人教版必修1 3.4 力的合成 教案2.doc

3-4 力的合成一、教學目標知識與技能: 1.理解合力、分力、力的合成、共點力的概念. 2.理解力的合成本質上是從作用效果相等的角度進行力的相互替代. 3.會用力的合成的平行四邊形定則進行力的合成.過程與方法：利用實驗，得出互成角度的兩個力的合成遵循平行四邊形定則情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生分析解決問題的能力、動手操作能力、物理思維能力和科學探究中嚴謹、務實的精神和態(tài)度二、教學重難點重點：1.運用平行四邊形定則求合力. 2.合力與分力的關系.難點：運用等效替代思想理解合力概念。三、課時安排1課時四、教學器材細線若干、彈簧秤(2只)、橡皮筋(2條)、方木板(1塊)、三角板(2個)、小車等五、教學設計導入：1+1在什么情況下不等于2？（算錯的情況） 今天，我們卻要證明，有時候在算對的情況下，1+1也不等于2新課教學演示：請兩個女同學把一桶水抬起，然后再讓一個男同學自己把水提起.f2ff1gg對兩次情況進行受力分析， 不管是只有一個力f作用，還是有兩個力f1、f2共同作用，兩次對于水桶來說，效果都是一樣的。也就是說，f與“f1和f2”是等效的，我們可以用f替代f1和f2作用，也可以用f1和f2來替代f作用，效果一樣，此時，我們就可以稱f為f1和f2的合力，而f1、f2就成為f的分力一、合力與分力請同學們自己總結合力與分力的定義，教師加以指導。當一個物體受到幾個力共同作用時，我們常常可以求出這樣一個力，這個力的作用效果跟原來幾個力的作用效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而那幾個力叫做這個力的分力。問：合力與分力之間是什么樣的關系？（等效替代）例：一個人推動一輛小汽車和幾個人一起推動這兩小汽車，這一個人的力和這幾個人的力之間是不是合力與分力的關系？(強調“等效”)通過此例題，加深學生對“等效”的理解問：合力與分力的大小有什么關系？是不是簡單的代數(shù)和的關系？演示1：兩個彈簧秤互成角度地懸掛一個鉤碼，拉力分別為f1和f2；再用一個彈簧秤懸掛同一個鉤碼，拉力為f，證明：ff1+f2合力與分力之間到底有什么關系？這里就要牽扯到一個問題：力的合成二、力的合成求幾個力的合力的過程叫做力的合成.反過來，求一個力的分力叫力的分解。（下節(jié)課具體介紹）力的合成到底遵循什么樣的規(guī)律，我們可以通過實驗來研究這個問題。首先，應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、方向的關系。那么怎樣確定力的大小、方向呢？啟發(fā)學生回答：用彈簧秤測量分力的大小，力的方向沿細繩方向，請同學們利用桌子上提供的器材，設計一個實驗，來探究求合力的方法。（力的作用效果分為兩種，其中運動狀態(tài)我們不好控制，所以一般情況下我們選擇通過形變來研究力）學生操作，教師加以指導。注：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。拉動橡皮筋時，要使兩只彈簧秤與木板平面平行。提示：（1）兩次橡皮筋的伸長方向和長度要相同。（2）怎樣確定力的大小、方向呢？引導學生回答：彈簧秤的讀數(shù)就是力的大小，細繩的方向就是力的方向。（3）如何在紙上完整的描述一個力？用力的圖示法將力的大小、方向表示出來。引導學生對實驗數(shù)據(jù)進行處理：1)用力的圖示法分別表示分力及合力：如圖所示，有向線段oa、ob、oc分別表示兩個分力及合力?，F(xiàn)在，請同學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、方向究竟有什么關系呢？同學們仔細看看，o、a、c、b的位置關系有什么特點？(停頓20秒，引導同學猜出)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線呢？我們可以以oa、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。強調鄰近，利用兩個三角板作平行四邊形。)現(xiàn)在請以oa、ob為鄰邊，作平行四邊形，并連接oa、ob之間的對角線。3)同學操作，教師指導 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)經過前人們很多次的、精細的實驗，最后確認，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。結論：求互成角度的兩個力的合力，不是簡單地將兩個力相加減，而是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。如圖所示。例：書上例題求兩個力的合力的方法：（1） 作圖法：作圖要規(guī)范、認真，合力、分力標度要一致，對角線要找準。 兩個力的合成：從力的作用點作兩個共點力的圖示，然后以f1、f2為鄰邊作平行四邊形，對角線的長度即為合力的大小，對角線的方向即為合力的方向. 用直尺量出對角線的長度，依據(jù)力的標度折算出合力的大小，用量角器量出合力與其中一個力之間的夾角.（2） 計算法先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，然后依據(jù)數(shù)學公式（如余弦定理）算出對角線所表示的合力的大小和方向當兩個力互相垂直時，如圖，有： f= tan=f2/f1.問：合力f與兩個分力f1、f2的夾角有什么關系？演示：合力與分力關系模擬演示器，讓兩個力f1和f2之間的夾角由0180變化結論：（1）合力f隨的增大而減小. （2）當=0時，f有最大值fmax=f1+f2，當=180時，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來的任意一個分力. 一般地|f1-f2|ff1+f2思考：如何求多個力的合力？ 引導學生分析：任何兩個力均可以用平行四邊形定則求出其合力，因此對多個力的合成，我們可以先求出任意兩個力的合力，再求這個合力跟第三個力的合力，直到把所有的力都合成進去，最后得到的結果就是這些力的合力.三、共點力學生自學課本上有關共點力的知識，教師提示學生在閱讀的時候注意這樣幾個問題： 1.什么樣的力是共點力？ 2.你認為掌握共點力概念時應該注意什么問題？ 3.力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件，如果有，適用條件是什么？（一部分知識相對簡單，可以通過學生自學，鍛煉學生的閱讀能力和自學能力.）1.如果一個物體受到兩個或更多個力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一個點上，或者雖然不是作用于同一個點上，但是他們的延長線交于一點，這樣的一組力叫做共點力. 掌握共點力時，不僅要看這幾個力是不是作用于一個點，還要看它們的延長線是不是交于一個點.3.力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力作用的情況.六、小結(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。 (2)對平行四邊形定則的認識，是通過實驗歸納法來完成的。實驗歸納法的步驟是：提出問題設計實驗、進行實驗、獲取數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)分析多次實驗、歸納、總結得出結論。七、板書設計3-4 力的合成 1.合力與分力：一個力與幾個力產生了同樣的效果，可以用這一個力代替那幾個力，這一個力是那幾個力的合力，那幾個力是這一個力的分力. 2.力的合成：求幾個力的合力的過程叫做力的合成. （1）平行四邊形定則：求互成角度的兩個力的合力，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 （2）合力f與f1及f2的夾角的關系： 合力f隨的增