[学生] 无数个。
[教师] 作出总结,没有限制的情况下,同一个力可分解成无数对大小、方向不同的分力,因为相同对角线的平行四边形可有无数个。在实际进行力的分解时,我们应根据力的作用效果进行分解。
点评:刚开始教师的准备是让一个学生去拉钢丝是拉不断的,但是上来了两个学生,把钢丝拉断了,两个学生亲自体验拉断钢丝的“难”,也能反映后面老师借助活页板一掌斩断钢丝的“易”,形成学生感官上的深刻感受,引起学生的极大兴趣。教师开放性地让学生体验更能保证学生的主体地位。教师引入课题后,学生亲自动手,不加限制地对一个恒力为对角线作平行四边形,能作出很多个,学生直接对比各自的作图成果更容易得出力的分解的多解性。
2 实验探究
2.1 探究1
从课本示例“拖拉机拉耙”和生活实例“拉皮箱”中建立模型——用斜向上的拉力拉水平面上的物体,如图3。将一小车放在台秤上,用一与水平方向成θ角的力F拉小车,让学生观察,研究这个斜向上拉力的作用效果,如图4。
课堂实录:教师演示一个台秤上面放一个小车,竖直向上轻拉小车,会看到台秤的示数变小。然后用斜向上的拉力拉小车。
[学生A] 可以看到台秤的示数也变小,说明拉力有竖直向上的作用效果,小车还可以被拉向前,说明拉力还有水平向前的作用效果。
[教师] 我们可以将斜向上的拉力F分解到水平方向和竖直方向,当确定两个分力方向,能作几个平行四边形呢?
[学生] 在课堂同步练习上进行尝试,得出只能作一个平行四边形的结论。
[学生] 通过平行四边形定则在课堂练习上画出分力,用几何知识推导分力大小。
[教师] 展示学生B求解的结果:F1=Fcosθ,F2=Fsinθ。
[教师] 拓展:如果将作用于物体上的力改为斜向下,你认为该力产生什么效果?
点评:斜力拉车、拉行李等实例在生活中十分常见,学生都有体验。对此建立模型,让学生体会建模过程,通过把小车放在台秤上拉动,让学生直观感受到斜向上的拉力拉物体的作用效果,这种容易观察到实验现象有效减低了学生的学习难度。
2.2 探究2
从正在水上滑梯滑下的人和大桥引桥上的汽车建立模型:用塑料尺子当作斜面,尺子顶端挂弹簧,弹簧下连着一辆小车,讨论斜面上物体所受重力产生的作用效果,如图5。
课堂实录:
[教师] 课件展示大桥引桥和水上滑梯,提出问题,假如滑梯和引桥的坡度互换会怎么样?
[学生C] 大桥太高了,假如变得比较陡,很难爬上去,滑梯假如变得比较平缓,那滑得都不爽,就是太慢了。
[教师] 在引桥上的车和滑梯上的人可以统一为一个物理模型——斜面上的物体,下面我们通过一些实验来探究一下斜面上的物体的受力情况。[学生] 展开活动:用尺子当作斜面,斜面顶端挂有弹簧,弹簧下连着小车。
[学生D]我观察到放上小车以后尺子变弯了,说明小车压尺子,弹簧也变长了。
[教师] 说明小车的重力有往哪个方向的作用效果呢?
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