力的合成与分解

力的合成与分解

【教学内容】

高一《物理》第一册第一章第六节“力的分解”。

【教学过程】

师：第一章静力学我们已经基本结束了，还剩余几个小问题，借此机会，我们共同讨论一下。曾经有一位同学在课下拿一枝钢笔问我：“老师，这枝钢笔的重心如何测定呢?”现在，我反过来问大家，钢笔的重心如何测定呢?（从怀中掏出一枝钢笔）

生：（小声讨论）

师：（将学生分成四组）下面各组进行讨论。

（教师走下讲台，到小组中听学生的讨论情况，并加以询问和指导。）

师：有没有讨论好的方案?

生1：（举手）将一根细线系在钢笔上，使钢笔水平静止，则细线在钢笔上所系位置即为重心。

师：你能谈谈你为什么这样做吗?

生1：钢笔水平静止，受自身重力和悬线拉力，二力是一对平衡力……

师：重心和重力的作用线有什么关系呢?

生1：重心一定在重力的作用线上，而钢笔重心一定在钢笔上，所以钢笔重心一定处在重力作用线与钢笔的交点上。

师：相当好!还有其他方案吗?

生2：（用手指托一枝钢笔）就这样，当钢笔处于水平位置且平衡时，手指的位置就是钢笔重心位置。

师：这个方法也可以，（示意乙坐下）甲乙两位同学的实验思路都挺好，但实验的精度不高，实验的难度也有些大，比如：第二个试验，手指毕竟相对太宽，这样重心的位置不太准。若用一刀片去替代手指，准确度就提高了，但实验难度大大增加了；第一个实验的难度也比较大。我们有没有更好、更简单的方法能比较精确地测定出钢笔重心的位置呢?请回顾：课本中用悬挂法测量薄板（平面物体）重心的方法。

（教师和学生们一起看课件，回顾测量过程。）

师：提一个问题，若用两绳同时将重物悬挂起来，这将变成一个……

生（思考后回答）：三力平衡问题。

师：（演示课件）若用一个细长的木条替代薄板水平放置，处于静止状态，则其受力分析应不变，（边演示课件边讲）重力方向竖直向下，重力的作用线过ab与de的交点，将重力作用线反向延长交细木条于一点。因为细木条的重心必在自身上，重力的作用线又必过重心。所以，这交点即是细木条重心。

（教师留给学生一点时间，让其思考。）

师：在这里，我们实际上应用了三力汇交原理。（演示课件，课件内容：物体在作用线共面的三个非平行力的作用下处于平衡状态时，这三个力的作用线必交于一点。）

师：我再次提问：如何确定钢笔重心位置，大家分组讨论。

（几分钟后）

生3：（举手）用两根细线将钢笔悬挂，将两根细线的反向延长线交于一点，重力作用线必过这一点，将重力作用线反向延长交钢笔一点，这一点就是重心。

生4：补充一点，钢笔应水平放置。

师：很好。下面我们看一道习题，巩固一下我们的知识。

（教师演示课件，师生共同处理习题。）

师：下面我们研究第二个问题。轮船在下海试航时，通常将轮船放在一个斜面上，轮船由斜面滑向水中。如果设计不够精确，轮船将会静止在斜面上。轮船在斜面上静止释放后能否下滑与哪些因素有关呢?我们不妨建立一个物理模型：将一个物块静止放在斜面上，研究它能否下滑。（演示课件）

师：将一个物块放在斜面上，受到几个力的作用?

生5：三个力。

师：哪三个力?

生5：重力、支持力、摩擦力。

师：物体现在平衡吗?

生5：平衡。