高中物理教科版高中必修第二章 力力的合成教學(xué)設(shè)計

1、力的合成教學(xué)設(shè)計四川省米易中學(xué)校 劉 鑫 【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能：1理解合力、分力、力的合成、共點力的概念。2理解合力與分力的關(guān)系是作用效果上的等效替代。3掌握平行四邊形定則的含義和使用方法，會用它求兩個分力以及幾個分力的合力。4通過平行四邊形定則進(jìn)一步理解合力與分力的大小關(guān)系。二、過程與方法：1通過合力與分力概念的建立過程，體會物理學(xué)中常用的研究方法等效替代法。2通過研究求互成角度的兩個力合力方法的過程，向?qū)W生滲透科學(xué)研究的基本過程。三、情感態(tài)度與價值觀： 1體會邏輯思維和實驗相結(jié)合研究問題的巨大作用，并由此體會到科學(xué)研究的樂趣。2體會科學(xué)研究中與他人合作、交流的重要性和必要性。 【重點

2、難點】一、教學(xué)重點：1.合力與分力的關(guān)系。2得出平行四邊形定則的實驗過程。3平行四邊形定則的應(yīng)用。二、教學(xué)難點如何引導(dǎo)學(xué)生自己完成實驗，并得出力的合成滿足平行四邊形定則這一結(jié)論?！窘虒W(xué)器材】多媒體與課件、彈簧秤、木板、白紙、橡皮筋、直尺、三角板、量角器、勾碼、細(xì)繩套【教學(xué)過程】引入1+1在什么情況下不等于2？在正式上課之前呢，我想請兩個同學(xué)幫我做一個小實驗。（跟兩個學(xué)生做簡單交代），同學(xué)們注意觀察鉤碼。學(xué)生演示在細(xì)繩中間掛上一個鉤碼，逐漸增加兩繩的夾角，在夾角增加到一定值時，細(xì)繩斷了。問題：設(shè)問：同一條直線上的兩個力，合成的合力與分力有怎樣的關(guān)系？（課件導(dǎo)學(xué)）帶領(lǐng)學(xué)生得出：同向F=F1+F2，

3、方向與分力方向相同 反向F=F1-F2，方向與大的分力同向（F1為大的力）通過今天的學(xué)習(xí)，希望大家可以尋找到答案。下面我們來看一個小故事?！竟适?】曹沖稱象曹沖是怎樣做到的？為什么可以這樣做？用測石頭的質(zhì)量替代測大象的質(zhì)量，他們都可以使船沉入相同的深度，效果是一樣的，等效替代。在使船沉入的深度的效果上是相等的?！疽唤M圖片】深入體會“等效替代”，引入合力分力概念。1.兩個小朋友提一桶水和一個大人提一桶水2.一個彈簧秤拉住一個勾碼懸停在空中3.兩個彈簧秤一起（成一定角度）拉住同一個勾碼懸停在空中。設(shè)問：一個彈簧秤拉住勾碼的作用力與兩個彈簧秤共同拉住這個勾碼的作用力有怎樣的關(guān)系？組織學(xué)生思考得出結(jié)論

4、：前后兩次作用的效果相同。定義：分力與合力如果某一個力單獨作用的效果與幾個力共同作用的效果相同，那么就把這一個力稱為那幾個力的合力，那幾個力叫做這個力的分力。（強(qiáng)調(diào)合力與分力的等效性）教師點撥：分力 合力已知分力求合力力的合成今天我們來共同學(xué)習(xí)下力合成的法則。二、進(jìn)行新課1.提出問題在剛剛同學(xué)演示的實驗中，F(xiàn)1、F2與合力F并不在一條直線上，那么這種情形下的合力與分力可能是怎樣的關(guān)系呢？會不會依然是簡單的代數(shù)加減？給大家30秒，動手試一試。教師引導(dǎo)學(xué)生思考討論。【學(xué)生探究】學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的器材（彈簧秤、勾碼）設(shè)計實驗，得出結(jié)論。（本次探究僅僅是為了讓學(xué)生得出在互成角度的前提下兩個分力的大小之和不

5、等于合力）學(xué)生根據(jù)探究結(jié)果得出結(jié)論：FF1+F2教師總結(jié)合力與分力的關(guān)系不僅跟大小有關(guān)，還跟力的方向有關(guān)。2.猜想與假設(shè)有一點我們是可以肯定的，F(xiàn)與F1和F2作用的效果相同，那么F就肯定是F1、F2的和，不過這種和不是簡單的代數(shù)和，還涉及力的方向性問題。3.設(shè)計實驗，制定實驗方案那么力的合成應(yīng)該遵循怎樣的法則呢？我們一會通過實驗來尋找這個法則。首先看看我們?yōu)榇蠹姨峁┝四男┢鞑?。器材（橡皮條，圖釘、木板、白紙、彈簧秤、細(xì)繩套）請大家結(jié)合第一個問題，初步給出實驗設(shè)計思路。思考討論1分鐘。1.研究對象是誰？如何得到合力F與分力F1、F2？如何保證F與F1、F2 的作用效果是相同的？2.實驗過程中需要

6、記錄哪些數(shù)據(jù)？（方向如何記錄）。如何準(zhǔn)確直觀的描述力的大小和方向？復(fù)習(xí)：力的圖示畫法3.實驗應(yīng)該注意哪些問題？1）同一次實驗橡皮條的結(jié)點要拉到同一個位置（保證了大小、方向相同，實現(xiàn)前后兩次作用的等效）兩個分力取多大的夾角？都可以。大致取60-120。2）要記錄結(jié)點的位置用力的圖示描述力的大小和方向，要在實驗過程中記錄力的方向（學(xué)生思考）。結(jié)合初中所學(xué)的兩點確定一條直線的規(guī)律，沿著細(xì)繩套點兩個點，其連線方向就是力的方向。3）彈簧秤要校零，讀數(shù)時正視刻度，應(yīng)使拉力沿著彈簧的軸線方向，橡皮條、彈簧秤和細(xì)繩套要與紙面平行，同一次實驗橡皮條的結(jié)點必須拉到同一個位置，選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度作力的圖示，所作的圖不宜

7、過小和過大。下面大家就根據(jù)我們剛剛所提示的通過實驗得到這3個力，并用圖示表示出來，然后尋找他們的關(guān)系。也就是通過怎樣的處理可以將F1和F2合成得到F。4.分組實驗、收集實驗數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)計好的實驗方案學(xué)生分組實驗，老師巡回指導(dǎo)及時發(fā)現(xiàn)問題并加以指導(dǎo)解決。要求學(xué)生在紙上利用力的圖示法同時做出合力與分力。5.分析與論證觀察所得的力的圖示，再次猜測F與F1、F2 之間可能遵循的規(guī)律。教師參與學(xué)生的猜想和討論，適當(dāng)?shù)慕o出提示：平面幾何問題輔助線是一個重要的研究、分析問題的手段。（虛線作輔助線），提示學(xué)生根據(jù)所構(gòu)建的幾何圖形建立合力與分力之間的關(guān)系。學(xué)生可能的方案方案1：圖中F1、F2 沿著F方向的長度之和

8、即為F的大小。（學(xué)生未必能得出這樣的方法，如果有，則可以適當(dāng)引導(dǎo)，點出這是后面力的分解里面常用的方法。同時，如果事先并不知道合力的方向，那么將無法做垂線，因此該思路有局限性。）方案2：把合力、分力連在同一個四邊形中，合力為四邊形的一條對角線。引導(dǎo)學(xué)生猜想這是一個怎樣的四邊形。教師可以有目的的先展示作圖規(guī)范誤差小的學(xué)生作品，通過引導(dǎo)得出這應(yīng)該是一個平行四邊形，并演示驗證到底是不是平行四邊形。（也可以讓學(xué)生以兩個分力為鄰邊做出平行四邊形，比較用平行四邊形得到的對角線與實際合力的誤差）事實上是存在誤差的，在這里要體現(xiàn)出科學(xué)的實驗思想，指出結(jié)論的得出不是一次兩次的實驗就能完成的，需要經(jīng)過大量的實驗以及

9、事實的檢驗，最終才能確定結(jié)論。（為配合可以再有目的的展示不標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生作品）6.形成結(jié)論平行四邊形定則以表示這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代表的合力的大小和方向。共點力：如果物體受到兩個或者多個力的作用，這些力共同作用于同一點（或者延長線或者反向延長線交與一點）這樣的一組力成為共點力。平行四邊形定則適用條件：共點力說明：平行四邊形定則不僅可以用來求解兩個分力的合力，同樣適合于位移、速度、加速度等矢量的合成，是矢量運(yùn)算的基本法則。7.推廣應(yīng)用例題1：用平行四邊形定則分別做出大小分別為45N、60N的兩個力在夾角分別為90情況下的合力。到底是不是這樣呢？我們來看一個課件演示。分小組合作分別作出合力，結(jié)合同向和反向兩種特殊情況下的合力與分力關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生得出合力與分力的大小