《力合成》教案.docx
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1、力合成教案力合成教案1 教学目标 一、学问与技能 1、理解力的合成和合力的概念。 2、把握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力。 3、要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。 二、过程与方法 1、学会设计试验、观看试验现象、探究规律、归纳总结的争论问题的方法。 2、培育同学的动手力气、观看力气、分析力气、协作力气、创新思维力气。 三、情感态度价值观 学会应用等效代替和把握变量的思维方法。 教学重难点 重点: 1、通过实例理解分力、合力、力的合成的概念。 2、通过试验探究“力的合成”所遵循的法则。 难点:“平行四边形定则”的理解。 教学过程 一、导入新课 如图甲,一个人用力F可以把一桶水慢
2、慢地提起,图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一桶水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何? 同学:效果是一样的。 老师:一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,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。这个力就叫做那几个力的合力。求几个已知力的合力的过程叫做力的合成。几个力假如都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫做共点力。我们这节课就来学习两个共点力的合成。 二、新课教学 (一)探讨试验方案 先用两个力作用在物体的同一点上,使它们产生确定的作用效果,如把橡皮筋一端固定,拉加一端到某一点O,再用一个力作用于同一物体的
3、同一点上,让它产生与第一次的两个力的作用效果相同,即也把橡皮筋拉到点O,登记各个力的大小、方向、画出力的图示,就能争论力之间的关系了。等效代替是物理中常用的一种方法。 (二)演示试验:互成角度的二力的合成(请两位同学上讲台帮忙)。 (1)把放木板固定在黑板上,用图钉把白纸固定在木块上。 (2)用图钉把橡皮条一端固定在A点,结点自然状态在O点,结点上系着细绳,细绳的另一端系着绳套。 (3)用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达O点。让同学登记O的位置,用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细纸的方向画线,并分别登记两只弹簧的读数F1和F2。 (4)放开弹簧秤,使结点重新回到O点,再用
4、一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到O,读出弹簧秤的示数F,登记细绳的方向,按同一标度作出F1、F2和F的力的图示。 (5)用三角板以F1、F2为邻边利用刻度尺和三角尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,做出合力F的图示。 (6)转变F1和F2的夹角和大小,再做两次。 从试验中得出什么结论:合力F不能简洁地用F1和F2的代数合表示。 证明:利用三角板以力F1和F2为邻边做平行四边形,作出其对角线F,看力F和F是否重合。 仔细观看发觉,F和F基本重合,在误差范围内,F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。 经过前人很多次的、精细的试验,最终确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方
5、向全都,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示F1、F2的合力。 老师归纳:求两个共点力的合力时,不是简洁的将两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段F1和F2为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向,这就是力的平行四边形定则。 (三)指导同学进行分组试验 观看同学试验状况,数据处理,要求操作的规范,遵从试验结果,尽量把误差减小到最小。 要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力,与实际合力对比,相距多远,差距大不大。 假如在试验中,对角线与合力相距比较远,那就找一找缘由,是否有错误操作,即使操作完全正确,也会有试验误差,也不会完全重合。 这种状况很正常,一个规律
6、的得出要很多人在很长时间里,进行许多此试验才总结出来,并不是一次试验就能得到。 减小误差的方法: 弹簧秤使用前要检查指针是否指在零点; 弹簧秤要与木板表面平行。 总结:可见互成角度的两个力的合成,不是简洁的两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成,只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。 (四)试验归纳总结: 1、力的合成要遵循平行四边形定则。两个共点力的合力随夹角的变化而变化。 夹角为00(作用在同始终线上且方向相同)时:F=F1+F2,F的方向与F1、F2的
7、方向相同。夹角为1800(作用在同始终线上且方向相反)时:F=|F1-F2|,F的方向与两个力中较大的那个力方向相同。两个共点力的合力的.大小范围:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|F1-F2|FF1+F2。 2、两个大小确定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,夹角 越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。 3、矢量和标量: 即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量运算遵循平行四边形定则。只有大小没有方向的物理量叫标量,标量运算遵循代数运算法则。力既有大小,又有方向,故力是矢量。 4.试验归纳法是科学争论的重要方法,要通过提出假设,设计试验,试验争
8、论,数据分析,归纳总结,形成结论。 【例题1】大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有: A.合力F确定大于任一个分力 B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2 C.合力有可能小于任一个分力 D.合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小。 解析:正确答案是BCD 我们可以取一些特殊的数值来分析F1、F2的合力变化范围是|F1-F2|FF1+F2若取F1=2N,F2=3N则1NF5N。 当F1与F2夹角为180时,合力小于分力。应排解A同时知C正确。 B对,由合力的变化范围可知正确。 D对,当F1和F2夹角为0时,合力最大,当F1,F2夹角为180时,合力最小,随着F1、F2夹角增大合力F
9、反而减小。 说明:对于一些定性分析的选择题,有时可接受取一些特殊数值的方法来分析,这样可使分析简洁、便利。 【例题2】运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。 力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖直向上,用作图法求解合力F的大小和方向。 解:选择某一标度,利用0.5cm的长度表示15N的力,作出力的平行四边形,用刻度尺量出对角线的长度L,利用F=15N 即可求出。 巩固训练 (1)两个力互成30角,大小分别为90N和120N,用作图法求出合力的大小和方向。 (2)两个共点力的大小都是60N,两力间的夹角为1200,求这两个力的合力? 解法一、图示法。 解法二、利用平行四边形
10、法作出力的图示,然后利用几何学问求解。 同学争辩会得到: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,直到把全部的力都合成进去,就得到其合力。由于每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想,所以可以这样合成。 (3)两个共点力,当它们同方向时其合力大小为7N,当它们反方向时其合力的大小为1N,问当它们相互垂直时其合力的大小是多少牛? 提示:假设F1大于F2,由题意可知:F1+F2=7,F1-F2=1解得:F1=4N,F2=3N 然后:方法一、图示法。 方法二、先利用平行四边形法则作出力的图示,再利用直角三角形学问求得合力F=5N (4)请同学完成P13的思考与争辩。 提问:假如
11、两个分力F1、F2,他们的夹角不定,求其合力的范围。(用作图法) 同学们用作图法得到: Fmax=F1+F2(两力夹角为0) Fmin=F1-F2(两力夹角为180,F合于大的方向全都) 夹角在0180之间,后介于 Fmin与Fmax之间。 课后小结 这节课主要学习了力的平行四边形定则,要求会用作图法求两共点力的合力。 这节课主要把握利用平行四边形定则,用作图法求两共点力的合力,并且用作图法得出两力夹角不定的状况下,F合取值范围,我们下课后要多动手练习,把握这种方法。 力合成教案2 教学目标 一、学问目标 1、知道什么是合力,什么是二力的合成。 2、会计算同始终线上两个力合力的大小,并会推断方
12、向。 二、力气目标 1、培育观看力气 通过观看一个力作用在物体上产生的效果与两个力作用在物体上产生的效果相同的试验使同学明的确验中应观看什么现象,并由此分析出这些现象说明什么问题。进而熟识到观看物理现象应首先明确观看目的,并依据观看目的明确观看什么,观看的各现象之间有什么关系,这些现象是如何说明所要观看的问题的。 2、培育运用物理学问解决实际问题的力气。能计算同始终线上两个力的合力,确定合力的方向,能已知同始终线上两个力的合力及其中一个力,求另一个力的大小和方向。 三、情感目标 通过试验培育同学实事求是的科学态度和良好的意志品质。 通过同始终线上两个力的合成的图示,培育同学欣赏线条美的力气。
13、教材分析 教材先通过“提水”和“推木箱”两个实例说明两个力产生的效果可以用一个力来代替,这个力就叫做那两个力的合力,引出求合力的问题。接着争论两个力沿同始终线作用在物体上这种最简洁状况下求合力的问题。通过 “争论同始终线上方向相同的两个力的合力的大小和方向”和“争论同始终线上方向相反的两个力的合力的大小和方向”两个演示试验,得出结论。最终联系实际,应用学问分析两个简洁的实际问题。 教法建议 教学中要留意从合力产生的效果与两个分力共同作用产生的效果相同来使同学熟识合力。然后说明二力的合成就是求两个力的合力。为了关怀同学理解合力的概念,还可以再补充其他的事例,例如,两个人拉着一辆车匀速前进。也可以
14、用一个人来代替这两个人拉着这辆车匀速前进,后面一个人对车的拉力就是前面两个人对车的两个拉力的合力。 教学重点、难点分析 1、合力的概念 理解合力的概念关键是要让同学熟识两个力共同作用产生的效果和一个力产生的效果相同。为了达到这一目的,除利用课本中的例子以及补充其他事例之外,可以通过试验进行定量的争论,使同学对这个问题的熟识能从感性上升到理性,并进而自己分析生活中相关事例,以加深对这个问题的理解。尤其要留意引导同学熟识合力不是一般意义上的力之和,而是等效代替。 2、同始终线上同方向的二力合成,同始终线上反方向的两个力的合成。 两个力作用在一个物体上的状况很多,首先应组织、启发同学通过争辩熟识各种
15、形式的两个力作用在一个物体上的实例,使同学对两个力作用在一个物体上的问题有感性熟识,然后对这些事例进行分析,区分不同类型,进而明确我们所要争论的问题,然后再组织同学进行课本中支配的试验。 对于同始终线上同方向与反方向二力的合成问题,在进行试验前可以让同学思考,两个力合力的大小和方向可能会怎样,在猜想的基础上进行试验。 课时支配 1课时 教学设计示例 (一)导入新课 在日常生活中我们经常遇到这样的状况,当一个人用力推一个物体或者提起一个物体时假如力气不够,这时再过来一个人帮忙则往往会达到目的,但是假如换一个力气比较大的人,他一个人也可以达到目的。这时我们就说一个人经过努力达到的效果与两个人相同,
16、今日我们就来特地争论这样的问题。 (二)新课教学 1、同始终线上二力的合成 请同学们举诞生活中的实例说明一个人用力作用的效果与两个人共同用力作用而产生的效果相同。 同学争辩并举例 例1 两个小孩一同努力可以提起一桶水,一个大人就可以提起来。 例2 一个人拉一辆车拉不动,再有一个人在后边推就可以把车推动,假如一个力气大的人一个人就可以拉动。 例3 一根木头一人扛起来比较费劲,假如两个人一人扛一头则可以比较轻松的扛起来,但效果是相同的。 以上同学们举的实例都特殊对,这里所说的效果相同,在物理学中我们叫它等效,也可以叫等效代替,在学习物理中建立等效的观念特别重要。下面我们用试验来进一步争论这个问题。
17、 老师向同学介绍试验仪器,并开头下面的试验:将一根弹簧挂在支架上,弹簧后边用一块白纸板衬托。将一个物体挂在弹簧下,弹簧伸长确定的长度,其指针指在确定的位置,用笔在白纸板上标上记号。换用两个物体挂在弹簧下,弹簧指针指在同一位置。试验前让同学留意观看指针所指示的位置。试验结束后老师讲解并提出问题。可协作将试验过程制成图,用投影打出。如图所示将一个物体挂在弹簧下,说明这个物体对弹簧施加了一个力的作用。将两个物体挂在弹簧下,这两个物体分别对弹簧施加了力 和 。弹簧伸长说明白什么? 说明力作用在弹簧上,使弹簧的形状发生了变化。 挂一个物体和挂两个物体弹簧的伸长量是什么关系?说明白什么? 弹簧的伸长量相同
18、,说明一个力作用在弹簧上与两个力共同作用在弹簧上产生的效果相同。 一个力(F)产生的效果跟两个力( 和 )共同作用产生的效果相同,这个力(F)就叫那两个力( 和 )的合力。求两个力的合力叫二力的合成。 在讲解中要求同学留意,合力不是力的和,在后面的争论中同学们会逐步加深对这个问题的理解。请同学们列举一个物体受两个力作用的事例,前边举过的事例也可以重复。(同学边举例,老师边在黑板上画出示意图,以便于分析) 【例1】 一个人在前面拉车,另外一个人在后边推车。 【例2】 两个人共同提一桶水。 【例3】 房顶上的吊灯受到竖直向下的重力和电线的拉力。 以上这些事例假如要分类的话可以分成几类? 有两个力互
19、成角度的,也有两个力在一条直线上的。 在一条直线上的力有方向相同的,有方向相反的。 在上面这些事例中,最简洁的是同始终线上的两个力。我们先来争论同始终线上的二力合成问题。同始终线上两个力的合成有两种状况,一种是同始终线、方向相同,另一种是同 直线方向相反。请同学们首先依据日常生活中的阅历猜想一下,这两种状况合力的大小和方向与两个力的大小和方向是什么关系? 在同学思考的基础上,请同学说出自己的猜想,老师把同学猜想的大意写在黑板上。 请同学们打开课本看书上两个试验示意图和相关说明,看完后亲自完成这两个试验;验证一下自己的猜想。 同学看书,然后开头试验,老师在同学中间巡察并进行指导,试验结束后提问。
20、 同始终线上,方向相同的两个力合力的大小及方向与两个分力是什么关系? 同始终线上,方向相同的两个力的合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向跟这两个力的方向相同。 同始终线上,方向相反的两个力合力的大小及方向与这两个分力是什么关系? 同始终线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的那个力相同。 在完成上述内容的基础上老师可提问:两个小孩共同提一桶水,每个人都对水桶施加了一个力,大人一个人提一桶水,她对水桶假如施加的是一个竖直向上的力,假如他们提的是同一桶水,那么大人施加的力和两个小孩施加的力的效果是否相同? 同学效果相同。 老师两个小孩子所用力的合力的大小与
21、大人施加的力的大小是什么关系? 同学相等。 老师在这种状况下,大人所用力的大小是否等于两个小孩所用两个力的和? 同学不等。 老师为什么? 同学今日我们争论的是同始终线上的两个力的合成,这两个小孩施加的 两个力不在同始终线上,不能用同始终线上二力合成的规律来争论这个问题。 (三)总结、扩展 今日我们争论同始终线二力合成的方法,这一方法就不能用来争论互成角度的两个力的合成问题。互成角度的两个力的合成遵循平行四边形法则,用力 和 为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线就是它们合力的大小和方向。(以两个小孩提水桶问题为例,用平行四边形法则求出它们的合力)实际上同始终线上两个力的合成问题,是互成角度
22、二力合成的特殊状况,课本第六节就是这方面的内容,同学们感爱好可以先看书自学,然后我们再一起探讨。 探究活动 【课 题】 试验分析同向合力和反向合力 【组织形式】 同学活动小组 【活动流程】 提出问题;猜想与假设;制订方案与设计试验;进行试验与收集证据;分析与论证;评估;沟通与合作。 【参考方案】 用一些测量工具(至少要多个弹簧秤)探究同向合力和反向合力的大小和方向。 【备 注】 1、写出探究过程报告。 2、发觉新问题。 力合成教案3 1、共点力的合成与分解 试验仪器:力的合成分解演示器(J2152)、钩码(一盒)、平行四边形演示器 老师操作:把演示器按事先选定的分力夹角和分力大小,调整位置和选
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