第一篇:2018年高中物理必修一教案:3.4 力的合成
3.4 力的合成
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能
1.掌握力的平行四邊形定則,知道它是力的合成的基本規(guī)律。
2.初步運用力的平行四邊形定則求解共點力的合力;能從力的作用效果理解力的合成。掌握合力與分力的概念。
3.會用作圖法求解兩個共點力的合力;并能判斷其合力隨夾角的變化情況,掌握合力的變化范圍,會用直角三角形知識求合力。
二、過程與方法
1.能夠通過實驗演示歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則。
2.培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度、觀察能力、分析能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問題的方法的能力。
三、情感、態(tài)度與價值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。
2.培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、事實求是的科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識。3.培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神?!窘虒W(xué)重點】
1.通過實驗歸納出力的平行四邊形定則。2.力的平行四邊形定則的理解和應(yīng)用?!窘虒W(xué)難點】
1.對物體進(jìn)行簡單的受力分析、通過作圖法確定合力 2.合力與分力間的等效替代關(guān)系,尤其是合力的大小隨兩個分力之間夾角變化的關(guān)系?!菊n時安排】 1課時
【教學(xué)過程】
一、引入新課
教師活動:請兩位同學(xué)到講臺前,讓一位同學(xué)提起重為200N的一桶水,請下面同學(xué)分析該同學(xué)施加的提水的力為多大?然后請兩同學(xué)一起提起水桶,請同學(xué)們一起分析提水桶的有幾個力?從效果上看跟剛才用一個力提一樣嗎?
學(xué)生活動:觀看兩位同學(xué)的操作,同時考慮并回答教師的問題。
點評:通過實踐體驗,讓學(xué)生體會一個力的作用效果與兩個或更多力的作用效果相同、目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生體會等效觀點。
教師活動:引導(dǎo)學(xué)生思考:生活中還有哪些事例是說明幾個力與一個力的作用效果相同的?
學(xué)生活動:思考討論列舉實際例子:用兩條細(xì)繩吊著日光燈、很多只狗拉著雪撬前進(jìn)、抗洪救災(zāi)中解放軍搬沙袋、打夯等。
點評:通過列舉生活中的實例,進(jìn)一步體會一個力可以與幾個力的作用效果相同。培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的能力,同時激發(fā)學(xué)生對生活的熱愛。
教師活動:啟發(fā)引導(dǎo)同學(xué)找出這些例子的共性,給出合力和分力的概念。學(xué)生活動:積極思考,領(lǐng)會合力、分力的等效替代關(guān)系。
二、新課講授
1.力的合成
教師活動:教師出具合力與分力關(guān)系模擬演示器,告訴學(xué)生有關(guān)的器材,以及實驗的目的,讓學(xué)生自己設(shè)計一個實驗來探究求合力的方法(學(xué)生可能提出好多不同的設(shè)計方案,教師要引導(dǎo)學(xué)生選擇其中的最佳方案)。教師可提出如下問題:在這個實驗中合力與分力等效的標(biāo)志是什么?(橡皮條的伸長量相等)然后教師可讓學(xué)生(2~3人)自告奮勇去前面操作,下面的學(xué)生觀察,引導(dǎo)學(xué)生找出操作同學(xué)的不妥之處。在實驗結(jié)果的處理時,引導(dǎo)學(xué)生先做出各力的圖示,讓操作的同學(xué)和下面同學(xué)一起討論合力與分力之間的關(guān)系。(學(xué)生此時也可能有很多種猜想,比如:把兩個力直接加起來等。教師可參與學(xué)生的討論,篩選出有一定道理的猜想)
學(xué)生活動:根據(jù)老師出示的合力與分力關(guān)系模擬演示器,思考:在這個實驗中研究什么問題?在這個實驗中合力與分力等效的標(biāo)志是什么?用什么樣的方案去探究?然后與鄰近的同學(xué)交換一下意見。
學(xué)生代表到前面去做實驗的時候,同學(xué)們要認(rèn)真觀察,并與自己設(shè)計的方案相比較,看哪個方案更好一些。同時要找一下前面同學(xué)的操作有無不恰當(dāng)?shù)牡胤?,并友好地提出來。?dāng)操作的同學(xué)根據(jù)實驗結(jié)果畫出力的圖示時,同學(xué)們要積極思考:合力與分力的大小是什么關(guān)系,并形成自己的猜想結(jié)論。
點評:探究力的合成的平行四邊形定則,培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的能力。
學(xué)生對于合力和分力的大小關(guān)系的猜想,教師應(yīng)當(dāng)充分尊重,而不要怕麻煩,要讓學(xué)生的實驗探索落到實處。教師在教學(xué)中會發(fā)現(xiàn):學(xué)生的思維有時很睿智,教師時常會有驚喜的發(fā)現(xiàn)(為學(xué)生的聰明而高興)。
教師點評:學(xué)生的猜想是否正確,教師要給學(xué)生驗證的機會:讓學(xué)生進(jìn)行分組實驗,測量三組數(shù)據(jù),處理完后得出自己驗證的結(jié)論,即原來的猜想是否正確。讓學(xué)生自己選出各組的代表,把實驗的情況進(jìn)行匯報,教師和學(xué)生一起進(jìn)行歸納總結(jié)。最后得出求合力的方法一一平行四邊形定則。
在上述過程中教師要引導(dǎo)學(xué)生對各組的操作情況、數(shù)據(jù)處理、語言表述等進(jìn)行評價和分析。
學(xué)生活動:根據(jù)學(xué)生自己的猜想,利用課桌上儀器進(jìn)行實驗驗證,測量三組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,看結(jié)果如何。(實驗過程中同學(xué)之間要團(tuán)結(jié)協(xié)作,密切配合),各組的學(xué)生代表要在同學(xué)們面前陳述本組的實驗結(jié)論,和其他組的情況相比較,最后全班同學(xué)一起得出求合力的方法。
點評:驗證探究的結(jié)果是否正確。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法——探究、驗證,以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
教師活動:教師提問:請同學(xué)們用比較準(zhǔn)確而又簡捷的語言表述出平行四邊形定則。學(xué)生活動:積極思考并回答老師的問題。
點評:概括得出平行四邊形定則,培養(yǎng)學(xué)生抽象和概括的能力。
教師活動:教師提出如下問題:力F1=45N,方問水平向右。F2=60 N,方向豎直向上。求這兩個力的合力F的大小和方向。若F1和F2的方向相反(夾角為180°),求其合力的大小和方向;若F1和F2的方向相同(夾角為0°),情況又怎樣?
進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考:兩個力F1、F2、的合力F的大小和方向隨著F1、F2、的夾角變化而如何變化?
學(xué)生得出結(jié)論后,教師可出示多媒體課件演示: θ= 0°;0°<θ<90°;θ= 180°;90°<θ<180°;θ從0°到180°變化,合力F的大小變化。什么情況下合力最大?最大值為多大?什么情況下合力最???最小值為多大? 合力F是否總大于原來兩個力F1、F2、?
當(dāng)F1、F2、相等時:θ= 0°;θ<60°;θ= 90°;θ=180°的情況。
學(xué)生活動:解答老師提出的問題、注意做題態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。
思考:兩個力F1、F2、的合力F的大小和方向隨著 F1、F2、的夾角變化而如何變化?合力F的大小在一個什么樣的范圍內(nèi)變化?
認(rèn)真觀察老師提供的課件內(nèi)容,驗證自己得到的結(jié)論。
點評:尋找合力F的大小和分力F1、F2、間夾角的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力以及發(fā)散思維的能力。
教師活動:教師啟發(fā)學(xué)生思考:在上述問題中,即:F1=45N,方問水平向右。F2=60 N,方向豎直向上。求這兩個力的合力F的大小和方向。能否不用圖示法而用其它的方法求?如何求?
學(xué)生活動:學(xué)生思考后回答:可以??梢杂弥苯侨切蔚倪吔顷P(guān)系求解。然后學(xué)生計算求出。
點評:方法擴(kuò)展,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。
不論是多么重要的結(jié)論,教師都不要取代學(xué)生,一切的思維活動教師都要巧妙引導(dǎo),讓學(xué)生得出。
教師活動:教師在學(xué)生初步知道求兩個力的合力的方法后進(jìn)一步提出拓展問題:一般情況下物體都受到多個力作用,那么如何求這些力的合力?
學(xué)生活動:學(xué)生思考教師提出的問題,然后不難想到:可以用平行四邊形定則求出它們的合力:先求出任意兩個力的合力.再求出這個合力跟第三個力的合力,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。
點評:由兩個力合成擴(kuò)展到多個力合成,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。2.共點力 教師活動:教師讓學(xué)生自學(xué)共點力的概念,然后讓學(xué)生回答如下問題以檢驗其自學(xué)情況: 1.什么樣的力是共點力?
2.你認(rèn)為在掌握共點力的概念時應(yīng)注意些什么問題?
3.教師利用計算機網(wǎng)絡(luò)出示圖片:大吊車吊起物體;人擔(dān)水;舉重;比薩斜塔等。吊車吊起物體時鉤子受的力為共點力嗎?人擔(dān)水時擔(dān)子受到的力為共點力嗎?舉重運動員舉起的重物受到的力為共點力嗎?比薩斜塔受幾個力作用?它們是共點力嗎?
4.力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件?適用于什么情況?
學(xué)生活動:學(xué)生認(rèn)真看書,掌握共點力的概念,并回答老師提出的問題,在回答過程中進(jìn)一步加深對共點力的理解并搞清它們的適用條件――只適用于共點力。
點評:學(xué)生掌握共點力的概念,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和分析能力。教師活動:教師出示課堂練習(xí)(見實例探究),學(xué)生先獨立完成(起自測作用),然后討論,有些問題可有多種解法,引導(dǎo)學(xué)生找出最佳解題方法。
學(xué)生活動:保質(zhì)保量地完成課堂練習(xí),自我評價本節(jié)課學(xué)習(xí)的情況。點評:在應(yīng)用中加深對所學(xué)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力。
三、課堂總結(jié)、點評
教師活動:讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動:認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開,計學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
第二篇:3.4力的合成 教案
力的合成
一、對教材的認(rèn)識
(一)總體認(rèn)識
本節(jié)是高中物理必修課的第五節(jié),是學(xué)生在初中從未接觸過的全新內(nèi)容。等效觀點、力的合成等內(nèi)容,學(xué)生都感到別扭。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,對牛頓第二定律、物體平衡、動量定理、動能定理的理解和應(yīng)用都無從談起。如果力的合成的平行四邊形法則掌握不好,后續(xù)課程中的合成、電場磁場的疊加就不能得心應(yīng)手。這節(jié)課前接三種常見的力,后啟力的分解和力學(xué)的一些重要定律的應(yīng)用,因此這節(jié)課在物理學(xué)中的地位和作用至關(guān)重要,上好這節(jié)課決定了高中物理是開門紅,還是開門黑。
(二)對“力的合成”教材本身的認(rèn)識
1、從本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)上來說,應(yīng)從以下幾個方面來認(rèn)識和理解:
①知識內(nèi)容目標(biāo):a)理解合力與分力的概念。
b)掌握力的合成。
c)會用力的合成的平行四邊形定則進(jìn)行力的合成。
②物理思想方法培養(yǎng)目標(biāo):樹立等效觀點,建立等效思想,這是非常重要的處理問題的思想,有利于理解交流電有效值。
③能力目標(biāo):這節(jié)課有利于培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰Γ斫鈫栴}的能力,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。
④德育目標(biāo):可以實現(xiàn)實事求是、堅持內(nèi)容與形式的統(tǒng)一的辯證唯物主義思想教育。作畫法求合力要規(guī)范,可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。
2、從該教材在整個中學(xué)物理的知識體系中的地位來看: ①牛頓第二定律中的加速度是合力產(chǎn)生的加速度,動量定理的沖量是合外力的沖量,動能定理中的功是合外力做的功,物理平衡的平衡條件是合外力為零,所有這些規(guī)律的理解和應(yīng)用都是以力的為基礎(chǔ)的。設(shè)想把力的合成這一節(jié)去掉,整個力學(xué)還能進(jìn)行下去嗎?
②分解和正交分配是利用等效代替的思想解決問題,但這離不開平行四邊形定則,更重要的是正交分配的歸宿是為了求合力。
③本教材還可以為以后理解運動合成、場的疊加奠定基礎(chǔ)。
④力學(xué)之所以難,就在于矢量太多(中學(xué)物理中一共10個,力學(xué)有8個),善于并掌握好矢量的計算,是突破力學(xué)難點的一個關(guān)鍵問題。
3、從教材大綱和考試說明來看:
這部分教材都定格B層次要求,在考試中也經(jīng)常出現(xiàn),例如1993年,1994年,1995年,1997年高考內(nèi)容都有這方面的考查。這是命題者對該節(jié)內(nèi)容重要性有足夠認(rèn)識后的一個必然結(jié)果。
4、從教材重點、難點來看:
因為學(xué)生習(xí)慣于代數(shù)運算,產(chǎn)生定勢思維,所以對矢量運算特別不習(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,是教材的難點。平行四邊形定則的探索應(yīng)用是教材的重點。所以,無論從課堂講解,還是實驗的設(shè)計操作、習(xí)題練習(xí)、課后作業(yè)等,都應(yīng)圍繞平行四邊形定則展開。
5、教材編者意圖是:
力的概念與三種常見的力的之后就安排了力的合成,這是高中物理教學(xué)中的第一個嶄新內(nèi)容。各種教材無論怎樣改革,都沒改變這一點,這就是編者要叢學(xué)習(xí)興趣上,從時間安排上,強調(diào)力的合成的工具和基礎(chǔ)地位,顯示了編者要搬開學(xué)生學(xué)習(xí)物理的第一個攔路虎的決心和對其重要性的認(rèn)識。
二、對教學(xué)方法的選擇的認(rèn)識
(1)矢量合成是重點也是難點,要讓學(xué)生心悅誠服地接受平行四邊形定則,增加學(xué)生的感性認(rèn)識,發(fā)展學(xué)生的感知能力,就要讓學(xué)生親自實驗探索,這是實踐出真知的要求,也是突破重點和難點的關(guān)鍵。
(2)物理是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),離開實驗物理就成為無源之水,實驗是學(xué)生接受物理知最符合認(rèn)識規(guī)律的方法。
由于以上兩點的認(rèn)識,應(yīng)選擇實驗法進(jìn)行教學(xué),這是教材內(nèi)容和認(rèn)識規(guī)律的客觀要求。(3)在教學(xué)方法的實施過程中,要引導(dǎo)學(xué)生做到以下幾點: ①動手操作; ②記錄數(shù)據(jù)和方法
③畫出兩個分力的圖示,合力的圖示; ④啟發(fā)比較得出結(jié)論,從而培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰蛧?yán)謹(jǐn)認(rèn)真團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)態(tài)度,有效地為突破教材重點、難點服務(wù)。
三、學(xué)法指導(dǎo)
高、初中學(xué)習(xí)方法差異很大,而力的合成又是中學(xué)物理第一個嶄新內(nèi)容。要取得好的教學(xué)效果,還要對學(xué)生進(jìn)行方法指導(dǎo),幫助學(xué)生勝利實現(xiàn)由學(xué)會到會學(xué)的轉(zhuǎn)變。
①教給學(xué)生科學(xué)實驗的方法,如作用效果相同怎樣顯示,怎樣確定力的方向,以疑啟思,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
②角學(xué)生處理實驗的結(jié)果并得出結(jié)論的方法,如合力與分力關(guān)系的二者圖示。③練習(xí)鞏固總結(jié),畫圖求合力得出夾角越小合力越大。④通過課堂提問,啟發(fā)思考,激發(fā)興趣,通過實驗,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)成就感;通過練習(xí)強化有意注意,根據(jù)練習(xí)情況及時評價、鼓勵學(xué)生。重在讓學(xué)生弄懂平行四邊形定則得出的過程而不在于得出一個結(jié)果。
⑤面向全體學(xué)生,分層次地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在實驗提問練習(xí)中,對基礎(chǔ)較差者設(shè)計簡單問題,并給適當(dāng)?shù)墓膭?。對學(xué)習(xí)較好或?qū)W習(xí)態(tài)度由好變壞的學(xué)生提問難度較大的問題,給予嚴(yán)格要求。學(xué)生課外動手做演示教具,合力隨夾角變化的情況,激發(fā)學(xué)生興趣和創(chuàng)造性。
四、教學(xué)過程的認(rèn)識
(一)引出新課
通過“5+2=0”這一因校內(nèi)外教育方向不一而產(chǎn)生互相抵消的現(xiàn)象,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生思考,在研究力的作用效果時能否出現(xiàn)一個力效果與幾個力作用效果相同的情況。激發(fā)學(xué)生的好奇心引出新課。時間大約3分鐘。
(二)新課教學(xué)
①講合力與分力的概念,讓學(xué)生舉例,并讓學(xué)生歸納總結(jié)合力與分力的等效代替特點,這樣可以增加學(xué)生是感性認(rèn)識,很自然引出什么是力的合成。時間3分鐘。
②力的合成:指出“求出能代替兩個分力的力的過程就叫力的合成”。讓學(xué)生舉出幾個例子說明什么叫力的合力,并引出本節(jié)重點難點問題,怎樣去合成,怎樣去代替。時間約5分鐘。
③平行四邊形定則:
(1)在一條直線上的兩個力如何合成。
(2)不在一條直線上的兩個力的合成方法的探索。
a)實驗儀器中要用的彈簧和橡皮條、細(xì)線、白紙木板,這些器材各發(fā)揮怎樣的功能? b)合力與分力作用效果相同,怎樣去體現(xiàn)? c)合力如何表示,分力如何表示? d)合力、分力的關(guān)系與合力的圖示、分力的圖示之間的關(guān)系怎樣? e)實驗應(yīng)記錄些什么?怎樣處理這些實驗記錄?最后得出什么結(jié)論?
這樣,可以加強實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生思維能力,變直接給出為實驗探索,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)科研方法,鼓勵創(chuàng)新,全面提高學(xué)生素質(zhì)。時間大約20分鐘。
④課堂練習(xí)總結(jié)出: a)合力可以小于分力。
b)合力可以大于分力。
c)合力可以等于分力。
d)兩分力的合力最大值,最小值。
e)兩分力大小一定,夾角0~180時,合力如何變化?
f)兩分力的合力一定且兩分力相等,則兩分力夾角變化時兩分力如何變化?指導(dǎo)學(xué)生處理好學(xué)習(xí)知識與做題的關(guān)系,進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo),貫徹全面提高的要求。
⑤布置作業(yè):為了讓學(xué)生真正掌握平行四邊形定則,減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān),為學(xué)生全面發(fā)展提供時間,作業(yè)量控制在一般學(xué)生15分鐘的時間,因此,作業(yè)為課后第二題和自作合力隨著分力的方向變化而變化的演示教具。
第三篇:高中物理必修1教案-《力的合成》案例
力的合成案例分析
一、教學(xué)內(nèi)容分析
1.內(nèi)容與地位
在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊物理一的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中涉及本節(jié)內(nèi)容有“通過實驗,理解力的合成與分解,區(qū)分矢量與標(biāo)量,用力的合成與分解分析日常生活中的問題”。該條目要求學(xué)生通過實驗對力的合成與分解的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到理解的水平,并能用力的合成與分解分析日常生活中的問題,這體現(xiàn)了關(guān)注物理與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。
“力的合成”這一節(jié)研究的是力的等效關(guān)系,依據(jù)等效思想總結(jié)出力的平行四邊形定則。教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生體會運用“等效” 思想研究問題是物理學(xué)研究中的一種重要方法。平行四邊形定則是矢量運算普遍遵循的法則,而矢量運算貫穿高中物理始終,因此,本節(jié)內(nèi)容為以后學(xué)習(xí)速度、速度的變化,動量、動量的變化等矢量及其運算奠定了基礎(chǔ),它具有承上啟下的作用。教學(xué)設(shè)計應(yīng)注重學(xué)生知識的形成過程和對知識的真正理解。采用實驗探究的學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)學(xué)生收集信息、處理信息、分析論證的能力,養(yǎng)成事實求實的科學(xué)態(tài)度和良好的合作習(xí)慣。
2. 教學(xué)目標(biāo)
1)力的效果正確理解和掌握合力和分力的概念;
2)過實驗探究平行四邊形定則,能應(yīng)用平行四邊形法則分析合力和分力的的關(guān)系; 3)用作圖法求合力,會用直角三角形知識計算合力;
4)培養(yǎng)實驗動手能力及分析實驗數(shù)據(jù)能力,能運用等效的方法解決問題的能力; 5)養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和實事求是的科學(xué)態(tài)度。3.教學(xué)重點、難點
1)本節(jié)課的重點是通過實驗探究歸納總結(jié)出力的平行四邊形法則
2)能從力的效果正確理解和掌握合力和分力的概念是本節(jié)課的難點;同時,由代數(shù)求和擴(kuò)充到矢量求和,既是知識的跨越,也是概念的延伸,必然給初學(xué)者帶來難度。
二、案例設(shè)計
1.引入教學(xué):正確理解和掌握合力和分力的概念 教師:經(jīng)驗告訴我們,一個砝碼可以用一根細(xì)線提起來,也可以用兩根細(xì)線提起來,其效果完全一樣,如圖1所示。如果一個力作用在物體上產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,而那幾個力就叫做這個力的分力。上例中F就是F1、F2的合力,F(xiàn)1、F2就是F的分力。求F1、F2兩個力的合力F的過程,就叫做二力的合成。
2.問題情境創(chuàng)設(shè):取一個質(zhì)量較大的砝碼放在桌面上.要用細(xì)棉線把它提起來,用一根線易斷還是兩根線易斷?
預(yù)測:學(xué)生可能回答是一根線易斷。
實驗演示:用一根細(xì)線可將砝碼穩(wěn)穩(wěn)地提起,而用兩根同樣的細(xì)線(故意使兩線間有一較大夾角)提砝碼時,細(xì)線斷開了.
教師問:為什么兩根線的作用效果反而不如一根線呢?
說明:這一“懸念”的創(chuàng)設(shè)在學(xué)生的大腦里立即產(chǎn)生了撞擊,思維被迅速地激活,學(xué)生的求知欲望油然而升。
3. 引入課題:互成角度的兩個力的合力跟兩個分力的關(guān)系 教師問:同學(xué)們猜測一下合力和分力之間可能存在什么關(guān)系?
預(yù)測:合力大小比每個分力大小都大?
合力大小等于兩分力大小之和? 合力大小總小于兩分力大小之和?
合力和兩分力的關(guān)系構(gòu)成平行四邊形?合力為其中一條對角線? ······
教師:今天我們要通過實驗來研究這個問題。
4.請同學(xué)們根據(jù)所提供的實驗器材,設(shè)計一個能證實自己猜想的實驗方案
[實驗器材] ①木板一塊;②彈簧秤兩個;③細(xì)繩兩段;④橡皮條一段;⑤白紙;⑥鉛筆;⑦尺;⑧量角器;⑨圖釘。
說明:彈簧秤可以只用一個,分別測出兩個分力,雖然操作較麻煩,但可避免兩個測力計的不一致性帶來的系統(tǒng)誤差。
(增加師生互動的過程,描述學(xué)生是怎樣討論發(fā)現(xiàn)問題,最終形成正確的方案)啟發(fā)學(xué)生:用橡皮筋來表示力的作用效果,將橡皮筋一端固定在M點,第一次用互成角度的兩個力F1、F2共同作用,將橡皮筋的另一端拉到O點;第二次只用一個力,也將橡皮筋的另一端拉到O點。如圖
1、圖2。
由于兩次產(chǎn)生的效果相同(都將橡皮筋的另一端拉到O點),圖2所示的F就是圖1所示的那兩個力F1、F2的合力,而F1、F2就叫這個力F的分力。
教師問:那么怎樣確定兩個分力F1、F2的大小、方向呢? 啟發(fā)學(xué)生:
①確定分力的大?。?邊演示邊講解兩人如何分工合作)一位同學(xué)用兩只彈簧秤分別鉤掛細(xì)繩套,同時用力互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋的另一端伸長到O點;另一位同學(xué)用筆分別記下兩個彈簧秤的讀數(shù)。這就是分力的大小。同時提醒學(xué)生拉動橡皮筋時,要使兩只彈簧秤與木板平面平行。
②確定分力的方向:分力的方向分別沿細(xì)線方向,另一位同學(xué)用筆分別記下兩個彈簧秤的讀數(shù)的同時還要標(biāo)記每條細(xì)線方向,標(biāo)記每條細(xì)線方向的方法是使視線通過細(xì)線垂直于紙面,在細(xì)線下面的紙上用鉛筆點出兩個定點的位置,并使這兩個點的距離要盡量遠(yuǎn)些,沿所標(biāo)明的兩個定點畫出細(xì)線方向,即為分力的方向。
教師問:怎樣確定合力F的大小、方向呢?
引導(dǎo)學(xué)生回答: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。
確定合力的大小和方向:一位同學(xué)用一只彈簧秤通過細(xì)繩套也把橡皮筋拉到位置O,另一位同學(xué)用筆記下細(xì)繩的方向,并記下彈簧秤的讀數(shù)。這就是合力的方向、大小。注意強調(diào)前后兩次實驗O點應(yīng)該重合。
5.學(xué)生分組動手實驗(觀察學(xué)生實驗情況)說明:經(jīng)驗得知兩個分力F1、F2間夾角θ越大,用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差也越大,所以實驗中不要把θ角取得太大,一般不大于90°為最佳,為了直觀地看出分力可能大于合力,可以使其中一次兩個分力的夾角大于120°??蓪W(xué)生分成4組,θ角分別取30°、45°、60°、135°。
6.對實驗結(jié)果進(jìn)行交流
到此為止,我們已經(jīng)確定了兩個分力以及它們的合力的大小、方向。為了弄清楚兩個力的合力與分力的大小、方向的關(guān)系,我們可以用力的圖示法形象地將分力和合力的大小、方向表示出來。選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)長度(3cm長的線段表示1N力),利用三角板,從O點開始,用力的圖示法分別表示兩個分力及合力的大小、方向。注意標(biāo)準(zhǔn)長度要一致。
選出典型,投影講評。7.總結(jié)實驗結(jié)果
經(jīng)過前人多次的、精細(xì)的實驗,最后確認(rèn),對角線的長度、方向,跟合力的大小、方向一致,即對角線與合力重合,也就是說,對角線就表示F1、F2的合力??梢娗蠡コ山嵌鹊膬蓚€力的合力,不是簡單地將兩個力相加減,而是(可以)用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對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5所示。
提問:有沒有同學(xué)實驗結(jié)果是對角線與合力相距比較遠(yuǎn)?
有這種情況很正常,一個規(guī)律的得出,是由很多人在很長時間里,進(jìn)行了許多次實驗,才能總結(jié)出來,并要經(jīng)得起實踐檢驗。因此,一個規(guī)律,并不是通過一次實驗就能得到的。如果有同學(xué)實驗結(jié)果是對角線與合力相距比較遠(yuǎn),不要著急,課下我們一起來看看問題出在哪里。
9.小結(jié)
(1)互成角度的兩個力的合成,不是簡單地利用代數(shù)方法相加減,而是遵循平行四邊形定則。即合力F的大小不僅取決于兩個分力F1、F2的大小,而且取決于兩個分力的夾角。
現(xiàn)在,就來觀察一下合力與分力大小、方向的關(guān)系的動態(tài)情景。[電腦演示] 合力F與兩個分力F1、F2的大小的關(guān)系; 合力F與兩個分力F1、F2的夾角的關(guān)系。
說明:沒有條件的學(xué)??捎米灾平叹哐菔竞狭εc分力大小、方向的關(guān)系的動態(tài)情景。
(2)如何求出三個分力F1、F2、F3的合力? 10.作業(yè)(略)
三、案例評析
1.本節(jié)課開始創(chuàng)設(shè)了一個問題情境:取一個質(zhì)量較大的砝碼放在桌面上,要用細(xì)棉線把它提起來,用一根線易斷還是兩根線易斷?這個問題情境既是學(xué)生熟悉的現(xiàn)象,又能產(chǎn)生沖突,學(xué)生會產(chǎn)生強烈的求知欲望。
2.本節(jié)課的重點是通過實驗歸納總結(jié)出力的平行四邊形法則.矢量的運算法則是矢量概念的核心內(nèi)容,又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ),對于初上高中的學(xué)生來說,是一個大的飛躍,學(xué)生剛開始接觸矢量的運算方法,定會出現(xiàn)許多困難,教師遵循學(xué)生的認(rèn)知特點,從能夠感知和理解的日?,F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā),引出合力與分力的概念,采用實驗探究的學(xué)習(xí)方式,通過“猜想、實驗、歸納總結(jié)”的過程,自己得出互成角度的兩個力的合成所遵循的平行四邊形定則。這一過程著重培養(yǎng)學(xué)生的分析論證的能力,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和合作的良好習(xí)慣。教學(xué)設(shè)計注重了學(xué)生知識的形成過程和對知識的真正理解。
實際教學(xué)中,可能部分學(xué)生事先看了課本的結(jié)論,“猜測”、“探索”的成分會大大降低,更多的還是在“驗證”,但是學(xué)生經(jīng)歷了親自動手探索的過程,不但可以使所學(xué)的知識得以領(lǐng)悟,還有利于提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣。從這個意義上看,這個實驗的價值就不言而喻了。
第四篇:物理:3.4《力的合成》教案(新人教版必修1)
有什么樣的關(guān)系?我們通過實驗來研究這個問題。首先,應(yīng)該確定兩個分力的大小、方向;再確定合力的大小、方向;然后才能研究合力與兩個分力的大小、方向的關(guān)系。那么怎樣確定兩個分力風(fēng)、F。的大小。方向呢? 啟發(fā)學(xué)生回答:用彈簧秤測量分力的大小,分力的方向分別沿細(xì)繩方向,即沿所標(biāo)明的虛線方向。[講解彈簧秤的使用] 在使用彈簧秤測量力的大小時,首先,要觀察彈簧秤的零刻度及最小刻度,同時要注意彈簧秤的正確使用及正確的讀數(shù)方法。確定分力的大?。海ㄟ呇菔具呏v解兩人如何分工合作)一位同學(xué)用兩只彈簧秤分別鉤掛細(xì)繩套,同時用力互成角度地沿規(guī)定的方向拉橡皮筋,使橡皮筋的另一端伸長到O點;另一位同學(xué)用記號筆分別在相應(yīng)位登記下兩個彈簧秤的讀數(shù)。這就是分力的大小。注意:拉動橡皮筋時,要使兩只彈簧秤與木板平面平行?,F(xiàn)在,請同學(xué)們觀察M點有沒有固定橡皮筋,規(guī)定的方向是不是明確,記錄用的油筆有沒有?用鐵夾子將木板固定在桌上。都準(zhǔn)備好之后,左邊同學(xué)技橡皮筋,右邊同學(xué)讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù),測量兩個分力的大小,測量完之后請舉手?。壑笇?dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實驗I 提問:怎樣確定合力F的大小、方向呢? 引導(dǎo)學(xué)生回答: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。確定合力的大小和方向:一位同學(xué)用一只彈簧秤通過細(xì)繩套也把橡皮筋拉到位置O,另一位同學(xué)用記號筆記下細(xì)繩的方向,并在相應(yīng)位置記下彈簧秤的讀數(shù)。這就是合力的方向、大小。注意前后兩次實驗O點應(yīng)該重合?,F(xiàn)在,請右邊同學(xué)技橡皮筋,左邊同學(xué)讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù),確定合力的大小和方向。[視察學(xué)生實驗情況〕 到此為止,我們已經(jīng)確定了兩個分力以及它們的合力的大小、方向。為了弄清楚兩個力的合力與分力的大小、方向的關(guān)系,我們可以用力的圖示法形象地將分力和合力的大小、方向表示出來。[數(shù)據(jù)處理] l)用力的圖示法分別表示分力及合力:選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)長度(3cm長的線段表示IN力),利用三角板,從O點開始,用力的圖示法分別表示兩個分力及合力的大小、方向。注意標(biāo)準(zhǔn)長度要一致。如圖所示,有向線段OA、OB、OC分別表示兩個分力及合力。3.4 力的合成 教案
一、教學(xué)目標(biāo) 1.利用實驗歸納法,得出互成角度的兩個力的合成遵循平行四邊形定則,并能初步運用平行四邊形定則求合力。2培養(yǎng)動手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度。
二、重點與難點分析 通過探索性實驗,歸納出互成角度的兩個力的合成遵循平行四邊形定則。
三、教學(xué)器材 教師用器材:平行四邊形定則實驗器、鉤碼(12個)、細(xì)線若干、彈簧秤(3只)、橡皮筋(3條)、方木板(l塊)、平行四邊形定則演示器(2個)、投影(1套)、微機(l套)、三角板(2個)。學(xué)生用器材30套,每套包括:方木板(l塊)、彈簧秤(2個)、橡皮筋(1條)、8開白紙(l張)、50cm細(xì)線(l根)、圖釘(1個)、有刻度的三角板(2個)、記號筆(l支)、大鐵夾(l個)。
四、主要教學(xué)過程 l.引入教學(xué) 「復(fù)習(xí)與提問」 在初中,我們學(xué)過“一個力產(chǎn)生的效果,與兩個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那兩個力的合力,求兩個力的合力叫做二力的合成。提問:已知同一直線上的兩個力風(fēng)、F。的大小分別為ZN、3N,如果民、F。的方向相同,那以它們的合力大小是多少?合力沿什么方向? 引導(dǎo)回答:SN,方向與民、F。的方向相同。進(jìn)一步提問:如果民、F。的方向相反,那么它們的合力大小是多少?合力沿什么方向?(IN,方向與較大的那個力的方向相同。)(板書)同一直線上兩個力的合力,與兩個力的大小、方向兩個因素有關(guān)。并講述這就是初中所學(xué)的“同一直線上二力的合成?!保ㄍ队?1)在現(xiàn)實生活中,有這樣的例子:兩位同學(xué)沿不同方向共同用力提住一袋上石,解放軍戰(zhàn)士一人也能提住同一袋上石。(演示1)將橡皮筋一端固定在M點,用互成角度的兩個力只、F共同作用,將橡皮筋的另一端拉到O點;如果我們只用一個力,也可以將橡皮筋的另一瑞拉到O點。如圖
1、圖2所示。一個力F產(chǎn)生的效果,與兩個力幾、F。共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力F就叫做那兩個力幾、F的合力,而那兩個力幾、F就叫這個力F的分力。求見、尼兩個力的合力F,也叫做Th力的合成。如圖3所示。與初中的二力合成不同的是,鳳、F不在同一直線上,而是互成角度。這節(jié)課我們就來研究互成角度的兩個力的合成(板書:1.5力的合成)[過渡〕同一直線上兩個力的合力,跟兩個力的大小、方向兩個因素有關(guān)。那么,(板書)互成角度的兩個力的合力跟兩個力的哪些因素有關(guān)呢? 2.新課教學(xué) 提問:互成角度的兩個力的合力與分力的大小、方向是否有關(guān)?如果有關(guān),又 現(xiàn)在,請同學(xué)們用力的圖示法將自己測量的分力和合力分別表示出來。提問:分力的大小分別等于多少?合力的大小等于多少? 進(jìn)一步提問:由此看來,互成角度的兩個力的合成,不能簡單地利用代數(shù)方法相加減。那么合力與分力的大小、方向究竟有什么關(guān)系呢? 同學(xué)們仔細(xì)看看,O、A、C、B的位置關(guān)系有什么特點?
(停頓20秒,引導(dǎo)同學(xué)猜出)O、A、C、B好像是一個平行四邊形的四個頂點。OC好像是這個平行四邊形的對角線。教師解說:OC好像是這個平行四邊形的對角線,這畢竟是一種猜測,究竟OC是不是這個平行四邊形的對角錢呢?我們可以以O(shè)A、OB為鄰邊作平行四邊形OACB,看平行四邊形的對角線與OC是否重合。2)用兩個三角板,以表示兩個分力的有向線段OA、OB為鄰邊,用虛線作平行四邊形OACB。(示范。強調(diào)鄰邊,利用兩個三角極作平行四邊形。)現(xiàn)在請同學(xué)們以自己所得的OA、OB為鄰邊,作平行四邊形,并連接OA、OB之間的對角線。3)同學(xué)操作,教師指導(dǎo),選出典型,投影講評。4)比較平行四邊形的對角線和合力,發(fā)現(xiàn)對角線與合力很接近。5)四組同學(xué)所得結(jié)果都是結(jié)論4),教師所得實驗結(jié)果也是結(jié)論4),那么結(jié)論4)是不是普遍的呢? 6)經(jīng)過前人們很多次的、精細(xì)的實驗,最后確認(rèn),對角 線的長度、方向,跟合力的大小、方向一致,即對角線與合力重合,也就是說,對角線就表示幾、Fz的合力??梢娗蠡コ山嵌鹊膬蓚€力的合力,木是簡單地將兩個力 相加減,而是(可以)用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行 四邊形,這兩個鄰邊之間的對角錢就表示合力的大小和方向。這就是平行四邊形定則。如圖5所示。提問:有沒有同學(xué)實驗結(jié)果是對角線與合力相距比較遠(yuǎn)? 有這種情況很正常,一個規(guī)律的得出,是由很多人在很長時間里,進(jìn)行了許多次實驗,才能總結(jié)出來,并要經(jīng)得起實踐檢驗。因此,一個規(guī)律,并木是通過一次實驗就能得到的。如果有同學(xué)實驗結(jié)果是對角線與合力相距比較遠(yuǎn),不要著急,課下我們一起來看看問題出在哪里?,F(xiàn)在我們就用平行四邊形定則來求互成角度的兩個力的合力。3.練習(xí)(略)4.小結(jié)(1)互成角度的兩個力的合成,不是簡單地利用代數(shù)方法相加減,而是遵循平行四邊形定則。即合力F的大小不僅取決于兩個分力F1、F2的大小,而且取決于兩個分力的夾角。現(xiàn)在,就來觀察一下合力與分力大小、方向的關(guān)系的動態(tài)情景。[電腦演示]合力F與兩個分力F1、F2的大小的關(guān)系; 合力F與兩個分力F1、F2的夾角的關(guān)系; [學(xué)生思考] 如果兩個分力的大小分別為F1、F2,兩個分力之間的夾角為θ,當(dāng)θ=0時,它們的合力等于多少?當(dāng)θ=180時,它們的合力又等于多少?(2)對平行四邊形定則的認(rèn)識,是通過實驗歸納法來完成的。實驗歸納法的步驟是:提出問題~設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、獲取數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析~多次實驗、歸納、總結(jié)~得出結(jié)論。5.作業(yè)(1)(略)(2)如圖6所示,有12個質(zhì)量相同的鉤碼,如圖掛放。AO、OB的夾角為什么等于 90”? 6.教學(xué)說明 《力的合成》這一節(jié)課,我們一改傳統(tǒng)教學(xué)中的“驗證性”實驗教學(xué)方式,采用“探索性”實驗教學(xué)。讓學(xué)生在自己原有“同一直線上兩個力的合成”的知識基礎(chǔ)上,通過“猜測、實驗、歸納、總結(jié)”的完整過程,自己得出“不在同一直線上的兩個力的合成”所遵循的“平行四邊形定則”。與此同時,為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品0質(zhì),我們還提出了方法目標(biāo)和德育目標(biāo)。讓學(xué)生在建立“平行四邊形定則”的過程中,體會到“實驗歸納法”的一般原則。3.5 力的分解 教案 教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能 1。認(rèn)識力的分解與力的合成互為逆運算,都是“力的等效替代”的思想,滿足力的平行四邊形定則。2。了解力的分解具有惟一性的條件,掌握按力的效果進(jìn)行力的分解的方法。
二、過程與方法 1。學(xué)生通過觀察、實驗理解力的等效性,學(xué)會用作圖法和計算法處理問題,學(xué)習(xí)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的方法。
三、情感態(tài)度與價值觀 1。學(xué)習(xí)和領(lǐng)會“等效 2。通過力的合成和分立統(tǒng)一的觀點在物理學(xué)中教學(xué)重點 在具體問題中正確確根據(jù)平行四邊形法則進(jìn)行力的分解。 教學(xué)難點 1。力的分解具有惟一性的條件,正確確定分力的方向。 教學(xué)過程
一、提出問題 1。什么叫力的合成?2。如何求兩個互成角度的力的合力?
二、新課教學(xué)
(一)力的分解 演示:在黑板上固定一塊白色的硬紙板,再在硬紙板上固定一根黑色橡皮筋,在橡皮筋的另一端系上兩個結(jié),先用力F把結(jié)點拉到O點,記下O點的位置。問題:F1和F2共同作用的效果與F作用的效果是否相同?作用效果指什么?拉伸同樣長度面而達(dá)到不同點是否為效果相同? 再用兩個力F1和F2作用于結(jié)點,同樣將繩結(jié)拉到O點。 思考:能否在O點再作用個數(shù)更多的不同的力,使它們的作用效果與F的作用效果相同呢? 學(xué)生:可以。 總結(jié): 1。幾個力,如果它們產(chǎn)生的效果跟原來一個力產(chǎn)生的效果相同,這幾個力就叫做原來的那個力的分力。 2。求一個已知力的分力叫做力的分解。 3。力的分解是力的合成的逆運算,力的分解遵循平行四邊形法則。 方法:把已知力作為平行四邊形的對角線,平行四邊形的鄰邊就是這個已知力的兩個分力。 討論: 1。如果兩個是否惟一確定?2。同一個力的分解是否是惟一的? 總結(jié):如果兩個分力確定,相當(dāng)分力確定,則合力 定力的作用效果,解的學(xué)習(xí),感受對的意義。 替代”的思想。
于平行四邊形兩鄰邊確定,則合力是惟一確定的(對角線惟一確定)。 同一個力可分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力,因為相同對角線的平行四邊形可有無數(shù)個。如圖所示 討論:那么要使一個力的分解是惟一的,對兩分力有什么要求? 得出:要使一個力的分解有惟一解有下列條件: ①已知兩個分力方向。 ②已知一個分力大小和方向。 教師:在實際進(jìn)行力的分解時,我們應(yīng)根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解。
(二)力的分解實例分析: 例1:放在水平面的物體受到一個斜向上的力F,F(xiàn)與水平方向成θ角,如圖所示,試分解力F。 教師演示:取一塊粘有厚海棉的木板,水平放在桌面上,海棉上放一鐵塊 學(xué)生觀察:此時可看到海棉的凹陷。 提出問題:用一斜向上的力拉鐵塊,海棉凹陷程度會發(fā)生什么變化?讓兩名學(xué)生上來演示并觀察結(jié)果。得出結(jié)論:此時觀察到海棉凹陷程度變小,同時鐵塊向前運動。 分析:斜向上的拉力F產(chǎn)生兩個效果:一是水平向前拉物體,二是豎直向上拉物體。所以根據(jù)力的作用效果可將F分解為沿水平方向的分力F1和沿豎直方向的分力F2,則力F1和F2的大小為:F1=Fcosθ,F(xiàn)2=Fsinθ。 拓展:如果將作用于物體上的力改為斜向下,你認(rèn)為該力產(chǎn)生什么效果? 學(xué)生活動:用帶有海棉的木塊與鐵塊進(jìn)行演示,并敘述力F產(chǎn)生的效果,然后據(jù)效果進(jìn)行分解。 例2:將一個物體放在斜面上,物體受到豎直向下的重力,重力產(chǎn)生什么樣的作用效果呢? 在前面實驗的基礎(chǔ)上,提出問題:如何演示重力在斜面上產(chǎn)生的效果? 學(xué)生演示分析得出結(jié)論:放在斜面上的物體產(chǎn)生兩個效果。 效果一:使物體沿斜面下滑。效果二:使物體緊壓斜面。學(xué)生活動:叫兩名學(xué)生到前面據(jù)力的作用效果將重力進(jìn)行分解,其他同學(xué)在下面進(jìn)行。教師:指導(dǎo)學(xué)生在作圖時注意的問題,力的分解圖要作得大一些,容易觀察。
三、小結(jié) 1。理解合力與分力的概念,及“等效替代”的物理思想 2。力的分解遵循平行四邊形定則:力的分解和力的合成互為逆運算。 力的分解也遵守平行四邊形定則,一個力分解為兩個力時,以該力為對角線的平行四邊形可以確定這兩個分力,顯然,共有一對角線的平行四邊形有無數(shù)組,因此一個力可分解為無數(shù)組大小方向不同的分力。 3。力的分解應(yīng)根據(jù)力的實際作用效果進(jìn)行。 備注:力的分解是解決問題的一種手段,一個力應(yīng)該怎樣分解取決于解決問題的需要。
四、作業(yè) 課本P15 練習(xí)五
五、板書設(shè)計 1。求一個已知力的分力叫力的分解 力 2。力的分解遵守平行四邊形法則 的 3。力的分解常根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解 分 4。在下列條件下,力的分解有惟一解 解 ①已知兩個力方向 ②已知一分力大小和方向 tanα=即F2=則 F2=10N×3.6cm1cm2=36N 解二:解析法 由三角形知識得:F2=F1+F2 2F1?F2?202?3022=36。1N F1202 ∴α=arctan?3F230=33° 本題總結(jié),鞏固結(jié)論:當(dāng)一個分力大小、方向都確定時,力的分解也是惟一的。F1=Gsinθ,F(xiàn)2=Gcosθ。 分析討論: 當(dāng)斜面傾角θ增大時,分析F1和F2如何變化? 隨θ角的增大,F(xiàn)1增大,F(xiàn)2減小。
(三)觀察生活,聯(lián)系實際 問題:高大的橋要造很大的引橋? 學(xué)生討論:為什么要這樣做? 據(jù)剛才的討論,隨θ的增大、F1增大、F2減小,車輛上橋時,分力F1阻礙車輛前進(jìn),車輛下橋時,分力F1使車輛運動加快,為了行車方便與安全,高大的橋要造很長的引橋,來減小橋面的坡度。 反饋訓(xùn)練: 已知力F方向豎直向下,大小為30N,它的一個分力水平向左,大小為20N,求另一個分力的大小和方向。學(xué)生活動:用平行四邊形法則進(jìn)行力的分解。 實物投影展示學(xué)生不同的解題過程: 解一:圖示法 用1cm長的線段表示10N將合力F和一個分力F1圖示,如上圖所示,將F與F1箭頭端點用虛線相連,即平行四邊形另一對邊。
第五篇:物理:3.4《力的合成》導(dǎo)學(xué)案(新人教版必修一)
四 力的合成
[要點導(dǎo)學(xué)]
1、力的合成和合力的概念。一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同,這個力就是那幾個力的合力;力的合成是
運算過程。
2、通過實驗探究,求合力的方法可歸納為:如果用表示兩個共點力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么合力的大小與方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示,這個法則就是平行四邊形法則。
3、合力隨兩分力間的夾角的增大而減小,合力的變化范圍是在兩分力之和與兩分力之差之間,即│F1-F2│≤F≤│F1+F2│
[范例精析]
例1在做“探究求合力的方法”的實驗中,只用一個彈簧秤來代替鉤碼也可以完成這個實驗,下面用單個彈簧秤完成實驗的說法中,正確的是()A.把兩條細(xì)線中的一條與彈簧秤連接,然后同時拉動這兩條細(xì)線,使橡皮條一端伸長到O點位置,讀出秤的示數(shù)Fl和F2的值
B.把兩條細(xì)線中的一條與彈簧秤連接,然后同時拉動這兩條細(xì)線,使橡皮條的一端伸長到O點,讀出彈簧秤的示數(shù)F1;放回橡皮條,再將彈簧秤連接到另一根細(xì)線上,再同時拉這兩條細(xì)線,使橡皮條再伸長到O點,讀出秤的示數(shù)F2
C.用彈簧秤連接一條細(xì)線拉橡皮條,使它的一端伸長到O點,讀出Fl;再換另一條細(xì)線與彈簧秤連接拉橡皮條,使它的一端仍然伸長到O點,讀出F2
D.把兩根細(xì)線中的一條細(xì)線與彈簧秤連接,然后同時拉這兩條細(xì)線,使橡皮條的一端伸長到O點,記下兩細(xì)線的方向及秤的示數(shù)Fl;放回橡皮條后,將彈簧秤連接到另一根細(xì)線上,再同時拉這兩條細(xì)線,使橡皮條一端伸長到O點,并使兩條細(xì)線位于記錄下來的方向上,讀出彈簧秤的讀數(shù)為F2.
解析:本實驗是用橡皮條的伸長來顯示力的作用效果,相同的作用效果應(yīng)該是使橡皮條沿相同的方向伸長相同的長度。用一只彈簧秤實驗,與用兩只彈簧秤完成該實驗基本步驟相同,但必須保證效果相同,同時能完整地作出平行四邊形進(jìn)行比較.答案:D
拓展:本實驗要研究合力和分力的關(guān)系,把第一次兩個彈簧測力計的拉力F1和F2看作與第二次一個彈簧測力計拉力F單獨作用的效果相同時,F(xiàn)1、F2和F才構(gòu)成分力和合力的關(guān)系,在這個實驗中,用橡皮條在拉力作用下發(fā)生的形變來反映力的作用效果,這個形變包括伸長量和伸長方向兩項,伸長量反映橡皮條所受合力的大小,伸長方向反映橡皮條所受合力的方向,僅用其中的一項不能完整表示力的作用效果.例如.關(guān)于“探究求合力的方法”實驗,下列說法正確的是()A.兩串鉤碼的拉力與某一串鉤碼的拉力作用效果相同 B.實驗中不必記錄兩分力的夾角 C.實驗中必須記錄兩分力的方向
D.實驗中必須記錄橡皮條端點最終被拉到的位置(答案:ACD)
例2.力F1=45N,方向水平向東。力F2=60N,方向水平向北,用作圖法求解合力F的大小和方向。
解析:選擇某一標(biāo)度,利用1.0cm的長度表示15N的力,作出力的平行四邊形,如圖3-4-1所示,表示F1的線段長3.0㎝,表示F2的線段長4.0㎝。用刻度尺量出對角線的長度L為5.0㎝,利用F=L×15/1.0N=75N求出,用量角器可量出合力的方向為東偏北53°。
拓展:涉及方向問題的共點力合成時,表示的方向應(yīng)該與地圖冊的方向一致。用圖解法求合力時,選用的標(biāo)度不能太小,標(biāo)度太小會導(dǎo)致誤差增大。
例
3、下列關(guān)于合力的敘述中正確的是()A.合力是原來幾個力的等效代替,合力的作用效果與分力的共同作用效果相同
B.兩個力夾角為θ(0≤θ≤π),它們的合力隨θ增大而增大
C.合力的大小總不會比分力的代數(shù)和大
D.不是同時作用在同一物體上的力也能進(jìn)行力的合成的運算
解析:力的合成基本出發(fā)點是力的等效代替.合力是它的所有分力的一種等效力,它們之間是等效代替關(guān)系。合力和作用在物體上各分力間的關(guān)系,在效果上是和各分力的共同作用等效,而不是與一個分力等效.因此只有同時作用在同一物體上的力才能進(jìn)行力的合成的運算。就合力與諸分力中的一個分力的大小相比較,則合力的大小可以大于、等于或小于分力.這是因為力是矢量,力的合成遵循平行四邊形定則,合力的大小不僅跟分力的大小有關(guān),而且跟分力的方向有關(guān).根據(jù)力的平行四邊形定則和數(shù)學(xué)知識可知, 兩個力夾角為θ(0≤θ≤π),它們的合力隨θ增大而減小, θ=0°時, 合力最大, 為兩分力的代數(shù)和;θ=180°時, 合力大小最小, 等于兩分力代數(shù)差, 所以合力的大小總不會比分力的代數(shù)和大.正確解答 AC
拓展:只有同時作用在同一物體上的幾個力才存在著等效的合力.求解多個力的合力時,可以先把任意兩個力合成,再把合力與第三個力合成,直到把所有力都合成進(jìn)去。例如:三個方向互成120°角的力,F(xiàn)1=12N方向向東,F(xiàn)2=15N方向南偏西,F(xiàn)3=15N,方向西偏北。求這三個力的合力時可先把F2與 F3合成,它們 的合力為15N,方向向西,再與F1合成,所以三個力的合力等于3N,方向向西。如圖3-4-2所示。
【能力訓(xùn)練】
1.如果一個力的效果跟幾個力共同產(chǎn)生效果_____,這個力叫做那幾個力的______,求幾個力的合力叫做___________.相同, 合力,力的合成
2.力的合成遵循力的________________, 求兩個力的合力時,用力的圖示法作出以這兩個力的線段為_______的平行四邊形的對角線,則對角線的長度和方向表示____________________.平行四邊形定則, 鄰邊,合力的大小和方向
3.有兩個大小不變的共點力,它們的合力的大小F合隨兩力夾角α變化的情況如圖3-4-3所示,則兩力的大小分別為_______和.4N,8N
4.作用在某物體上同一點的兩個力F1=40N,F2=30N.當(dāng)兩個力的夾角為____時,兩力的合力最大,其最大值是_______N;當(dāng)兩力的夾角為_______時兩力的合力最小,其最小值是________N;當(dāng)兩個力互相垂直時合力的大小是________N,合力的方向為_______(用與F1的夾角表示)0°
180°
37°
5.有五個力作用于一點O,這五個力的作用情況如圖3-4-4所示,構(gòu)成一個正六邊形的兩鄰邊和三條對角線。已知F3=10N。則這五個力的合力大小為________。30N
6.一個物體受到兩個力的作用,則(B)A.當(dāng)兩個力大小相等時,物體所受合力一定為零 B.當(dāng)兩個力大小相等時,物體所受合力可能為零
C.當(dāng)兩個力中一個較大時,物體所受合力一定與較大的力同方向 D.當(dāng)兩個力互相垂直時,物體所受合力將取最大值 7.關(guān)于共點力,下列說法中正確的是(CD)
A、作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,這兩力是共點力
B、作用在一個物體上的兩個力,如果是一對平衡力,則這兩力是共點力 C、作用在一個物體的幾個力,如果它們的作用點在同一點上,則這幾個力是共點力
D、作用在一個物體的幾個力,如果它們力的作用線匯交于同一點,則這幾個力是共點力 8.物體受到兩個方向相反的力的作用, F1=8N, F2=10N, 當(dāng)F2由10N逐漸減小到零的過程中, 這兩個力的合力的大小變化是(D)
A.逐漸變小 B.逐漸增大 C.先變大后變小 D.先變小后變大 9.作用在同一物體上的兩個力F1=F2=15N,用作圖法分別求出夾角為300、900、1200時合力的大小和方向.10如圖3-4-5所示,懸掛在天花板下重60N的小球,在均勻的水平風(fēng)力作用下偏離了豎直方向θ=30°角.求風(fēng)對小球的作用力和繩子的拉力.34.6N
11.如圖3-4-6所示,懸線AO與天花板夾角為600,線AO的拉力F1=24N,線BO與墻壁垂直,線BO的拉力F2=12N.求:
(1)用圖解法求F1和F2的合力.(2)用計算法求F1、F2的合力的大小.20.8N
12.物體受到三個力的作用, 其中兩個力的大小分別為5N和7N, 這三個力的最大值為21N, 則第三個力的大小為多少?這三個力的合力最小值為多少?若三個力的最大值為30N,則三個力的合力的最小值為多少?9N 0