4力的合成优质课教案内容

日期:2016-1-8 12:38 阅读:

共1课时

4　力的合成　高中物理人教2003课标版

1教学目标

一、知识与技能：

1．理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。

2．理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。

3．掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用它求两个分力以及几个分力的合力。

4．通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。

二、过程与方法：

1．通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法──等效替代法。

2．通过研究求互成角度的两个力合力方法的过程，向学生渗透科学研究的基本过程。

三、情感态度与价值观：

1．体会逻辑思维和实验相结合研究问题的巨大作用，并由此体会到科学研究的乐趣。

2．体会科学研究中与他人合作、交流的重要性和必要性。

2学情分析

学生已在前几节学习了力的基础知识，可以让学生通过生活中的一些实例,先对合力有一个感性认识，知道力的效果是合力代换的前提，然后通过最简单的情况来认识合力大小与方向是怎么确定的。这样可使学生从一般到特殊初识力的合成.

3重点难点

一、教学重点：

1.合力与分力的关系。

2．得出平行四边形定则的实验过程。

二、教学难点

如何引导学生自己完成实验，并得出力的合成满足平行四边形定则这一结论。

4教学过程 4.1 第一学时 教学活动 活动1【导入】新课引入

一、引入

在日常生活中，经常出现这样的情况，一个人搬东西，搬不动的时候，会叫别人来帮忙搭把手，这个时候，一个人搬不动的东西，两个人或是多个人就可以搬动了，这是为什么呢？在我们学习了力的合成之后，大家就会知道这其中的原委。

【故事1】曹冲称象

曹冲是怎样做到的？为什么可以这样做？

用测石头的质量替代测大象的质量，他们都可以使船沉入相同的深度，效果是一样的，等效替代。

在使船沉入的深度的效果上是相等的。

活动2【导入】进行新课

二、进行新课

情景1

【一组图片】深入体会“等效替代”，引入合力分力概念。

图中，两个女生与一个男生，就“提起同一桶水”（静止不动）这一作用效果而言，相同吗？

生：是相同的

师总结：一个男生提一桶水的力和两个女生提同一桶水的力，效果相同；在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。

定义：分力与合力

如果某一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，那么就把这一个力称为那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力。（强调合力与分力的等效性）

合力与分力的关系：等效替代

师：两女生提一桶水的力是分力，一个男生提这桶水的力为合力，这桶水在被两个女生提起不动的时候受到几个力作用？是重力、两个女生提水的分力和它们的合力吗？

学生回答：部分同学说是，四个力，部分同学说三个力

师总结：合力与分力是等效替代关系，所以桶子只受重力、两个女生对它的拉力

教师点拨：分力合力

已知分力求合力——力的合成

今天我们来共同学习下力合成的法则。

设问：同一条直线上的两个力，合成的合力与分力有怎样的关系？（课件导学）

带领学生得出：同向F=F1+F2，方向与分力方向相同

反向F=F1-F2，方向与大的分力同向（F1为大的力）

学生总结

活动3【活动】学生实验

1.提出问题

在刚刚同学演示的实验中，F1、F2与合力F并不在一条直线上，那么这种情形下的合力与分力可能是怎样的关系呢？会不会依然是简单的代数加减？给大家2min，利用手边仪器，动手试一试。

教师引导学生思考讨论。

【学生探究】

学生根据现有的器材（弹簧秤、勾码）设计实验，得出结论。（本次探究仅仅是为了让学生得出在互成角度的前提下两个分力的大小之和不等于合力）

学生根据探究结果得出结论：F≠F1+F2

教师总结

合力与分力的关系不仅跟大小有关，还跟力的方向有关。

2.猜想与假设

有一点我们是可以肯定的，F与F1和F2作用的效果相同，那么F就肯定是F1、F2的和，不过这种和不是简单的代数和，还涉及力的方向性问题。

3.设计实验，制定实验方案

那么力的合成应该遵循怎样的法则呢？我们一会通过实验来寻找这个法则。首先看看我们为大家提供了哪些器材。器材（橡皮条，图钉、木板、白纸、弹簧秤、细绳套）

实验步骤：

(1)在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好．

(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套．

(3)用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O.

(4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下)．

(5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示．

(6)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示．

(7)探究这三个力的大小及方向的关系．

学生实验，教师巡回指导

师：请同学们取下白纸，把实验器材整理好，然后仔细分析三个力的图示．建议同学们把合力和分力的末端用虚线连接起来．

生：虚线和原来的两个分力构成了一个四边形．

师：（引导）四边形有很多种，它看起来像哪一类？

生：像平行四边形。

师：(继续分析)合力与两个分力处于平行四边形的什么位置?

生：合力在平行四边形的对角线上，两个分力为平行四边形的两条邻边．

师：平行四边形的对角线有两条，合力在哪一条上?

生：两个分力为邻边的之间的对角线上．

把合力、分力连在同一个四边形中，合力为四边形的一条对角线。

引导学生猜想这是一个怎样的四边形。教师可以有目的的先展示作图规范误差小的学生作品，通过引导大致得出这应该是一个平行四边形。（也可以让学生以两个分力为邻边做出平行四边形，比较用平行四边形得到的对角线与实际合力的误差）事实上是存在误差的，在这里要体现出科学的实验思想，指出结论的得出不是一次两次的实验就能完成的，需要经过大量的实验以及事实的检验，最终才能确定结论。

活动4【讲授】教师总结

形成结论

平行四边形定则

以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表的合力的大小和方向。

那么如果给出任意的两个力F1和F2，在保证大小不变的情况下，逐渐增大他们的夹角，合力将会怎么变化？合力的范围是怎样的？

到底是不是这样呢？我们来看一个课件演示。

分小组合作分别作出合力，结合同向和反向两种特殊情况下的合力与分力关系，引导学生得出合力与分力的大小关系| F1-F2|≦F≦F1+F2

课件动态展示

4　力的合成　

课时设计课堂实录