【文档说明】2021-2022高中物理人教版必修1教案：第三章第5节力的分解4含解析.docx，共(10)页，231.623 KB，由小赞的店铺上传

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《力的分解》备课资源“四两拨千斤”的物理学分析“四两拨千斤”之说，最早见于王宗岳《太极拳论》一文，原文意指太极拳技击术是一种含高度功力技巧，不以拙力胜人的功夫：太极拳功深者，以触处成圆、引进落空、避实就虚

等技法，使外力难以作用于自己身上；又以敷盖、封闭等技法使对手无法起动发力，从而体现出太极拳独特的技击特点。俗语所谓“四两拨千斤”是以小力胜大力之意。从上面可以看出，“四两拨千斤”是靠各种方式，改变对方力道方向的技巧。那么这种技巧如果真的走上类似散打、K1等比赛的擂台，面对对方

来势凶险的拳脚，真的有效吗？下面来做一道物理题吧。题目：假设如下情况，甲拳手一个直拳攻击乙拳手的头部，乙拳手不是直接挡，而是从甲的手臂侧向拨开甲的拳头（即以垂直于来拳方向施力，要让对方拳的方向偏移，这是最有效率的施力方向），使得甲的拳头

没有打中自己的头，那么，甲、乙需要用多大的力？解：（1）假设甲的身高为1.8m，则其手臂长约0.75m，前臂长约0.45m。把前臂近似为长0.45m，直径0.12m的圆柱体，人体密度约1200kg/m3，则前臂重量为20.123.140.45120

0kg6kg2m==。报道说武林高手拳速可达40英尺/秒，即约12m/s，考虑到不是每个拳手都那么快，这里只取v=7m/s。假设乙恰好在甲可以打到的距离，考虑甲的臂长，取两人距离0.73m，甲出

拳前手臂弯曲，距离乙0.3m，则拳头移动距离0.73m0.3m0.43ml=−=。假设甲手臂伸直时拳头恰好加速到v=7m/s，则整个加速过程平均速度为3.5m/s2vv==。则甲的攻击时间0.43s0.12s3.5ltv===，拳头加速

度227=m/s58.3m/s0.12vat==，甲用力658.3N350Nfma===。（2）设乙头部宽度为0.15m，上面设乙的拳头直径为0.12m，甲拳头瞄准乙头部正中，那么要恰好拨开甲拳，至少需要让甲拳侧向偏移0.150.12mm0.135m22l=+=。由于乙需

要反应时间，而且乙的手开始并不和甲的手接触，要接触到甲的手臂还需要一段时间，设这段时间为0.05s，则乙的真正施力时间为0.050.12s0.05s0.07stt=−=−=。由于开始甲拳的侧向速度为0（直拳），侧向位移完全是乙

施力造成，则由运动学公式得212atl=。则甲拳的侧向加速度22255m/slat==。乙用力655N330Nfma===。可以看出，乙需要和甲差不多的力，才可以侧向拨开甲的拳，“四两拨千斤”并不可能。但是，实际上还不仅如此。乙要给甲拳施力，自己的手

臂也要加速，这也需要力，所以实际上侧向拨开甲的拳头，乙使用的力可能是甲的2倍左右。由此可以知道，所谓靠小力化解大力，实战中并不可能。在对方快速攻击时，想在那么短的时间里稍微改变对方的力道方向避免被攻击，本身你就需要使用更大的力。究其原因，是因为你的施力时间比他出拳时间短，而且你本

身的手臂加速也需要力，最后造成这个结果。四两拨不了千斤，相反，可能要两千斤的力量才能拨动千斤。现实也正是如此！拳击、散打，中泰对抗等比赛的实际情况说明了这一点，在防守对方直拳时，拳手绝大多数时候都不是“格”（即侧向拨开对方

攻击），而是“挡”（以自己手臂或拳头为盾，直接承受对方的攻击）。原因就是“格”需要消耗更大体力，而且如果自己没有比对方大得多的力气提供那么快的加速度，很可能无法拨开对方攻击，造成严重后果。同样，在武林风等节目中，无论选手是练什么拳的，什么形意也好

太极也罢，绝大多数时候也是采用“挡”来防守，因为“拨”实际上是需要更大体力的。有人说“四两拨千斤，千斤力在后”，虽然后半句话找不到出处，但是这才是真相。而武打片里面的“四两拨千斤”，主角把对方牵引得东倒西歪，这个位移岂止上面计算的0.135m啊，力气要

远远大于对方才可能。有人说真正的太极拳根本不是以柔克刚，而是以刚克刚，这估计才是事实。以柔克刚，只不过是因为违背了常理才被人津津乐道，其实是不存在的事情。教学目标一、知识与技能1．知道分力的概念及力的分解的含义。认识到力

的分解与力的合成互为逆运算并满足平行四边形定则。2．了解力的分解具有唯一性的条件。知道根据力的效果进行分解的方法。二、过程与方法1.使学生在探究过程中观察合力与分力关系，学会分析物体受力及作用效果。2.学会

用作图法和计算法去处理问题，学习用数学工具解决物理问题的方法。3.在力的分解实例分析过程中强化“等效替代”的科学方法。三、情感、态度与价值观1．学习和领会“等效替代”的科学思想，了解它的重要意义。2．通过联系实际，培养学生关心生活周围事物的习惯，分析观察、认真思考生活中物

理问题的科学态度。3．通过矢量合成定则的学习，使学生了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。教学重点、难点教学重点理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解。在具体问题中正确

确定力的作用效果从而明确力的方向，根据平行四边形法则进行力的分解。教学难点力的分解具有唯一性的条件。正确确定分力的方向。求解分力大小的数学方法。教学方法实验法、类推法。教学过程一、导入新课教师活动：1．请两位男同学和一位女同学上台表演。（拔河

比赛）两个力气大的男同学使劲拉一根绳子，彼此都想把对方拉过来，但……，上来一位女同学在绳中间一拉，可以看到……，为什么？2．演示“一指断线”（器材说明，操作说明）人字型支架，夹角较大时，用指力可以将铁丝拉断，为什么会这样？教师引入新课：学习了

今天这节内容就可以清楚地解释以上现象。板书：4.5力的分解二、进行新课（一）力的分解教师提问：什么叫合力？什么叫力的合成？合成遵循什么法则？合成遵循的原则是什么？力产生的效果是什么？学生分别回答：……教师鼓励性评价后总结：很好，如果原来几个力产生的效果跟一个力产

生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。求几个力的合力叫做力的合成；力的合成遵循力的平行四边形定则。教师提问：什么是分力？什么是力的分解？学生回答：几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来

的那个力的分力。求一个已知力的分力叫做力的分解。教师指出：因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。并投影图3-5-1。图3-5-1师生共同讨论：如果没有其他限制，对于同一条对角线，可以

作出无数个不同的平行四边形（如图）。这就是说一个已知的力可以分解成无数对不同的共点力，而不像力的合成那样，一对已知力的合成只有一个确定的结果。那么要使一个力的分解是唯一的，对两分力有什么要求？教师活动：提出下列问题引导学

生思考，然后共同讨论：1．如果已知两个分力的方向，分力有几组可能的解？2．如果已知两个分力的大小，分力有几组可能的解？3．如果已知一个分力的大小和另一个分力的方向，分力有几组可能的解？4．如果已知一个分力的大小和方向，分力有几组可能的解？讨

论得出：要使一个力的分解有唯一解有下列可能：1．已知两个分力方向。2．已知一个分力大小和方向。教师引导：对一个具体的分解如何确定两个分力的方向？[引导学生根据力的作用效果（压、拉）来确定两个分力的方向。]教师活动：安排学生进行感知力的作用效果实验，并提出

操作方法和注意事项。学生活动：进行感知力的作用效果实验。实验过程：如图3-5-2将橡皮筋套在中指上，将铁钉与橡皮筋连接，钉尖端卡在手心处，用另一只手向下拉铁钉与橡皮筋的连接处，体会一下向下的拉力F产生的效果？图3-5-2图3-5-3教师总结并分

析：如图3-5-3中拉力F分解成F1和F2，F1压缩铁钉，F2拉伸橡皮筋。尽管力的分解没有确定的方法，但在解决具体的物理问题时，一般都按力的作用效果来分解。教师提问：如何具体地确定两个分力的大小？（解析法、图示法）教师活动：演示：

用薄塑料板做斜面，将小车放在斜面上，让学生观察现象。并提出问题：在斜面上运动的物体受到重力的作用，但它并没有竖直下落，而是要沿斜面下滑，那么在物体运动过程中重力产生了怎样的效果呢？图3-5-4学生活动：学生经过观

察、思考、讨论，看到的现象：斜面被压弯，同时小车沿斜面下滑。在教师引导下得到：一是使物体沿斜面下滑，二是使物体压紧斜面。教师活动：既然重力产生了这两个效果，那么重力应怎样分解呢？学生活动：可以分解为：一个沿斜面向下的力F1，一个垂直斜面向下的力F2。教师

活动：如图3-5-4，假设这个斜面的倾角为θ，那么重力的分力与倾角有什么关系？试写出表达式。学生活动：学生独立推导，交流总结得出：12sincosFGFG==，。教师讲解：通过这两个表达式分析可知：当θ增大时，F1增大，F2减小，上桥时F1阻

碍车辆前进，下桥时F1使车辆越来越快。引桥越长，θ越小，F1越小，上桥时的阻碍作用减小，从而比较容易上桥，下桥时的加速作用会减小，从而保障行车时的安全。例2．如图3-5-5所示，用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯，如果BC绳处于水平，AB绳与水平夹角为60°，求绳

AB和BC所受的拉力。（g＝10N/kg）图3-5-5答案：10353=Ntan30=Nsin6033ABBCGTTG==，。教师指出：求解分力大小时可用解三角形的方法和作图法。但是作图法虽然直观却误差较大，在

有特殊角度时一般用计算法，既精确又简便。呼应引入新课时遗留的问题：对“四两拨千斤”解释：FF2αF1F1F2Fα图3-5-6由图3-5-6可知线的最大拉力T=F1=F2一定的情况下，角α越小的情况下，F的值越小；而一指断线时，α角很小，F很小时铁丝便达到最大张力T，所以铁丝就断了。（二）矢

量相加法则教师讲解：力的合成与分解都遵循平行四边形定则，所以有的矢量合成与分解都遵循平行四边形定则，但是我们从另个角度看待平四边形定则，有时候处理问题会更简单、形象与直观。图3-5-7如图3-5-7所示，可以得出矢量AB与矢量BC在合成的时候

，构成了一个三角形ABC，我们把两个矢量首尾相连从而求出合矢量，这种方法叫做三角形定则。教师提问：三角形定则与平行四边形定则之间有没有本质的区别？学生回答：没有，只是将其中一个矢量平移，正好构成一个三角形，本质还是平行四边形定则。教师点评：很好，三角形定则实质上还是

平行四边形定则。像这样既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则（或三角形定则）的物理量叫矢量。比如力、速度、加速度、位移等都是矢量，在进行相加时都遵循平行四边形定则（或三角形定则）。只有大小，没有方向，求和时按算术法则相

加的物理量叫标量。比如时间、路程、质量等都是标量，求和时按算术法则相加就可以了。三、课堂小结1．力的分解从理论上按照平行四边形定则分解是无数组的，但分力与合力是在相同的作用效果的前提下相互替换，在此意义上

分解是唯一的。2．力的分解是解决问题的一种手段，一个力应该怎样分解取决于解决问题的需要。3．计算分力大小的主要方法是解三角形。4.矢量相加法则：矢量的加减都遵循平行四边形定则和三角形定则。ABC四、布置作

业教材P66问题与练习2、3题。五、板书设计第五节力的分解1.力的分解①如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来的那个力的分力。求一个已知力的分力叫做力的分解。②力的分解是力的合成的逆运算，同样遵从平行四边形定则。③

力的分解没有确定的方法，但在解决具体的物理问题时，一般都按力的作用效果来分解。2.矢量相加法则①由两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法叫做三角形定则。②像这样既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则（或三角形定则）的物理量叫矢量。只有大小，没有方向，求和时按算术法则相加的物理量叫标量。六

、课堂作业1.下列说法中正确的是（）。A.一个2N的力可分解为7N和4N的两个分力B.一个2N的力可分解为9N和9N的两个分力C.一个6N的力可分解为4N和3N的两个分力D.一个8N的力可分解为4N和3N的两个分力2.要把一个已知力F分解为两个分力F1和F2，在下列哪些情况下可以得到唯

一的解？（）。A．已知F1和F2的方向B.已知F1或F2的大小和方向C.已知F1的方向和F2的大小D.已知F1和F2的大小3.将一个大小为10N的力分解为两个分力，如果已知其中的一个分力的大小为15N，则另一个分力的大小可能是（

）。A.5NB.10NC.15ND.20N4.在光滑的斜面上自由下滑的物体所受的力为（）。A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力和斜面的支持力C.重力和下滑力D.重力、下滑力、斜面的支持力和紧压斜面的力5.如图3-5-8，一根质量可以不计的细线

，能够承受的最大拉力为F。现在把重力G＝F的重物通过光滑的轻质小钩挂在这根细线上，两手握住细线的两端，开始两手并拢，然后沿水平方向慢慢地分开，为了不使细线被拉断，细线的两端之间的夹角不能大于（）。A.60°B.90°C.120°D

.150°6.如图3-5-9所示，已知力F和一个分力F1的方向夹角为θ，则另一个分力F2的最小值为________。参考答案1.BC2.AB3.ABCD4.A5.C6.Fsinθ教育格言人心可分为二，一部较善，一部较恶。善

多而能制止恶，斯即足以云自主，而为所誉美；设受不良之教育，或经恶人之熏染，致恶这一部较大，而善这一部日益侵削，斯为己之奴隶，而众皆唾弃其人矣。图3-5-8θ图3-5-9θFF1F2获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com