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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．通过实验探究，理解力的合成——平行四边形定则。 3．能用力的合成分析解决生活中实际问题。 （二）过程与方法 1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。 2．通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究。 3．学生在自主找规律的过程中体会到学习的乐趣．实验结果在误差范围内是准确的。 （三）情感态度与价值观 1．培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。 2．通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。 3.发展学生对科学的好奇心和求知欲望，培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情。 2学情分析本节内容在全书及章节的地位:《力的合成》是普通高中课程程标准实验教科书（必修1）第三章第四节.在此之前,学生已学习了力的基本概念,力的图示和重力、弹力、摩擦力这三种基本性质力,这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。本节内容是力的合成部分,在今后的力学和运动学甚至其他章节的一些学习中,占据非常重要的地位。 物理思想方法分析:在物理教学中,不仅要传授给学生物理知识,更重要的是传授给学生物理思想，物理方法，因此本节课在教学中力图让学生学会用实验的方法归纳总结出物理知识,并且知道怎样恰当的运用误差的观点来处理数据。 3重点难点【教学重点】 1、通过实例理解分力、合力、力的合成的概念； 2、通过实验探究“互成角度的两个力的合成”法则. 【教学难点】 1、合力和它的分力是“等效代换”的关系； 2、实验探究“互成角度的两个力的合成”法则. 4教学过程 4.1 第一学时 教学活动 活动1【讲授】教学过程【教学过程】 一、引入 从用IC卡和用现钞到学校小卖部买可口可乐两者的效果是一样的引入等效的概念。 二、新课教学 1、力的等效替代 〖情景一〗一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水； ※一个力跟两个力等效 〖情景二〗马德堡半球实验 ※一个力跟几个力等效 ▲由以上两个情景说明力的等效替代，引入合力和分力的概念. ［定义］如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代（力的等效代替），这个力称为另外几个力的合力。另外几个力称为这个力的分力。从作用效果相同这一点出发，用一个力替代几个力的方法，就叫做力的合成。 2、力的合成法则 ［问题］既然合力与分力可以相互替代，那么它们之间存在什么关系呢？互成角度的两个力的合力是不是几个分力简单的相加呢？ 〖游戏〗 『游戏方法』 ⑴、把十几本课本装到一个大塑料袋里面； ⑵、用一根绳子缠绕在塑料袋的吊环上； ⑶、用一只手拉着绳子把塑料袋提住； ⑷、用两只手拉着绳子的两端把塑料袋提住； ⑸、逐渐增大绳子的夹角，一直增大，尽可能把绳子拉成一直线。 ▲由游戏说明合力不是几个分力简单的相加 ［猜想］根据刚才的游戏，猜想合力跟分力的哪些因素有关？ ★探究求合力的方法★ 提出问题 合力跟两个分力的大小和方向有怎样的定量关系？ 实验器材 方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳（两条）、三角板、刻度尺、图钉（几个） 探究过程图① 〖猜想与假设〗 两个已知大小的作用力F1和F2，其合力大小是唯一的，还是有一个范围？从前面的游戏和实验中你得到什么启示？_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 图① 〖设计与提示〗 将方木板平放在桌上，用图钉把白纸固定在方木板上。把橡皮条的一端固定在木板上，另一端与两根细绳相连。 ⑴如图①所示，用两把弹簧秤分别勾住两根细绳，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点沿直线伸长至某一位置Ｏ； ⑵用铅笔将结点的位置O及两个拉力的方向画在白纸上，记下此时两把弹簧秤的读数F1和F2； ＊如何记录拉力的方向呢？_______________________ ⑶去掉一把弹簧秤，调整余下的一把弹簧秤的位置。为了保证一把弹簧秤的作用效果跟两把弹簧秤的作用效果一样，你将怎么做？________________________________________________________________ ⑷用铅笔和刻度尺在白纸上从Ｏ点沿力的方向，作出三个力F、F1和F2的图示。 ＊实验中F、F1和F2三个力中，哪个是合力？哪些是分力？_______________________ ⑸根据实验结果，可以得出这三个力满足什么样的几何关系吗？ 我的结论是：______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ⑹改变F1和F2的大小和方向，重做上述实验，看看结果是否相同。 实验结果是否相同？________________________________________________________ 思考与讨论 合力一定大于分力吗？当两个分力F1、F2的大小不变时，合力的大小变化范围怎样？请根据你的实验结果进行推理。__________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ▲通过实验来探究合力与分力的定量关系 〖师生互动〗选几组做得比较准确的图示放到实物投影仪上展示，并询问该组同学得到的什么结论？是怎么得到的？ ［问题］实验结果中做出的对角线与表示合力F的有向线段为什么不完全重合？ ［实验结论］求两个互成角度的力的合力，不是简单地把两个力相加起来。而是应该以表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向。 ［强调］用有向线段才能谈到力 ［巩固训练］ 例１：物体受到两个力F1、F2的作用，F1＝45Ｎ，方向水平向右；F2＝60Ｎ，方向竖直向上．求这两个力的合力Ｆ的大小和方向． 3、合力与分力夹角的关系 ［思考与讨论］合力一定大于分力吗？当两个分力F1、F2的大小不变时，合力的大小变化范围怎样？ ▲启发学生采用控制变量法。 ［结论］ ——合力随两个大小不变的分力间夹角的增大而减小。 ——合力可以大于任意一个分力，也可以小于任意一个分力。 ①Fmax=F1+F2(两分力夹角为0°，合力Ｆ与分力F1，F2同向) ②Fmin=|F1－F2|（两分力夹角为180°，合力F与分力F1，F2中较大的力同向） 三、小结 1、互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形 定则。即合力 F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角。 2、对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳法来完成的。实验归纳法的步骤是：提出问题→设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析→多次实验、归纳、总结→得出结论。 四、课堂练习 １、作用在物体上的两个力，F1=10N、F2=2N。若它们之间的夹角可任意，那么下列哪些数值可能是它们的合力： A．８Ｎ B．11Ｎ C．０Ｎ D．1Ｎ ２、大小不变夹角可任意调整的两个力F1、F2，关于它们的合力Ｆ正确的说法是： A．Ｆ一定大于任何一个分力 B．Ｆ既可等于F1，亦可等于F2 C．Ｆ有可能小于任何一个分力 D．Ｆ一定是随F1与F2的夹角的增大而减小 3．如图为两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角 的关系图像，则这两个分力大小分别是 （ ） A．1N和4N B．2N和3N C．1N和5N D．2N和4N
五、课外作业 4 力的合成 课时设计 课堂实录4 力的合成 1第一学时 教学活动 活动1【讲授】教学过程【教学过程】 一、引入 从用IC卡和用现钞到学校小卖部买可口可乐两者的效果是一样的引入等效的概念。 二、新课教学 1、力的等效替代 〖情景一〗一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水； ※一个力跟两个力等效 〖情景二〗马德堡半球实验 ※一个力跟几个力等效 ▲由以上两个情景说明力的等效替代，引入合力和分力的概念. ［定义］如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代（力的等效代替），这个力称为另外几个力的合力。另外几个力称为这个力的分力。从作用效果相同这一点出发，用一个力替代几个力的方法，就叫做力的合成。 2、力的合成法则 ［问题］既然合力与分力可以相互替代，那么它们之间存在什么关系呢？互成角度的两个力的合力是不是几个分力简单的相加呢？ 〖游戏〗 『游戏方法』 ⑴、把十几本课本装到一个大塑料袋里面； ⑵、用一根绳子缠绕在塑料袋的吊环上； ⑶、用一只手拉着绳子把塑料袋提住； ⑷、用两只手拉着绳子的两端把塑料袋提住； ⑸、逐渐增大绳子的夹角，一直增大，尽可能把绳子拉成一直线。 ▲由游戏说明合力不是几个分力简单的相加 ［猜想］根据刚才的游戏，猜想合力跟分力的哪些因素有关？ ★探究求合力的方法★ 提出问题 合力跟两个分力的大小和方向有怎样的定量关系？ 实验器材 方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳（两条）、三角板、刻度尺、图钉（几个） 探究过程图① 〖猜想与假设〗 两个已知大小的作用力F1和F2，其合力大小是唯一的，还是有一个范围？从前面的游戏和实验中你得到什么启示？_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 图① 〖设计与提示〗 将方木板平放在桌上，用图钉把白纸固定在方木板上。把橡皮条的一端固定在木板上，另一端与两根细绳相连。 ⑴如图①所示，用两把弹簧秤分别勾住两根细绳，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点沿直线伸长至某一位置Ｏ； ⑵用铅笔将结点的位置O及两个拉力的方向画在白纸上，记下此时两把弹簧秤的读数F1和F2； ＊如何记录拉力的方向呢？_______________________ ⑶去掉一把弹簧秤，调整余下的一把弹簧秤的位置。为了保证一把弹簧秤的作用效果跟两把弹簧秤的作用效果一样，你将怎么做？________________________________________________________________ ⑷用铅笔和刻度尺在白纸上从Ｏ点沿力的方向，作出三个力F、F1和F2的图示。 ＊实验中F、F1和F2三个力中，哪个是合力？哪些是分力？_______________________ ⑸根据实验结果，可以得出这三个力满足什么样的几何关系吗？ 我的结论是：______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ⑹改变F1和F2的大小和方向，重做上述实验，看看结果是否相同。 实验结果是否相同？________________________________________________________ 思考与讨论 合力一定大于分力吗？当两个分力F1、F2的大小不变时，合力的大小变化范围怎样？请根据你的实验结果进行推理。__________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ▲通过实验来探究合力与分力的定量关系 〖师生互动〗选几组做得比较准确的图示放到实物投影仪上展示，并询问该组同学得到的什么结论？是怎么得到的？ ［问题］实验结果中做出的对角线与表示合力F的有向线段为什么不完全重合？ ［实验结论］求两个互成角度的力的合力，不是简单地把两个力相加起来。而是应该以表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示合力的大小和方向。 ［强调］用有向线段才能谈到力 ［巩固训练］ 例１：物体受到两个力F1、F2的作用，F1＝45Ｎ，方向水平向右；F2＝60Ｎ，方向竖直向上．求这两个力的合力Ｆ的大小和方向． 3、合力与分力夹角的关系 ［思考与讨论］合力一定大于分力吗？当两个分力F1、F2的大小不变时，合力的大小变化范围怎样？ ▲启发学生采用控制变量法。 ［结论］ ——合力随两个大小不变的分力间夹角的增大而减小。 ——合力可以大于任意一个分力，也可以小于任意一个分力。 ①Fmax=F1+F2(两分力夹角为0°，合力Ｆ与分力F1，F2同向) ②Fmin=|F1－F2|（两分力夹角为180°，合力F与分力F1，F2中较大的力同向） 三、小结 1、互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形 定则。即合力 F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角。 2、对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳法来完成的。实验归纳法的步骤是：提出问题→设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析→多次实验、归纳、总结→得出结论。 四、课堂练习 １、作用在物体上的两个力，F1=10N、F2=2N。若它们之间的夹角可任意，那么下列哪些数值可能是它们的合力： A．８Ｎ B．11Ｎ C．０Ｎ D．1Ｎ ２、大小不变夹角可任意调整的两个力F1、F2，关于它们的合力Ｆ正确的说法是： A．Ｆ一定大于任何一个分力 B．Ｆ既可等于F1，亦可等于F2 C．Ｆ有可能小于任何一个分力 D．Ｆ一定是随F1与F2的夹角的增大而减小 3．如图为两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角 的关系图像，则这两个分力大小分别是 （ ） A．1N和4N B．2N和3N C．1N和5N D．2N和4N
五、课外作业 Tags：合成,教案,板书,设计
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