第一篇:同一直線上二力的合成教案
(一)教學(xué)目的
l.理解合力的概念。
2.掌握同一條直線上二力的合成。
(二)教具
鐵架臺(tái)、兩個(gè)彈簧秤、大彈簧、刻度尺。
(三)教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問
1.什么是力?
2.力產(chǎn)生的效果跟哪些因素有關(guān)?
二、新課引入
教師:我們見過的物體都受到力的作用,而且很多物體往往同時(shí)受到幾個(gè)力的作用。例如,教室里的日光燈受重力和兩條繩索的拉力;你們用的課桌受重力、地面對(duì)它的支持力和書本向下壓的力。我們今天學(xué)習(xí)物體同時(shí)受幾個(gè)力的有關(guān)情況。
三、什么是合力
教師:兩個(gè)小孩同時(shí)用力提起一桶水,一個(gè)大人用一個(gè)力就能提起來,大人的一個(gè)力所產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)小孩的兩個(gè)力同時(shí)作用的效果相同。一個(gè)同學(xué)拉車,另一個(gè)同學(xué)幫助他推車,此時(shí)車受到推力和拉力,但是一個(gè)力氣大的同學(xué)一個(gè)人就可以拉著車前進(jìn)。力氣大的同學(xué)的一個(gè)拉力產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)同學(xué)的拉力和推力同時(shí)作用的效果相同。
如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)力共同作用所產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那兩個(gè)力的合力。
提水桶時(shí),大人的力叫做兩個(gè)小孩的力的合力。推車時(shí),力較大的同學(xué)的拉力叫做那兩個(gè)同學(xué)的推力和拉力的合力。
三、力的合成教師:物體往往同時(shí)受幾個(gè)力作用。為了分析問題簡(jiǎn)化起見,用一個(gè)合力代替兩個(gè)力就能使問題大大簡(jiǎn)化。那么,求兩個(gè)力的合力就有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。例如,兩個(gè)小孩提水桶的力分別是F1和F2,F(xiàn)1=50牛、F2=60牛,那么,這兩個(gè)力的合力應(yīng)該多大,向什么方向才能產(chǎn)生和F1、F2共同作用的相同效果呢?拉車時(shí),拉力F4和推力F3大小分別是100牛和120牛,那么用一個(gè)多大的拉力才能產(chǎn)生和F3、F4共同作用的相同效果呢?
求兩個(gè)力的合力叫力的合成。也就是說,求F1和F2的合力F,求F3和F4的合力F′都叫力的合成。
在初中階段,我們只學(xué)習(xí)力的合成的最簡(jiǎn)單的情況,即同一條直線上二力的合成。
四、同一條直線上二力的合成1.同一條直線上同方向的二力的合成(l)實(shí)驗(yàn):課本圖8-28同一條直線上兩個(gè)力的合成。
(演示并講解)
我們把大彈簧的下端固定在鐵架臺(tái)上,旁邊立一個(gè)刻度尺?,F(xiàn)在,我們用一個(gè)彈簧秤拉著彈簧使其伸長(zhǎng),同時(shí)用另一個(gè)彈簧秤通過一根細(xì)繩也拉著彈簧使其伸長(zhǎng)。這時(shí)彈簧受到兩個(gè)向上的拉力F1和F2,它們的大小分別從兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)表示出來。
(請(qǐng)學(xué)生讀出F1和F2的大小,并記錄彈簧伸長(zhǎng)到的位置)
現(xiàn)在,我們用一人力拉彈簧,使它伸長(zhǎng)到跟剛才相同的長(zhǎng)度,請(qǐng)同學(xué)讀出這個(gè)拉力F多大?
(學(xué)生讀彈簧秤示數(shù))
通過實(shí)驗(yàn)可知,力F產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同作用的效果相同,所以F是F1和F2的合力
教師:同一直線上,方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之和,方向跟這兩個(gè)力的方向相同。
(2)學(xué)生練習(xí)
①同一條直線上兩個(gè)向上的力,F(xiàn)1=20牛、F2=40牛,它們的合力是______,方向______。
②同一直線上同方向的兩個(gè)力的合力大小是200牛頓,方向向下。其中一個(gè)力的大小是______。80牛頓,另一個(gè)力的大小是______,方向______。
2.同一直線上方向相反的二力的合成教師:在同一直線上方向相反的兩個(gè)力又應(yīng)該如何合成呢?
(l)實(shí)驗(yàn):課本圖829,將彈簧的上端固定在鐵架臺(tái)上,用一個(gè)彈簧秤向下拉彈簧,拉力為F1。用一根細(xì)繩拴在彈簧下端的鉤上,用彈簧秤通過細(xì)繩向上拉,拉力為F2,此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)。
(請(qǐng)學(xué)生讀出拉力F1和F2的大小,并記錄彈簧伸長(zhǎng)到的位置。)
現(xiàn)在,我們用一個(gè)力拉彈簧,使彈簧伸長(zhǎng)到同樣的位置,請(qǐng)同學(xué)讀出這個(gè)拉力F的大小。
(學(xué)生讀彈簧秤的示數(shù))
拉力F的作用效果跟拉力F1和F2共同作用的效果相同,所以力F是力F1和F2的合力。
教師:實(shí)驗(yàn)告訴我們,同一直線上,方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之差,合力的方向跟較大的力方向相同。
(2)學(xué)生練習(xí)
①水桶所受重力300牛頓,人豎直向上用400牛頓的力拉水桶,此時(shí)水桶受到的合力大小等于______牛頓,方向______。
②耕地時(shí),馬的水平拉力是2000牛頓,土地對(duì)犁的阻力是1700牛頓,犁受的合力大小是______牛頓,方向______。
③桌上放一個(gè)所受重力為3牛頓的茶杯,桌子對(duì)它的支持力大小也是3牛頓,茶杯受的合力大小是______。
五、總結(jié)
物體受幾個(gè)力共同作用,我們可以用一個(gè)力代替這幾個(gè)力共同作用,其效果完全相同,這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力。已知幾個(gè)力,求它們的合力叫力的合成。
同一直線上同方向二力的合力大小等于二力大小之和,方向相同。同一直線上相反方向的二力的合力,大小等于二力大小之差,方向和較大的力相同。
六、作業(yè)
1.節(jié)后練習(xí)。
2.章后習(xí)題7、8。
第二篇:同一直線上二力的合成教案示例
同一直線上二力的合成教案示例
(一)教學(xué)目的 l.理解合力的概念。
2.掌握同一條直線上二力的合成。
(二)教具
鐵架臺(tái)、兩個(gè)彈簧秤、大彈簧、刻度尺。
(三)教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問 1.什么是力?
2.力產(chǎn)生的效果跟哪些因素有關(guān)?
二、新課引入
教師:我們見過的物體都受到力的作用,而且很多物體往往同時(shí)受到幾個(gè)力的作用。例如,教室里的日光燈受重力和兩條繩索的拉力;你們用的課桌受重力、地面對(duì)它的支持力和書本向下壓的力。我們今天學(xué)習(xí)物體同時(shí)受幾個(gè)力的有關(guān)情況。
三、什么是合力
教師:兩個(gè)小孩同時(shí)用力提起一桶水,一個(gè)大人用一個(gè)力就能提起來,大人的一個(gè)力所產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)小孩的兩個(gè)力同時(shí)作用的效果相同。一個(gè)同學(xué)拉車,另一個(gè)同學(xué)幫助他推車,此時(shí)車受到推力和拉力,但是一個(gè)力氣大的同學(xué)一個(gè)人就可以拉著車前進(jìn)。力氣大的同學(xué)的一個(gè)拉力產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)同學(xué)的拉力和推力同時(shí)作用的效果相同。
如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)力共同作用所產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那兩個(gè)力的合力。
提水桶時(shí),大人的力叫做兩個(gè)小孩的力的合力。推車時(shí),力較大的同學(xué)的拉力叫做那兩個(gè)同學(xué)的推力和拉力的合力。
三、力的合成
教師:物體往往同時(shí)受幾個(gè)力作用。為了分析問題簡(jiǎn)化起見,用一個(gè)合力代替兩個(gè)力就能使問題大大簡(jiǎn)化。那么,求兩個(gè)力的合力就有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。例如,兩個(gè)小孩提水桶的力分別是F1和F2,F(xiàn)1=50牛、F2=60牛,那么,這兩個(gè)力的合力應(yīng)該多大,向什么方向才能產(chǎn)生和F1、F2共同作用的相同效果呢?拉車時(shí),拉力F4和推力F3大小分別是100牛和120牛,那么用一個(gè)多大的拉力才能產(chǎn)生和F3、F4共同作用的相同效果呢?
求兩個(gè)力的合力叫力的合成。也就是說,求F1和F2的合力F,求F3和F4的合力F′都叫力的合成。在初中階段,我們只學(xué)習(xí)力的合成的最簡(jiǎn)單的情況,即同一條直線上二力的合成。
四、同一條直線上二力的合成 1.同一條直線上同方向的二力的合成
(l)實(shí)驗(yàn):課本圖8-28同一條直線上兩個(gè)力的合成。(演示并講解)
我們把大彈簧的下端固定在鐵架臺(tái)上,旁邊立一個(gè)刻度尺?,F(xiàn)在,我們用一個(gè)彈簧秤拉著彈簧使其伸長(zhǎng),同時(shí)用另一個(gè)彈簧秤通過一根細(xì)繩也拉著彈簧使其伸長(zhǎng)。這時(shí)彈簧受到兩個(gè)向上的拉力F1和F2,它們的大小分別從兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)表示出來。
(請(qǐng)學(xué)生讀出F1和F2的大小,并記錄彈簧伸長(zhǎng)到的位置)
現(xiàn)在,我們用一人力拉彈簧,使它伸長(zhǎng)到跟剛才相同的長(zhǎng)度,請(qǐng)同學(xué)讀出這個(gè)拉力F多大?(學(xué)生讀彈簧秤示數(shù))
通過實(shí)驗(yàn)可知,力F產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同作用的效果相同,所以F是F1和F2的合力
教師:同一直線上,方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之和,方向跟這兩個(gè)力的方向相同。(2)學(xué)生練習(xí)
①同一條直線上兩個(gè)向上的力,F(xiàn)1=20牛、F2=40牛,它們的合力是______,方向______。
②同一直線上同方向的兩個(gè)力的合力大小是200牛頓,方向向下。其中一個(gè)力的大小是______。80牛頓,另一個(gè)力的大小是______,方向______。2.同一直線上方向相反的二力的合成
教師:在同一直線上方向相反的兩個(gè)力又應(yīng)該如何合成呢?
(l)實(shí)驗(yàn):課本圖829,將彈簧的上端固定在鐵架臺(tái)上,用一個(gè)彈簧秤向下拉彈簧,拉力為F1。用一根細(xì)繩拴在彈簧下端的鉤上,用彈簧秤通過細(xì)繩向上拉,拉力為F2,此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)。(請(qǐng)學(xué)生讀出拉力F1和F2的大小,并記錄彈簧伸長(zhǎng)到的位置。)
現(xiàn)在,我們用一個(gè)力拉彈簧,使彈簧伸長(zhǎng)到同樣的位置,請(qǐng)同學(xué)讀出這個(gè)拉力F的大小。(學(xué)生讀彈簧秤的示數(shù))
拉力F的作用效果跟拉力F1和F2共同作用的效果相同,所以力F是力F1和F2的合力。
教師:實(shí)驗(yàn)告訴我們,同一直線上,方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之差,合力的方向跟較大的力方向相同。(2)學(xué)生練習(xí)
①水桶所受重力300牛頓,人豎直向上用400牛頓的力拉水桶,此時(shí)水桶受到的合力大小等于______牛頓,方向______。
②耕地時(shí),馬的水平拉力是2000牛頓,土地對(duì)犁的阻力是1700牛頓,犁受的合力大小是______牛頓,方向______。
③桌上放一個(gè)所受重力為3牛頓的茶杯,桌子對(duì)它的支持力大小也是3牛頓,茶杯受的合力大小是______。
五、總結(jié)
物體受幾個(gè)力共同作用,我們可以用一個(gè)力代替這幾個(gè)力共同作用,其效果完全相同,這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力。已知幾個(gè)力,求它們的合力叫力的合成。
同一直線上同方向二力的合力大小等于二力大小之和,方向相同。同一直線上相反方向的二力的合力,大小等于二力大小之差,方向和較大的力相同。
六、作業(yè)
1.節(jié)后練習(xí)。2.章后習(xí)題7、8。
第三篇:力的合成教案
第四篇:湘教版過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓教案
過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓
教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能:讓學(xué)生掌握過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓的方法; 過程與方法:讓學(xué)生經(jīng)歷通過不在同一直線上的三點(diǎn)找圓心,畫圓的過程;
情感態(tài)度與價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生操作能力。教學(xué)重難點(diǎn):
重點(diǎn):過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓的方法; 難點(diǎn):通過不在同一直線上的三點(diǎn)找圓心。教學(xué)過程:
復(fù)習(xí):1.什么是圓周角?
2.定理2 一條弧所對(duì)的圓周角等于它所對(duì)的圓心角的一半.3.在同一圓(或相等的圓)中,同弧或等弧所對(duì)的圓周角相等;反之,相等的圓周角所對(duì)的弧相等.直徑(或半圓)所對(duì)的圓周角是直角;反之,90°的圓周角所對(duì)的弦是直徑。
新知:1.如何過一點(diǎn)A作一個(gè)圓?過點(diǎn)A可以作多少個(gè)圓?
方法:只要以點(diǎn)A以外的任意一點(diǎn)為圓心,以這個(gè)點(diǎn)和點(diǎn)A的距離為半徑畫圓即可。
2.如何過兩點(diǎn)作一個(gè)圓?過兩點(diǎn)可以作多少個(gè)圓?(學(xué)生動(dòng)手完成)
方法:1.由于兩點(diǎn)A,B與圓心的距離相等,因此圓心在線段AB的垂直平分線上.2.以線段AB的垂直平分線上任意一點(diǎn)為圓心,以這點(diǎn)和點(diǎn)A的距離為半徑畫圓即可。
由于以線段AB的垂直平分線上任意一點(diǎn)為圓心,所以可以畫無數(shù)個(gè)圓。
3.如何過不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)作圓? 可以作多少個(gè)圓?
學(xué)生思考怎樣找圓心? 提示:上面2中作AB的垂直平分線找圓心,在這里能給我們上面啟示。
方法:1.連結(jié)AB,作線段AB的垂直平分線EF;
2.連結(jié)BC,作線段BC的垂直平分線MN;
3.以EF和MN的交點(diǎn)O為圓心,以O(shè)A為半徑作圓.由于圓心只有一個(gè),所以只能畫一個(gè)圓。
定理3:不在同一直線上的三點(diǎn)確定一個(gè)圓。
4.過同一直線上的三點(diǎn)A,B,C 能作一個(gè)圓嗎?(學(xué)生思考)
不能做同一個(gè)圓.經(jīng)過△ABC的三個(gè)頂點(diǎn)可以作一個(gè)圓嗎?可以作幾個(gè)圓?為什么?
由于△ABC的三個(gè)頂點(diǎn)不在同一直線上,因此過這三個(gè)頂點(diǎn)可以作一個(gè)圓,并且只可以作一個(gè)圓.經(jīng)過一個(gè)三角形各頂點(diǎn)的圓叫這個(gè)三角形的外接圓,外接圓的圓心叫做這個(gè)三角形的外心,這個(gè)三角形叫做這個(gè)圓的內(nèi)接三角形,三角形的外心是它的三條邊的垂直平分線的交點(diǎn)。
練習(xí):
P69
1,2題
小結(jié):
1.定理3:不在同一直線上的三點(diǎn)確定一個(gè)圓;
2.什么是外接圓;
3.外接圓有什么特點(diǎn)。
作業(yè):
P70
習(xí)題3.1
題
第五篇:示范教案(力的合成)
http://004km.cn 或http://004km.cn 力的合成 整體設(shè)計(jì)
力的合成是解決力學(xué)的基礎(chǔ)和工具,力的合成不過關(guān),后續(xù)課的學(xué)習(xí)中,對(duì)牛頓第二定律、物體平衡、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理的理解和應(yīng)用都無從談起.力的合成是矢量的合成,是為以后物體受力分析作準(zhǔn)備的一節(jié)課,理解力的合成需要掌握一種方法,那就是等效的方法.這節(jié)課從實(shí)驗(yàn)入手,學(xué)生通過自己動(dòng)手找出合力與分力之間的關(guān)系,這樣容易使學(xué)生接受.通過實(shí)驗(yàn)和多個(gè)實(shí)例說明一個(gè)事實(shí):由于兩個(gè)力作用在一個(gè)物體上,物體所表現(xiàn)出來的形變量或者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變跟一個(gè)力作用在這個(gè)物體上時(shí),物體所表現(xiàn)出來的形變量或者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化相同.對(duì)于平行四邊形定則的教學(xué),可以在初步的矢量合成的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深,可以先進(jìn)行在一條直線上力的合成,然后再進(jìn)行互成角度力的合成.平行四邊形定則讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中得出,讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律,有利于鍛煉學(xué)生的能力.對(duì)于共點(diǎn)力的教學(xué),重點(diǎn)在于利用演示實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)例,形象地對(duì)比共點(diǎn)力和非共點(diǎn)力,在此基礎(chǔ)上建立共點(diǎn)力的圖景.本節(jié)是學(xué)生未接觸過的全新內(nèi)容.等效觀點(diǎn)、力的合成等內(nèi)容,學(xué)生都感到別扭.如果力的合成的平行四邊形定則掌握不好,后續(xù)課程中的合成、電場(chǎng)磁場(chǎng)的疊加就不能得心應(yīng)手.因此這節(jié)課在物理學(xué)中的地位和作用至關(guān)重要.教學(xué)重點(diǎn)
1.運(yùn)用平行四邊形定則求合力.2.合力與分力的關(guān)系.教學(xué)難點(diǎn)
運(yùn)用等效替代思想理解合力概念是難點(diǎn).課時(shí)安排
1課時(shí) 三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念.2.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進(jìn)行力的相互替代.3.會(huì)用力的合成的平行四邊形定則進(jìn)行力的合成.過程與方法
1.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,理解問題的能力,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力;
2.進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法教育,了解研究自然規(guī)律的科學(xué)方法,培養(yǎng)探求知識(shí)的能力;
3.樹立等效觀點(diǎn),形成等效思想,這是非常重要的處理問題的思想.情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生善于交流的合作精神,在交流合作中發(fā)展能力,并形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法.2.通過力的等效替代,使學(xué)生領(lǐng)略跨學(xué)科知識(shí)結(jié)合的奇妙,同時(shí)領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究中嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的精神和態(tài)度.3.讓學(xué)生積極參與課堂活動(dòng),設(shè)疑、解疑、探求規(guī)律,使學(xué)生始終處于積極探求知識(shí)的過程中,達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)心理狀態(tài).課前準(zhǔn)備
1.多媒體課件.2.實(shí)驗(yàn)器材:木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮筋、細(xì)繩套(兩根)、彈簧秤(兩只)、三角板、鉛筆.教學(xué)過程
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導(dǎo)入新課
故事導(dǎo)入
據(jù)報(bào)道,因近日雨水較多路面太滑,一輛拖拉機(jī)在某地不慎落入路邊的一條水溝,司機(jī)閆師傅被壓在拖拉機(jī)后輪下面的水里,當(dāng)場(chǎng)昏迷,幸虧附近十幾個(gè)村民合力抬起車輪把閆師傅救出來抬到岸上才使閆師傅及時(shí)脫險(xiǎn).除了十幾個(gè)村民抬起拖拉機(jī)外,我們還可以用吊車吊起拖拉機(jī)來達(dá)到同樣的目的.在這個(gè)例子中吊車的作用效果與十幾個(gè)村民的作用效果是相同的.實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入
兩個(gè)女同學(xué)把一桶水抬到講桌上,然后再讓一個(gè)男同學(xué)自己把水提到講桌上.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)女同學(xué)對(duì)水桶的作用效果和一個(gè)男同學(xué)的作用效果相同.推進(jìn)新課
一、力的合成
一個(gè)力與幾個(gè)力產(chǎn)生了同樣的效果,可以用這一個(gè)力代替那幾個(gè)力,這一個(gè)力是那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力是這一個(gè)力的分力.當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí),我們常??梢郧蟪鲞@樣一個(gè)力,這個(gè)力的作用效果跟原來幾個(gè)力的作用效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力.求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成.下面我們來探究一下求幾個(gè)力的合力的方法.演示1:兩個(gè)彈簧秤互成角度地懸掛一個(gè)鉤碼,拉力分別為F1和F2;再用一個(gè)彈簧秤懸掛同一個(gè)鉤碼,拉力為F.分析:F1和F2共同產(chǎn)生的效果與力F產(chǎn)生的效果是相同的,即均使鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài).由于力F產(chǎn)生的效果與力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同,力F就叫做力F1和F2的合力.這種等效代替的方法是物理學(xué)中常用的方法.問題:互成角度的兩個(gè)力的合力與分力的大小、方向是否有關(guān)?如果有關(guān),又有什么樣的關(guān)系?
我們通過實(shí)驗(yàn)來研究這個(gè)問題.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):一根橡皮條,使其伸長(zhǎng)一定的長(zhǎng)度,可以用一個(gè)力F作用,也可以用2個(gè)力F1和F2同時(shí)作用.如能想辦法確定F1和F2以及F的大小和方向,就可知F與F1和F2間的關(guān)系.演示2:將如圖3-4-1所示實(shí)驗(yàn)裝置安裝在貼有白紙的豎直平板上.橡皮條GE在兩個(gè)力的共同作用下,沿直線GC伸長(zhǎng)了EO這樣的長(zhǎng)度,若撤去F1和F2用一個(gè)力F作用在橡皮條上,使橡皮條沿著相同的直線伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度,則力F對(duì)橡皮條產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同,力F等于F1和F2的合力,在力F1和F2的方向上各作線段OA和OB,根據(jù)選定的標(biāo)度,使它們的長(zhǎng)度分別表示力F1和F2的大小,再沿力F的方向作線段OC,根據(jù)選定的標(biāo)度,使OC的長(zhǎng)度表示F的大小.圖3-4-1
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學(xué)生實(shí)驗(yàn):將白紙釘在方木板上,用圖釘固定一橡皮筋,用兩只彈簧秤同時(shí)用力互成角度地沿規(guī)定方向拉橡皮筋,使橡皮筋的另一端伸長(zhǎng)到O點(diǎn),記下此時(shí)兩彈簧秤的示數(shù),這就是分力的大小,再用一只彈簧秤通過細(xì)繩套也把橡皮筋拉到位置O,彈簧秤的讀數(shù)就是合力的大小,細(xì)繩的方向就是合力的方向.用力的圖示作出這3個(gè)力觀察找出3個(gè)力之間的關(guān)系
演示3:以O(shè)A、OB為鄰邊作平行四邊形OACB,畫平行四邊形的對(duì)角線,發(fā)現(xiàn)對(duì)角線與合力很接近.問題:由此看來,求互成角度的兩個(gè)力的合力,不是簡(jiǎn)單地將兩個(gè)力相加減.那么互成角度的兩個(gè)力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向線段為鄰邊所作的平行四邊形的對(duì)角線來表示呢?下面請(qǐng)同學(xué)根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證.圖3-4-2
結(jié)論:總結(jié)平行四邊形定則:求互成角度的兩個(gè)力的合力,可以用表示兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向,這就是平行四邊形定則.如圖3-4-2.問題:合力F與F1和F2的夾角有什么關(guān)系?
如果兩個(gè)分力的大小分別為F1、F2,兩個(gè)分力之間的夾角為θ,當(dāng)θ=0°時(shí),它們的合力等于多少?當(dāng)θ=180°時(shí),它們的合力又等于多少?
平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種:
1.圖解法
(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:從力的作用點(diǎn)作兩個(gè)共點(diǎn)力的圖示,然后以F1、F2為邊作平行四邊形,對(duì)角線的長(zhǎng)度即為合力的大小,對(duì)角線的方向即為合力的方向.用直尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度,依據(jù)力的標(biāo)度折算出合力的大小,用量角器量出合力與其中一個(gè)力之間的夾角θ.如圖3-4-3所示.圖3-4-3
圖3-4-3中F1=50 N,F(xiàn)2=40 N,合力F=80 N.(2)兩個(gè)以上力的合成:先求出任意兩個(gè)力的合力,再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力,直到所有的力都合成進(jìn)去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.2.計(jì)算法
先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形,然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式(如余弦定理)算出對(duì)角線所表示的合力的大小和方向.圖3-4-4
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當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí),如圖3-4-4有:
F=F1?F2
tanθ=F2/F1.例1教材例題
例2如圖3-4-5所示,一個(gè)木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和靜摩擦力作用,而且三個(gè)力的合力為零,其中F1=10 N,F(xiàn)2=2 N.若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為多少?
圖3-4-5
解析:F1和F2的合力F12=F1-F2=8 N,方向向右,又因物體受三力作用且合力為零,故靜摩擦力f=8 N,方向向左.若撤去力F1,則木塊受F2作用而有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)物體受到的靜摩擦力為2 N,方向向右,木塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),木塊在水平方向受到的合力為零.答案:0
合力大小的范圍:
運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器,讓兩個(gè)力F1和F2之間的夾角θ由0°→180°變化,可以得到:
(1)合力F隨θ的增大而減小.(2)當(dāng)θ=0°時(shí),F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當(dāng)θ=180°時(shí),F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F2.(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力.一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2
問題:如何求多個(gè)力的合力?
引導(dǎo)學(xué)生分析:任何兩個(gè)共點(diǎn)力均可以用平行四邊形定則求出其合力,因此對(duì)多個(gè)共點(diǎn)力的合成,我們可以先求出任意兩個(gè)力的合力,再求這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力,直到把所有的力都合成進(jìn)去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.3.矢量和標(biāo)量
問題:我們學(xué)過許多物理量,如:長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、能量、溫度、力、速度等.這些物理量有什么異同?
引導(dǎo)學(xué)生分析:力、速度是既有大小又有方向的物理量,而質(zhì)量、時(shí)間、能量、長(zhǎng)度等物理量只有大小,沒有方向,前者叫矢量,后者叫標(biāo)量,矢量的合成遵守平行四邊形定則.二、共點(diǎn)力
學(xué)生自學(xué)課本上有關(guān)共點(diǎn)力的知識(shí),教師提示學(xué)生在閱讀的時(shí)候注意這樣幾個(gè)問題:
1.什么樣的力是共點(diǎn)力?
2.你認(rèn)為掌握共點(diǎn)力概念時(shí)應(yīng)該注意什么問題?
3.力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件,如果有,適用條件是什么?
注:這一部分知識(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單,可以通過學(xué)生自學(xué),鍛煉學(xué)生的閱讀能力和自學(xué)能力.參考答案:
1.如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多個(gè)力的作用,有些情況下這些力共同作用在同一個(gè)點(diǎn)上,或者雖然不是作用于同一個(gè)點(diǎn)上,但是他們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這樣的一組力叫做共點(diǎn)力.2.掌握共點(diǎn)力時(shí),不僅要看這幾個(gè)力是不是作用于一個(gè)點(diǎn),還要看它們的延長(zhǎng)線是不是交于一個(gè)點(diǎn).22中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司
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3.力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力作用的情況.課堂訓(xùn)練
1.甲、乙兩個(gè)小孩共同推著一輛小車在水平地面上以0.5 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),丙小孩單獨(dú)使同一輛小車在同一水平面運(yùn)動(dòng),下列情況中丙對(duì)車的作用力與甲、乙對(duì)車的合作用力相同的是()
A.丙推著小車以0.5 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)
B.丙拉著小車以0.5 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)
C.丙推著小車以0.5 m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)
D.丙推著小車由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)的瞬間
2.關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力F1、F2與其合力F的關(guān)系,下列說法中正確的是()
A.F的大小隨F1、F2間夾角的增大而增大
B.F大小一定大于F1、F2中最大者
C.F大小隨F1、F2間夾角的增大而減小
D.F大小不能小于F1、F2中最小者
3.大小分別為30 N和25 N的兩個(gè)力,同時(shí)作用在一個(gè)物體上,兩個(gè)力的合力F的大小一定為()
A.F=55 N
B.F≤5 N
C.F≥55 N
D.5 N≤F≤55 N
4.如圖3-4-6為兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F跟它的兩個(gè)分力之間的夾角θ的關(guān)系圖象,則這兩個(gè)分力大小分別是()
圖3-4-6
A.1 N和4 N
B.2 N和3 N
C.1 N和5 N
D.2 N和4 N
答案:1.AB 2.C 3.D 4.合力為零
5.B 課堂小結(jié)
1.互成角度的二力合成,不是簡(jiǎn)單地利用代數(shù)方法相加減,而是遵守平行四邊形定則,即合力的大小不僅取決于兩個(gè)分力的大小,而且取決于兩個(gè)分力的夾角.2.對(duì)平行四邊形定則的認(rèn)識(shí),是通過實(shí)驗(yàn)歸納來完成的,實(shí)驗(yàn)歸納的步驟是:提出問題→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→數(shù)據(jù)分析→多次實(shí)驗(yàn)→歸納總結(jié)→得出結(jié)論.布置作業(yè)
1.教材第64頁“問題與練習(xí)”
3、4.2.課下同學(xué)們自己觀察一下生活中有哪些類似的情況,可以用一個(gè)力代替多個(gè)力來達(dá)到同樣的效果,想一下,為什么有時(shí)人們不用一個(gè)力去做而要用多個(gè)力來做呢?
板書設(shè)計(jì) 4 力的合成
1.合力:一個(gè)力與幾個(gè)力產(chǎn)生了同樣的效果,可以用這一個(gè)力代替那幾個(gè)力,這一個(gè)力
是那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力是這一個(gè)力的分力.2.力的合成:求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成.(1)平行四邊形定則:求互成角度的兩個(gè)力的合力,可以用表示兩個(gè)力的有向線段為鄰
邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向,這就是平行四邊
形定則.(2)合力F與F1及F2的夾角的關(guān)系:
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①合力F隨θ的增大而減小.②當(dāng)θ=0°時(shí),F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當(dāng)θ=180°時(shí),F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F③合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力.一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2.(3)多個(gè)力的合成:先求出任意兩個(gè)力的合力,再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力,直
到所有的力都合成進(jìn)去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.3.矢量和標(biāo)量
4.共點(diǎn)力
活動(dòng)與探究
1.課題:如何最省力
活動(dòng)內(nèi)容:剛才我們用兩個(gè)女同學(xué)把一桶水提到了講桌上,下面我們來重做一下感覺怎樣才最省力.結(jié)論:二力方向基本平行時(shí)最省力.2.課題:誰的力量大
活動(dòng)內(nèi)容:讓兩個(gè)男同學(xué)用最大力氣拉直一根繩子,在繩子中間系一根繩子讓一位女同學(xué)輕拉,為什么女同學(xué)很輕松就把繩子拉彎?
提示:利用合力的大小與分力夾角之間的關(guān)系來解釋.通過活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生畫圖解決問題.習(xí)題詳解
1.解答:兩個(gè)力的夾角為0°時(shí),它們的合力最大,為12 N;當(dāng)兩個(gè)力的夾角為180°時(shí),它們的合力最小,為8 N;當(dāng)兩個(gè)力的夾角由0°逐漸增大到180°時(shí),它們的合力逐漸減小,即合力的大小在12 N和8 N之間;由此可見,兩個(gè)力的合力可以等于10 N,不能等于5 N和15 N.2.解答:當(dāng)兩個(gè)力的合力為零時(shí),由于一個(gè)力向東,大小為6 N,則另一個(gè)力的方向必向西,大小也為6 N.將方向向東的、大小為6 N的力改為向南時(shí),二力相互垂直,如圖3-4-7所示,它們的合力的大小為62 N,方向?yàn)槲髌?5°.圖3-4-7
圖3-4-8
3.解答:如圖348所示,選用1 cm長(zhǎng)的線段表示30 N的力,作出力的平行四邊形,量得表示合力F的對(duì)角線長(zhǎng)6.8 cm,則合力的大小F=30×
6.8N=204 N.量得F與F1的夾角為17°.當(dāng)1兩個(gè)力的夾角為150°時(shí),解答方法相同.4.解答:(1)正確
(2)錯(cuò).如果兩個(gè)分力之間的夾角較大,合力可以比任意一個(gè)分力都小.(3)錯(cuò)誤.例如當(dāng)兩個(gè)分力的方向相反時(shí),一個(gè)較小的分力增大可能使合力變小.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
學(xué)生習(xí)慣于代數(shù)運(yùn)算,產(chǎn)生定勢(shì)思維,所以對(duì)矢量運(yùn)算特別不習(xí)慣,不易接受.因此在作用效果相同的基礎(chǔ)上理解合力與分力的關(guān)系,理解平行四邊形定則,是難點(diǎn).平行四邊形定則的探索是應(yīng)用的重點(diǎn).所以,無論從課堂講解,還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)操作、習(xí)題練習(xí)、課后
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作業(yè)等,都應(yīng)圍繞平行四邊形定則展開.中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司