4力的合成课时教学实录

4　力的合成　 高中物理       人教2003课标版

 一、知识目标：

    1．理解合力、分力与力的合成的概念。

    2．了解矢量、标量的定义。

    3．掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。

    4．要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。

 二、能力目标：

   1．培养学生动手能力、合作能力、物理思维能力。

   2．掌握“等效代替”的思想并能在实际生活中应用该思想。

 三、情感目标：

    1．给学生树立信心，在困难中敢于面对，主动寻找解决问题的方法。

    2．在实验的过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验数据，培养学生实事求是的精神。

学生刚从初中进入高中，其学习方法还停留在初中的知识主要靠记忆的学习方式，所以在这一时期我们的教学不仅仅是知识的传授，还要注意教会学生学习物理的学习方法和培养学生学习物理的兴趣。

教学重点：

（1）用作图法求合力

（2）理解合力与分力的关系

教学难点：

  (1) 用作图法求合力
  (2) 合力与分力的关系

（投影仪投影提水、拔石头图片）展示提水图片时（问）大家在家帮不帮父母做家务？当看到母亲提水累了，我们想去帮忙提，但一个人力气又太小，那我们就可以采取两个人一起提来达到同样的效果。虽然采取的方式不同，但达到的效果是一样的。我们把这种方式不同但效果相同的代替叫做“等效代替”。

（投影仪投影拔石头图片）在生活中我们常用“等效代替”来解决实际问题，比如，众人拔石头这样的话劳动力太弱，所以我们经常会使用动物来替代我们做为劳动力，这样我们就省力多了。我们也可以用一根绳子来“取代原来的两根绳子，用物理力学来分析，也就是用一个力来等效代替两个力。那我们把这两个被F取代的（F1、F2）叫F的分力；把用来等效代替F1、F2的F叫作F1、F2的合力。F与F1、F2的关系也就是等效的代替与被代替关系。

1.合力、分力

（投影仪投影）用一个力F来等效代替几个力时，被代替的几个力叫F的分力，用来代替的F叫这几个分力的合力。

黑板板书：一、合力与分力

（问）实际生活中物体往往会受到多个力的作用，力太多了我们研究起来难免会觉得复杂，那我们能不能求出一个合力来等效代替这些分力，从而简化分析过程呢？

（答）：能

2.力的合成

（投影仪投影）求几个已知分力的合力叫力的合成。

 黑板板书：二、力的合成

如果几个力没有作用在同一物体上的分散力，我们也无法用一个合力来等效代替这几个分力。比如同学们都往教室外跑，我要想把你们拉回来，那我到底拉那个的是。所以我们要把分力合成的话，这些力必须要是共点力。

   （问）那什么又是共点力呢？

（让学生思考片刻后投影仪投影“共点力”图片，再引导回答）顾名思义就是共同作用于一点，或作用线相交于同一点的一组力。

3.共点力

（投影仪投影）：共点力：如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。

黑板板书：三、共点力

 力要怎么合成呢？我们先从简单的二力合成入手，请大家回忆一下初中的知识，初中已经学过共线的二力合成，即方向相同或相反的合成。

   （投影仪投影）：

1.二力合成：

共线二力合成：

例1：

两个共点力F1 =4N; F2 =3N。（1）当它们方向相同时，合力为多大？    （2）当它们方向相反时，合力为多少？                         

结论：

   A、方向相同的二力合成： F= F1 + F2    方向与二力的方向一致。

B、方向相反的二力合成：F=︱F1 - F2︱ 方向与二力中较大的力方向一致。

（2）不共线的二力合成：

像这种不共线的两个力要怎么合成呢？是不是也像共线二力合成一样合力就等于50N呢？

    （视学生具体回答的答案引导答）：不是，要怎么合成呢？

黑板板书：四、力的合成

共线二力合成
不共线二力合成

（动画演示）展示一个用两个力拉弹簧和一个力拉弹簧的动画引导出“分力于合力的等效代替”思想。从分力于合力的图示中直接给出平行四边形定则。

牛顿之所以有那么大的成就，他说是因为他站在巨人的肩上，那我们也来站在前人肩上，看前面科学家们是怎么合成不共线的分力的。

物理学家们经过大量准确的实验证明：如果用表示两个共点力F1 ， F2的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。

（投影仪投影）：平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1 ， F2的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。

平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1 F2的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。

不共线的二力合成是否遵循平行四边形定则？让我们做个实验来画出力的图示来验证力在合成时遵循平行四边形是否正确。

要想从走长征路是非常困难又费时间的事，今天我们只一起来做个实验验证一下。

实验过程：用事先粘贴在黑板上的橡皮筋做力的合成实验。

实验时的注意事项;

①橡皮筋的自然伸长时的“O”点要记下。

②用两把弹簧秤拉伸时要保证细绳与弹簧秤的拉勾要在一条线上。（斜拉时发出的吱吱声表明有摩擦力）

③拉力大小不要超过弹簧秤量程，弹簧秤要与黑版面平行。

④记录时要记下两分力的大小和方向。

⑤画平行四边形时，不是真实存在力的线段用虚线表示。

实验顺序：

①用两把弹簧秤把橡皮筋从“O”点拉长到“O’”点，按紧弹簧秤；记录下，细线的方向和两个分力的大小。

②撤去其中一把弹簧秤，用一把弹簧秤把橡皮筋同样从“O”点拉长到“O，”，记下此时细线的方向和力的大小。

③用直尺画出一个共用标度。

④用力的图示法作出F1 ， F2  及 F

⑤连接两个分力与合力的箭头顶点。

⑥总结得出结论：由分力为邻边画出的平行四边形，分力夹角上的对角线可以表示两分力的合力。

（情感引导）同学们为什么会得出错误的答案呢？问题就在于我们并不知道的事物规律，却用别的规律来类似归纳。在生活中固然有很多时候我们可以用类似归纳，但这种方法不一定可靠，所以我们要严谨的态度对待科学，不能什么都用，好像是这样、可能是是这样。

不共线二力合成的方法

1.作图法:

   1、根据分力实际大小制定出共用标度。

    2、根据分力的大小及方向画出分力的力的图示。

    3、以两分力图示为邻边画出平行四边形。（箭尖用虚线连接，因为不是真实存在的力）

    4、画出分力夹角上的对角线。

    5、用直尺量出对角线的长度，再根据标度确定出合力的大小。

    6、用量角器量出合力的方向夹角。(用什么方法？量角器测量)

优缺点：可以求任意夹角的合力；但因为作图时误差较大，使得求出的合力的误差较大。

在回过头去解前面出现的例2.

例2: 已知两个互成90度的分力，其中F1=30N，F2=40N，用作图法求这两个分力的合力为多少？

2.几何知识法

如果能通过几何知识方法求得两分力为邻边组成的平行四边形的对角线，就能求出合力的大小。如上图中我们可以根据几何知识勾3股4弦5得出合力为50N。

书上“思考与讨论”有这么一个问题：有两个力F1 和 F2，请自行设定它们的大小，用作图法求出它们之间的夹角为0度，60度，90度，150度，180度时合力F的大小。让学生同桌间一人用作图法求60度、90度、120度的合力，一人用几何法求合力。比较那个同学的速度更快，那个同学得出的结果更准确。

优缺点：求出的合力准确，但当夹角不特殊时不容易求。

    （本节整合点二）投影学生上课是举手问问题的场景，本节课在画图时要注意很多的细节问题，学生在初学画图时不能把握细节是很普遍的问题，所以在课堂练习时老师要注意辅导学生，但全班学生都有问题时，但老师到底该辅导谁。但是当我们引入多媒体后，把学生课堂练习收上来，找出一些典型错误作业本放到展示台上当面批改，这是展示台的第二大功效。可以使学生很快学会又好又快的画图。

3.多个分力的合成  

采取逐次合成法合成。

（用动画课件演示）二力合成中，合成一次两个力就变成一个力了，即每合成一次就要减少一个力。

（投影仪投影）例3：力F1＝30N，方向水平向右。力F2＝40N，方向竖直向上。要求：
⑴先用作图法求这两个力的合力F的大小和方向。
⑵能否用计算法求合力F的大小和方向？

1、一个物理思想：等效代替

2、一个定则：所有的矢量合成都遵循平行四边形定则。

3、两种方法：作图法：直观明了、误差较大

           计算法：准确、非特殊角时计算较复杂。

黑板板书：七、小结：

                   1.一个物理思想

                    2.一个定则

                    3.两种方法

作业本《力的合成》

4　力的合成　

4　力的合成　

（投影仪投影提水、拔石头图片）展示提水图片时（问）大家在家帮不帮父母做家务？当看到母亲提水累了，我们想去帮忙提，但一个人力气又太小，那我们就可以采取两个人一起提来达到同样的效果。虽然采取的方式不同，但达到的效果是一样的。我们把这种方式不同但效果相同的代替叫做“等效代替”。

（投影仪投影拔石头图片）在生活中我们常用“等效代替”来解决实际问题，比如，众人拔石头这样的话劳动力太弱，所以我们经常会使用动物来替代我们做为劳动力，这样我们就省力多了。我们也可以用一根绳子来“取代原来的两根绳子，用物理力学来分析，也就是用一个力来等效代替两个力。那我们把这两个被F取代的（F1、F2）叫F的分力；把用来等效代替F1、F2的F叫作F1、F2的合力。F与F1、F2的关系也就是等效的代替与被代替关系。

1.合力、分力

（投影仪投影）用一个力F来等效代替几个力时，被代替的几个力叫F的分力，用来代替的F叫这几个分力的合力。

黑板板书：一、合力与分力

（问）实际生活中物体往往会受到多个力的作用，力太多了我们研究起来难免会觉得复杂，那我们能不能求出一个合力来等效代替这些分力，从而简化分析过程呢？

（答）：能

2.力的合成

（投影仪投影）求几个已知分力的合力叫力的合成。

 黑板板书：二、力的合成

如果几个力没有作用在同一物体上的分散力，我们也无法用一个合力来等效代替这几个分力。比如同学们都往教室外跑，我要想把你们拉回来，那我到底拉那个的是。所以我们要把分力合成的话，这些力必须要是共点力。

   （问）那什么又是共点力呢？

（让学生思考片刻后投影仪投影“共点力”图片，再引导回答）顾名思义就是共同作用于一点，或作用线相交于同一点的一组力。

3.共点力

（投影仪投影）：共点力：如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。

黑板板书：三、共点力

 力要怎么合成呢？我们先从简单的二力合成入手，请大家回忆一下初中的知识，初中已经学过共线的二力合成，即方向相同或相反的合成。

   （投影仪投影）：

1.二力合成：

共线二力合成：

例1：

两个共点力F1 =4N; F2 =3N。（1）当它们方向相同时，合力为多大？    （2）当它们方向相反时，合力为多少？                         

结论：

   A、方向相同的二力合成： F= F1 + F2    方向与二力的方向一致。

B、方向相反的二力合成：F=︱F1 - F2︱ 方向与二力中较大的力方向一致。

（2）不共线的二力合成：

像这种不共线的两个力要怎么合成呢？是不是也像共线二力合成一样合力就等于50N呢？

    （视学生具体回答的答案引导答）：不是，要怎么合成呢？

黑板板书：四、力的合成

共线二力合成
不共线二力合成

（动画演示）展示一个用两个力拉弹簧和一个力拉弹簧的动画引导出“分力于合力的等效代替”思想。从分力于合力的图示中直接给出平行四边形定则。

牛顿之所以有那么大的成就，他说是因为他站在巨人的肩上，那我们也来站在前人肩上，看前面科学家们是怎么合成不共线的分力的。

物理学家们经过大量准确的实验证明：如果用表示两个共点力F1 ， F2的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。

（投影仪投影）：平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1 ， F2的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。这叫做力的平行四边形定则。

平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1 F2的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。

不共线的二力合成是否遵循平行四边形定则？让我们做个实验来画出力的图示来验证力在合成时遵循平行四边形是否正确。

要想从走长征路是非常困难又费时间的事，今天我们只一起来做个实验验证一下。

实验过程：用事先粘贴在黑板上的橡皮筋做力的合成实验。

实验时的注意事项;

①橡皮筋的自然伸长时的“O”点要记下。

②用两把弹簧秤拉伸时要保证细绳与弹簧秤的拉勾要在一条线上。（斜拉时发出的吱吱声表明有摩擦力）

③拉力大小不要超过弹簧秤量程，弹簧秤要与黑版面平行。

④记录时要记下两分力的大小和方向。

⑤画平行四边形时，不是真实存在力的线段用虚线表示。

实验顺序：

①用两把弹簧秤把橡皮筋从“O”点拉长到“O’”点，按紧弹簧秤；记录下，细线的方向和两个分力的大小。

②撤去其中一把弹簧秤，用一把弹簧秤把橡皮筋同样从“O”点拉长到“O，”，记下此时细线的方向和力的大小。

③用直尺画出一个共用标度。

④用力的图示法作出F1 ， F2  及 F

⑤连接两个分力与合力的箭头顶点。

⑥总结得出结论：由分力为邻边画出的平行四边形，分力夹角上的对角线可以表示两分力的合力。

（情感引导）同学们为什么会得出错误的答案呢？问题就在于我们并不知道的事物规律，却用别的规律来类似归纳。在生活中固然有很多时候我们可以用类似归纳，但这种方法不一定可靠，所以我们要严谨的态度对待科学，不能什么都用，好像是这样、可能是是这样。

不共线二力合成的方法

1.作图法:

   1、根据分力实际大小制定出共用标度。

    2、根据分力的大小及方向画出分力的力的图示。

    3、以两分力图示为邻边画出平行四边形。（箭尖用虚线连接，因为不是真实存在的力）

    4、画出分力夹角上的对角线。

    5、用直尺量出对角线的长度，再根据标度确定出合力的大小。

    6、用量角器量出合力的方向夹角。(用什么方法？量角器测量)

优缺点：可以求任意夹角的合力；但因为作图时误差较大，使得求出的合力的误差较大。

在回过头去解前面出现的例2.

例2: 已知两个互成90度的分力，其中F1=30N，F2=40N，用作图法求这两个分力的合力为多少？

2.几何知识法

如果能通过几何知识方法求得两分力为邻边组成的平行四边形的对角线，就能求出合力的大小。如上图中我们可以根据几何知识勾3股4弦5得出合力为50N。

书上“思考与讨论”有这么一个问题：有两个力F1 和 F2，请自行设定它们的大小，用作图法求出它们之间的夹角为0度，60度，90度，150度，180度时合力F的大小。让学生同桌间一人用作图法求60度、90度、120度的合力，一人用几何法求合力。比较那个同学的速度更快，那个同学得出的结果更准确。

优缺点：求出的合力准确，但当夹角不特殊时不容易求。

    （本节整合点二）投影学生上课是举手问问题的场景，本节课在画图时要注意很多的细节问题，学生在初学画图时不能把握细节是很普遍的问题，所以在课堂练习时老师要注意辅导学生，但全班学生都有问题时，但老师到底该辅导谁。但是当我们引入多媒体后，把学生课堂练习收上来，找出一些典型错误作业本放到展示台上当面批改，这是展示台的第二大功效。可以使学生很快学会又好又快的画图。

3.多个分力的合成  

采取逐次合成法合成。

（用动画课件演示）二力合成中，合成一次两个力就变成一个力了，即每合成一次就要减少一个力。

（投影仪投影）例3：力F1＝30N，方向水平向右。力F2＝40N，方向竖直向上。要求：
⑴先用作图法求这两个力的合力F的大小和方向。
⑵能否用计算法求合力F的大小和方向？

1、一个物理思想：等效代替

2、一个定则：所有的矢量合成都遵循平行四边形定则。

3、两种方法：作图法：直观明了、误差较大

           计算法：准确、非特殊角时计算较复杂。

黑板板书：七、小结：

                   1.一个物理思想

                    2.一个定则

                    3.两种方法

作业本《力的合成》