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(jì)

1、力的合成教學(xué)設(shè)計(jì)四川省米易中學(xué)校 劉 鑫 【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能：1理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)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(huì)用它求兩個(gè)分力以及幾個(gè)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(huì)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(gè)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(jià)值觀： 1體會(huì)邏輯思維和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合研究問題的巨大作用，并由此體會(huì)到科學(xué)研究的樂趣。2體會(huì)科學(xué)研究中與他人合作、交流的重要性和必要性。 【重點(diǎn)

2、難點(diǎn)】一、教學(xué)重點(diǎn)：1.合力與分力的關(guān)系。2得出平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)過程。3平行四邊形定則的應(yīng)用。二、教學(xué)難點(diǎn)如何引導(dǎo)學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)，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(qǐng)兩個(gè)同學(xué)幫我做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。（跟兩個(gè)學(xué)生做簡(jiǎn)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(gè)鉤碼，逐漸增加兩繩的夾角，在夾角增加到一定值時(shí)，細(xì)繩斷了。問題：設(shè)問：同一條直線上的兩個(gè)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(gè)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(cè)石頭的質(zhì)量替代測(cè)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(huì)“等效替代”，引入合力分力概念。1.兩個(gè)小朋友提一桶水和一個(gè)大人提一桶水2.一個(gè)彈簧秤拉住一個(gè)勾碼懸停在空中3.兩個(gè)彈簧秤一起（成一定角度）拉住同一個(gè)勾碼懸停在空中。設(shè)問：一個(gè)彈簧秤拉住勾碼的作用力與兩個(gè)彈簧秤共同拉住這個(gè)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(gè)力單獨(dú)作用的效果與幾個(gè)力共同作用的效果相同，那么就把這一個(gè)力稱為那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。（強(qiáng)調(diào)合力與分力的等效性）教師點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(huì)不會(huì)依然是簡(jiǎn)單的代數(shù)加減？給大家30秒，動(dòng)手試一試。教師引導(dǎo)學(xué)生思考討論?！緦W(xué)生探究】學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的器材（彈簧秤、勾碼）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。（本次探究?jī)H僅是為了讓學(xué)生得出在互成角度的前提下兩個(gè)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(diǎn)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(jiǎn)單的代數(shù)和，還涉及力的方向性問題。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定實(shí)驗(yàn)方案那么力的合成應(yīng)該遵循怎樣的法則呢？我們一會(huì)通過實(shí)驗(yàn)來尋找這個(gè)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(qǐng)大家結(jié)合第一個(gè)問題，初步給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。思考討論1分鐘。1.研究對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意哪些問題？1）同一次實(shí)驗(yàn)橡皮條的結(jié)點(diǎn)要拉到同一個(gè)位置（保證了大小、方向相同，實(shí)現(xiàn)前后兩次作用的等效）兩個(gè)分力取多大的夾角？都可以。大致取60-120。2）要記錄結(jié)點(diǎn)的位置用力的圖示描述力的大小和方向，要在實(shí)驗(yàn)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(diǎn)確定一條直線的規(guī)律，沿著細(xì)繩套點(diǎn)兩個(gè)點(diǎn)，其連線方向就是力的方向。3）彈簧秤要校零，讀數(shù)時(shí)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(shí)驗(yàn)橡皮條的結(jié)點(diǎn)必須拉到同一個(gè)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(shí)驗(yàn)得到這3個(gè)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(shí)驗(yàn)、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)及時(shí)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(shí)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(cè)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(gè)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(zhǎng)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(diǎn)出這是后面力的分解里面常用的方法。同時(shí)，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(gè)四邊形中，合力為四邊形的一條對(duì)角線。引導(dǎo)學(xué)生猜想這是一個(gè)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(gè)平行四邊形，并演示驗(yàn)證到底是不是平行四邊形。（也可以讓學(xué)生以兩個(gè)分力為鄰邊做出平行四邊形，比較用平行四邊形得到的對(duì)角線與實(shí)際合力的誤差）事實(shí)上是存在誤差的，在這里要體現(xiàn)出科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想，指出結(jié)論的得出不是一次兩次的實(shí)驗(yàn)就能完成的，需要經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)以及

9、事實(shí)的檢驗(yàn)，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(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表的合力的大小和方向。共點(diǎn)力：如果物體受到兩個(gè)或者多個(gè)力的作用，這些力共同作用于同一點(diǎn)（或者延長(zhǎng)線或者反向延長(zhǎng)線交與一點(diǎn)）這樣的一組力成為共點(diǎn)力。平行四邊形定則適用條件：共點(diǎn)力說明：平行四邊形定則不僅可以用來求解兩個(gè)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(gè)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(gè)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