2022年高中物理 第三章 第四節(jié) 力的合成教案 新人教版必修1

2022年高中物理 第三章 第四節(jié) 力的合成教案 新人教版必修1【課型】新授課 【課時】1課時【教學(xué)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.掌握平行四邊形定則，會用平行四邊形定則求合力3.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進行力的相互替代4.知道合力的大小和分力夾角的關(guān)系過程與方法1.通過學(xué)習(xí)合力和分力的概念，了解物理等效替代法思想2.通過實驗探究方案的設(shè)計與實施，初步認識科學(xué)探究的意義和基本過程3.學(xué)生在自主找規(guī)律的過程中體會到學(xué)習(xí)的樂趣 情感態(tài)度與價值觀1.通過力的等效替代，領(lǐng)會科學(xué)探究中嚴謹、務(wù)實的精神和態(tài)度2.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究問題的方法教學(xué)重點、難點：教學(xué)重點1.合力與分力的關(guān)系 2.平行四邊形定則及應(yīng)用教學(xué)難點1.實驗探究方案的設(shè)計與實施教學(xué)方法：探究、講授、討論、觀察、思考、歸納【教學(xué)過程】【新課導(dǎo)入】【展示】 【設(shè)問】從物理學(xué)的角度說，二個人劃槳產(chǎn)生的力太小不能開大船，只有很多人劃槳產(chǎn)生的力合起來才能開動大船如果知道每個人劃槳的力，怎樣求合起來的力呢? 【新課講授】 力的合成一、力的合成【演示】 【思考】仔細觀察會發(fā)現(xiàn)，以上現(xiàn)象說明同樣的問題?【回答】兩個小孩用兩只手給水桶兩個力，可以把水桶提起來，成人只用一只手一個力就同樣也把水桶提起來，兩個方向的兩隊人共同用力才能拉動石塊，一頭大象自己就可以拉動石塊，可見用不同的方法達到了一個共同的目的在這兩個問題上，這一個力產(chǎn)生的作用效果和兩個力的作用效果是相同的【提問】生活中還有哪些例子可以說明同樣的問題?【回答】狗拉雪橇在雪地上運動，打夯，抬重物和起重機相比較等等【提問】在這些例子中，一個力與幾個力產(chǎn)生了同樣的效果，可以用這一個力代替那幾個力，這一個力與那幾個力是什么關(guān)系? 【回答】這一個力是那幾個力的合力，那幾個力是這一個力的分力【歸納】當一個物體受到幾個力共同作用時，我們常?？梢郧蟪鲞@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原來的那幾個力叫做分力【提問】用自己的話總結(jié)一下什么是力的合成?【總結(jié)】求幾個力合力的過程叫做力的合成【思考與討論】在圖中假如這桶水的重量是200N，兩個孩子的合力的大小一定也是200N現(xiàn)在的問題是:如果兩個孩子用力的大小分別是F1和F2 ，F(xiàn)1和F2兩個數(shù)值相加正好等于200N嗎？【承接】下面我們設(shè)計一個實驗來探究一下這個問題的答案【實驗】 探究求合力的方法【實驗步驟】 (1)器材的選?。喝鐖D所示的演示儀、彈簧測力計、掛有小圓環(huán)的橡皮筋、細繩、方木板、白紙、圖釘、刻度尺、量角器 (2)在桌上平放方木板，在方木板上鋪上一張白紙，用圖釘把白紙固定好(3)用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的G點(G點的位置應(yīng)該靠近頂端中點)，下端小圓環(huán)到G點的長度為GE，圓環(huán)拴上兩條細繩繩套(4)用彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長，圓環(huán)由E點達到某一位置O.(5)用鉛筆記下O的位置和兩條細繩的方向，分別讀出兩只彈簧測力計的示數(shù)(在同一條件下) (6)用鉛筆和三角板在白紙上從O點沿著兩繩的方向畫直線，按照一定的標度作出兩個力F1和F2的圖示(7)只用一只彈簧測力計，通過細繩把圓環(huán)由E點拉到相同的位置O點，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F0的圖示(8)相鄰F1和F2箭頭用虛線相連，構(gòu)成一個由兩個三角形組成的四邊形(9)觀察這個四邊形的特點，F(xiàn)1和F2構(gòu)成的四邊形的對角線（合力）與F0作比較(10)改變彈簧測力計的方向和大小，重復(fù)上述實驗(11)探究這三個力的大小及方向的關(guān)系【注意事項】同一實驗中的兩只彈簧秤的選取方法是；將兩只彈簧秤勾好后對拉，若兩只彈簧秤在拉的過程中，讀數(shù)相同，則可選，若不同，應(yīng)另換，直至相同為止，使用時彈簧秤與板面平行。 在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差 畫力的圖示時，應(yīng)選定恰當?shù)臉硕?，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力在同一次實驗中，橡皮條拉長的結(jié)點O位置一定要相同由作圖法得到的F0和實際測量得到的F，不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可認為F0和F符合【總結(jié)】觀察實驗現(xiàn)象，讀取實驗數(shù)據(jù)并進行簡單處理可知，一只彈簧秤的讀數(shù)不等于兩只彈簧秤的讀數(shù)之和，而是比兩只彈簧秤讀數(shù)之和稍微小一些按照算術(shù)法則，兩只彈簧秤的讀數(shù)之和應(yīng)該等于一只彈簧秤的讀數(shù)，可見力的合成并不是簡單地相加減【提問】那么它們之間的關(guān)系到底是怎樣的呢?【回答】力的平行四邊形定則【講授】兩個力的合力時，以表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向這個法則就叫做平行四邊形定則【展示】平行四邊形定則 【承接】利用實驗探究出的結(jié)論，下面通過例題進一步加深對平行四邊形定則的理解【例題】力F145 N，方向水平向右，力F260 N，方向豎直向上求這兩個力合力的大小和方向【分析與解】 選擇標度，用8mm代表15 N 用三角板作出兩個力的圖示表示F1的線段長24mm，表示F2的線段長,32mm 作出和兩個力大小相等的平行線，完成平行四邊形 連接兩力之間的對角線，即表示合力 用刻度尺量出對角線的長度40mm 通過比例關(guān)系求出合力的大小F=15 N×40 / 8 =75 N 用量角器量出合力F與分力F1之間的夾角530 【承接】以上都是兩個力的合成，如果是三個力或者三個以上的力的合成，應(yīng)該怎樣進行處理?【講授】先求出兩個力的合力，再求出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(jié)果就是這些力的合力 【思考與討論】根據(jù)力的平行四邊形定則作圖可以看出，兩個力F1、F2 的合力F的大小和方向隨著F1、F2的夾角而變化當夾角分別等于00和1800時，怎樣確定合力F的大小與方向？【點撥】根據(jù)力的平行四邊形則作圖，可以看出，力F1和F2的合力F的大小和方向隨著F1和F2之間的夾角而變化。當夾角等于00時，力F1和F2在同一直線上且方向相同，F(xiàn)=F1F2，合力的大小于兩個力的大小之和，合力的方向跟兩個力的方向相同。當夾角等于1800時，力F1和F2在同一直線上但方向相反，F(xiàn)=F1F2，合力的大小等于兩個力的大小之差，合力的方向跟兩個力中較大的那個力的方向相同?！緩娬{(diào)】兩個力的合力的大小范圍：大于等于二力之差，小于等于二力之和，即|F1-F2|FF1+F2。兩個大小一定的力F1、F2，當它們間的夾角由00增大到1800的過程中，夾角越大，合力就越?。缓狭赡艽笥谀骋环至?，也可能小于某一分力。二、共點力【提問并展示】這兩幅圖中的力的作用點不同，如何區(qū)別他們？【回答】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【強調(diào)】力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力【注釋】作用在不同物體上的兩個力不能進行力的合成，因為它們只能對各自的物體產(chǎn)生力的效果，而不能產(chǎn)生共同的作用效果因此不能用一個力的作用效果代替它們分別產(chǎn)生的作用效果所以，把作用在不同物體上的力來合成是沒有意義的只要作用在同一物體上的力，無論力的性質(zhì)如何，都可以合成【課時小結(jié)】這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了力的合成，力的平行四邊形定則，會用作圖法求兩共點力的合力。并且用作圖法得出兩力夾角不定的情況下，F(xiàn)取值范圍以及共點力【布置作業(yè)】課本P64 1,2,3,4.【板書設(shè)計】1.力的合成：如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同作用效果相同，這個力稱為另外幾個力的合力 2.平行四邊形定則：以表示兩個分力的線段為鄰邊作一個平行四邊形，則這個平行四邊形中表示兩分力的線段所夾的對角線表示合力的大小和方向3.共點力：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【教學(xué)后記】