力的合成PPT課件

人教版2004年普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修“1”,曲阜師范大學(xué)物理工程學(xué)院,梁婷,力的合成,一、教材分析,教材的地位和作用,力的合成安排在重力，彈力，摩擦力之后，無論教材怎樣改革，都沒改變這一點(diǎn)，這就是編者要從學(xué)習(xí)興趣和時(shí)間安排上，強(qiáng)調(diào)力的合成的工具和基礎(chǔ)地位，本節(jié)教材中出現(xiàn)了高中物理第一個(gè)“實(shí)驗(yàn)”板塊，顯示了編者要搬開高中物理的這一個(gè)攔路虎的決心和對其重要性的認(rèn)識。,編者意圖,一、教材分析,本節(jié)實(shí)驗(yàn)器材比較簡單，適合學(xué)生科學(xué)探究。通過探究，得到力的合成遵循的規(guī)律，從而自覺聯(lián)系生活、生產(chǎn)和科技實(shí)際，激發(fā)求知欲望和研究周圍事物的興趣。,本節(jié)重點(diǎn),本節(jié)重點(diǎn)：探究力的合成的平行四邊形定則。,一、教材分析,二、學(xué)情分析,學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要的知識準(zhǔn)備有：力的矢量性、力的三要素、力的圖示、有關(guān)平行四邊形和三角形的幾何知識、等效替代的思想方法。,高一學(xué)生習(xí)慣于代數(shù)運(yùn)算，即使對位移、加速度等矢量，之前也是由直接計(jì)算得出的，又因?yàn)橛行W(xué)生幾何知識遷移能力較差，對力的平行四邊形定則這一圖形計(jì)算往往不習(xí)慣。通過探究實(shí)驗(yàn)，則能加深學(xué)生對平行四邊形定則的理解?！暗刃娲笔歉咧形锢韺W(xué)習(xí)中常用的方法之一，但很多學(xué)生對此卻不甚熟悉，教師可以通過學(xué)生的實(shí)實(shí)踐體驗(yàn)和對多個(gè)實(shí)例的分析說明，加深學(xué)生對等效替代的認(rèn)識。,二、學(xué)情分析,本節(jié)難點(diǎn)：在等效的基礎(chǔ)上理解平行四邊形定則。,理解力的合成、合力與分力的概念。理解力的平行四邊形定則。會用作圖法求解兩個(gè)共點(diǎn)力的合力，并能判斷其合力隨夾角的變化情況。,三、教學(xué)目標(biāo),在學(xué)習(xí)合力、分力、力的合成等知識的過程中，學(xué)習(xí)“等效替代”的方法。在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)過程中，初步學(xué)會“科學(xué)猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析驗(yàn)證、歸納總結(jié)”的科學(xué)探究方法，提高動(dòng)手操作能力和觀察分析能力。,知識與技能,過程與方法,在“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)過程中，體會合作、交流、互助的意義，體驗(yàn)成功的喜悅。在應(yīng)用力的合成的知識解釋生活中實(shí)例的過程中，體會物理與生活的密切關(guān)系。,三、教學(xué)目標(biāo),情感態(tài)度與價(jià)值觀,四、教法學(xué)法,教法：以實(shí)驗(yàn)探究為主，講授法為輔,矢量合成是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，要讓學(xué)生心悅誠服地接受平行四邊形定則，就要讓學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)探索，這是實(shí)踐出真知的要求，也是突破重點(diǎn)和難點(diǎn)的關(guān)鍵。,學(xué)法：主動(dòng)探究，互相協(xié)作，分析討論,五、教學(xué)過程,科學(xué)探究過程(25min)知識拓展深化(5min)自學(xué)共點(diǎn)力(3min)學(xué)習(xí)效果檢測(5min),學(xué)生自評（2min）,學(xué)生通過實(shí)踐體驗(yàn)，感悟等效思想。,生活中常見到這樣的事例：一桶水可以由兩個(gè)人提，也可以由一個(gè)人提。,實(shí)驗(yàn)：請兩位同學(xué)到講臺前共同提起重約200N一水桶；然后讓一位同學(xué)自己提起這一桶水。,思考：兩次提水的過程，作用效果是否相同？學(xué)生施加的力是否相同？,（一）新課導(dǎo)入,兩次提水的過程中，作用效果相同，幾位同學(xué)施加的力的大小不相同。,思考：生活中還有哪些事例是說明一個(gè)力與幾個(gè)力的作用效果相同？請舉例。,學(xué)生思考列舉實(shí)例：用兩條繩和一條繩吊著白熾燈、很多只狗拉著雪撬前進(jìn)、抗洪救災(zāi)中解放軍搬沙袋等。,如圖：用兩條繩可以吊著的燈，也可以用一條繩吊著。,通過列舉多個(gè)生活實(shí)例，進(jìn)一步體會效果相同的涵義。增加學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的能力，同時(shí)激發(fā)學(xué)生對生活的熱愛。,下圖：很多人才能拖動(dòng)的物體，一頭大象就能拖動(dòng),這些實(shí)例說明一個(gè)力作用的效果與兩個(gè)(或多個(gè)）力共同用力作用而產(chǎn)生的效果相同。,物理學(xué)中我們叫它等效，也可以叫等效替代,如果一個(gè)力產(chǎn)生的作用效果跟幾個(gè)力產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力。組成合力的每一個(gè)力叫分力。,合力,力的合成,求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成。,（二）新課教學(xué),1.用兩只彈簧秤通過兩個(gè)細(xì)繩差不多豎直的提起一個(gè)鉤碼，讀數(shù)；,2.用一個(gè)彈簧秤提起鉤碼，讀數(shù)。,讓兩個(gè)提鉤碼的彈簧秤有一定的夾角，讀數(shù)。,請學(xué)生利用兩個(gè)彈簧秤、鉤碼、細(xì)繩，模擬提水過程，看兩個(gè)力的代數(shù)和與一個(gè)力是否相等。,結(jié)論：矢量既有大小又有方向，當(dāng)它們的方向互成某一角度時(shí)，合力大小不再等于兩分力大小之和。即FF1+F2,合成即求和,？,學(xué)生可能猜想：FF1+F2(實(shí)驗(yàn)中兩彈簧秤夾角大于120）；FF1+F2（實(shí)驗(yàn)中兩彈簧秤夾角小于120）；FF1+F2（實(shí)驗(yàn)中兩彈簧秤夾角有大于120也有小于120的，做了多次；最直觀經(jīng)驗(yàn)）。,學(xué)生通過模擬提水的實(shí)驗(yàn)，養(yǎng)成有根據(jù)的進(jìn)行科學(xué)猜想與假設(shè)的習(xí)慣。并通過猜想引出下面的探究實(shí)驗(yàn)。,根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,猜想分力與合力可能存在什么關(guān)系？,究竟哪種猜想是正確的？,?,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中合力與分力等效的標(biāo)志是什么？合力、分力的關(guān)系與合力的圖示、分力的圖示之間的關(guān)系怎樣？實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄些什么？,首先獨(dú)立設(shè)計(jì)，然后小組交換意見，形成小組的設(shè)計(jì)方案。學(xué)生自告奮勇代表本組同學(xué)到講臺展示方案；下面的學(xué)生觀察，找出操作同學(xué)的不妥之處。補(bǔ)充與完善各組的方案。,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：探究求合力的方法,思考,即探究力的合成遵循的規(guī)律,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分組實(shí)驗(yàn)，每組測量3組數(shù)據(jù)，處理完后得出自己驗(yàn)證的結(jié)論，即原來的猜想是否正確。然后各組選出代表，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總報(bào)告。,學(xué)生猜測組成的圖形為平行四邊形，怎么證明這個(gè)結(jié)論呢？提示：借助尺子和量角器，利用初中幾何知識驗(yàn)證自己猜想。,通過驗(yàn)證探究的結(jié)果是否正確，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。,驗(yàn)證猜想,結(jié)論：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)法則叫做平行四邊形定則。,力F1=45N，方向水平向右，力F2=60N，方向豎直向上。求這兩個(gè)力合力的大小和方向。,作圖法，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范作圖，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鲌D習(xí)慣。,計(jì)算法，方法拓展，開闊同學(xué)解題思路。,這兩個(gè)力的合力F的大小和方向能否用其它的方法求？如何求？,例題,F,O,F1,F2,作圖法：,15N,計(jì)算法：,選擇適當(dāng)標(biāo)度，做出力的平行四邊形。用刻度尺量出對角線的長度。根據(jù)比例關(guān)系求出合力的大小是75N。用量角器量出合力與F1的夾角是53。,解：,兩個(gè)力F1、F2的合力F的大小和方向隨著F1、F2的夾角變化而如何變化？什么情況下合力最大？最大值為多大？什么情況下合力最小？最小值為多大？合力F是否總大于原來兩個(gè)力F1、F2？,1.合力與分力的夾角的關(guān)系,思考：,結(jié)論：合力與分力的夾角的關(guān)系,當(dāng)=0時(shí)，F(xiàn)有最大值Fmax=當(dāng)=180時(shí)，F(xiàn)有最小值Fmin=,合力既可以大于，也可以小于或等于原來的任意一個(gè)分力。,F,合力隨著的增大而減小。,思考：,前面學(xué)習(xí)的都是兩個(gè)力的合成，如果是三個(gè)力或者三個(gè)以上的力的合成，應(yīng)該怎樣進(jìn)行處理？,由兩個(gè)力合成擴(kuò)展到多個(gè)力合成，強(qiáng)化了合成的“等效性”思想，前后呼應(yīng)，有利于學(xué)生對等效思維方法的真正領(lǐng)悟。這兩個(gè)問題可加深學(xué)生對力的合成規(guī)律的認(rèn)識。,2.多力合成,多個(gè)力的合成,F12,F123,F1234,將任兩力合成，再與其它力合成，直到求出最終的合力。,力的合成的平行四邊形定則是不是在任何情況下都能用？有沒有適用的條件？,在閱讀的時(shí)候注意這樣幾個(gè)問題:什么樣的力是共點(diǎn)力？你認(rèn)為掌握共點(diǎn)力概念時(shí)應(yīng)該注意什么問題？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？,閱讀書本第63頁“共點(diǎn)力”,教材共點(diǎn)力的內(nèi)容，文字說明詳細(xì)，定義明確，且有圖片分析，適合學(xué)生自學(xué)，這樣設(shè)計(jì)有利與培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)分析能力。,非共點(diǎn)力,如果一個(gè)物體受兩個(gè)或多個(gè)力作用，這些力都作用在物體上的同一點(diǎn)，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的延長線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。,注：力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點(diǎn)力。,共點(diǎn)力,學(xué)習(xí)效果檢測,關(guān)于合力與分力關(guān)系的理解1.兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力為F，下列說法中正確的是A.合力F一定大于任一個(gè)分力B.合力的大小既可等于F1，也可等于F2C.合力F有可能小于任一個(gè)分力D.合力F的大小隨F1、F2間的夾角增大而減小,關(guān)于合力的大小范圍2.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力最大為15N，最小為5N，則這兩個(gè)力的大小分別為_N和_N。,（三）課堂小結(jié),合力與分力間夾角的關(guān)系3如圖所示，兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的大小一定，夾角是變化的，合力為F.在從0逐漸增大到180的過程中，合力F的大小變化情況是A.從最小逐漸增大到最大B.從最大逐漸減小到最零C.從最大逐漸減小到最小D.先增大后減小綜合應(yīng)用4如圖所示，質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是A.沿斜面向下B.垂直于斜面向上C.沿斜面向上D.豎直向上,學(xué)生自評,回顧這節(jié)課學(xué)到了哪些新知識？獲得了哪些處理問題的方法？有哪些成功的體驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)？,課堂小