4力的合成优秀教学设计

日期:2016-1-8 13:14 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

1．知识与技能

（1）理解合力、分力、力的合成、共点力的概念．

（2）理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代．

（3）会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成．

2．过程与方法

（1）培养学生的实验能力，理解问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力．

（2）进行科学态度和科学方法教育．

（3）树立等效思想．

3．情感、态度与价值观

培养学生善于交流的合作精神，形成良好的学习习惯和学习方法．

2学情分析 3重点难点

教学重点

1．运用平行四边形定则求合力．

2．合力与分力的关系．

教学难点

运用等效替代思想理解合力概念是难点．

4教学过程 4.1 第一学时　　力的合成 教学活动 活动1【讲授】力的合成

一、力的合成

一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力．

当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力．求几个力的合力的过程叫做力的合成．下面我们来探究一下求几个力的合力的方法．

实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F作用，也可以用2个力F1和F2同时作用．如能想办法确定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F与F1和F2间的关系．

演示

总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示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表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则．如下图．

如果两个分力的大小分别为F1、F2，两个分力之间的夹角为θ，当θ=0°时，它们的合力等于多少？当θ=180°时，它们的合力又等于多少？

平行四边形定则的具体应用方法有两种：

1．图解法

（1）两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以F1、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向．

用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角θ.

如下图所示．

上图中F1＝50 N，F2＝40 N，合力F＝80 N.

（2）两个以上力的合成：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力．

2．计算法

先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式（如余弦定理）算出对角线所表示的合力的大小和方向.

当两个力互相垂直时，如下图有：

tanθ=F2/F1.

合力大小的范围：

让两个力F1和F2之间的夹角θ由0°→180°变化，可以得到：

（1）合力F随θ的增大而减小．

（2）当θ＝0°时，F有最大值Fmax＝F1＋F2，当θ＝180°时，F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来的任意一个分力．

一般地|F1－F2|≤F≤F1＋F2

3．矢量和标量

问题：我们学过许多物理量，如：长度、质量、时间、能量、温度、力、速度等．这些物理量有什么异同？

引导学生分析：力、速度是既有大小又有方向的物理量，而质量、时间、能量、长度等物理量只有大小，没有方向，前者叫矢量，后者叫标量，矢量的合成遵守平行四边形定则．

二、共点力

物体所受的各个力的作用点在同一点或作用线相交于一点，这样的力叫共点力

三、课堂练习

1．甲、乙两个小孩共同推着一辆小车在水平地面上以0.5 m/s的速度向右匀速运动，丙小孩单独使同一辆小车在同一水平面运动，下列情况中丙对车的作用力与甲、乙对车的合作用力相同的是（　　

A．丙推着小车以0.5 m/s的速度向右匀速运动

B．丙拉着小车以0.5 m/s的速度向右匀速运动

C．丙推着小车以0.5 m/s的速度向左匀速运动

D．丙推着小车由静止开始向右运动的瞬间

2．大小分别为30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，两个力的合力F的大小一定为（　　）．

A．F＝55 N　　　　　B．F≤5 N

C．F≥55 N D．5 N≤F≤55 N

答案：1．AB　2．D　

课堂小结

布置作业

4　力的合成　

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