一端C用鉸鏈與豎直墻壁連接，它的另一端O用繩子連接至墻的B點，使輕桿保持水平，繩與輕桿的夾角為θ．在OA繩上懸掛一個重物，使其產生一個豎直向下的拉力F：（1）拉力F產生哪兩個作用效果？（2）兩分力大小分別是多少？OBACF2設計方案/方法指導過程設計：替代法放大法3進行實驗過程設計：創新實驗展示創新實驗11實驗器材：海綿、舊木板、橡皮繩等。2實驗方法：給豎直繩施加拉力，觀察橡皮繩和海綿的變化。3實驗現象：當施加力F時，橡皮繩被拉長，海綿被壓縮。4實驗結論：力F有繩向下拉繩和沿桿向里擠壓桿的效果。未給豎直懸線施加拉力時給豎直懸線施加拉力時創新實驗1創新實驗11實驗器材：注射器、舊木板、橡皮繩等。2實驗方法：給豎直繩施加拉力，觀察橡皮繩和注射器的變化。3實驗現象：當施加力F時，橡皮繩被拉長，注射器向外噴水。4實驗結論：力F有繩向下拉繩和沿桿向里擠壓桿的效果。創新實驗2未給豎直懸線施加拉力時給豎直懸線施加拉力時創新實驗2創新實驗2實驗創新點：1、使用了常見的材料做實驗。培養了學生用物理眼光發現實驗材料的能力和動手動腦的能力。2、運用了“替代法”和“放大法”的思想，使學生體驗到科學探究的方法。3、具有豐富的想象力和創造力。能夠培養學生積極探究、勇于創新的精神。使用“傳感器+Arduino板+顯示器”做實驗創新實驗31實驗器材：拉力傳感器、壓力傳感器、Arduino板、顯示器、細繩、金屬桿、滑塊、砝碼等。如下所示。拉力傳感器壓力傳感器顯示器Arduino板砝碼(100g)鉸鏈滑塊2實驗原理：（1）通過Arduino板的程序控制，使顯示器顯示出兩個傳感器的受力情況。顯示器有兩行示數：上面一行顯示拉力傳感器的受力，下面一行顯示壓力傳感器的受力。（2）拉力傳感器不受拉力時示數為零，受拉力時示數不為零；壓力傳感器不受壓力時示數為零，受壓力時示數不為零。拉力傳感器壓力傳感器顯示器Arduino板砝碼(100g)鉸鏈滑塊實驗方法：當豎直繩沒有拉力時，兩個傳感器的示數均為零；出現拉力F時，兩傳感器示數均不為零。未給豎直懸線施加拉力時給豎直懸線施加拉力時實驗結論：力F有繩向下拉繩和沿桿向里擠壓桿的效果。定性實驗：定性實驗：定量實驗：實驗方法：給豎直繩掛上100g砝碼，觀察當拉力F和角度θ確定時，兩傳感器的讀數情況。然后將兩個分力的實驗讀數與理論計算值進行對照。結論：實驗值與理論值高度吻合，儀器精密可靠。

分力角度49°

F1理論值1.29N實驗值1.29NF2理論值0.85N實驗值0.87NF=0.98N定量實驗：改變角度的實驗：

實驗方法：（1）松開滑塊上的緊固螺絲，左右滑動水平橫桿上的滑塊，從而改變角度。用量角器量出角度θ。（2）重復定量實驗的做法。結論：可以方便的改變角度，儀器依然精密可靠。

分力角度49°41°F1理論值1.29N1.49N實驗值1.29N1.49NF2理論值0.85N1.12N實驗值0.87N1.13NF=0.98N改變角度的實驗：實驗創新點：①構思巧妙，技術先進。可以很好的培養學生注意細節、嚴謹求實的態度，激發學生對現代科技的興趣。③可以進行定量測量。填補了一項空白，實現了“零”的突破。②可以方便的改變角度。很好地培養了學生動手動腦的能力。產品多樣化產品原創(教材上沒有，網上也沒有）自主、創新、合作、質疑等能力；成就感