《力的合成与分解》教案 （1）(1).docVIP

力的合成与分解课标要求（活动要求）普通高中物理课程标准共同必修模块“物理1”中的第二个二级主题“相互作用与运动规律”中涉及本课时内容的条目有“知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性”，该条目要求学生知道常见的形变。课标解读 弹力的概念是力学中重要的基础知识，在初中学生对它已有初步认识的基础上，在高中要进一步深化对它的理解，本节课将通过研究形变来探究弹力的由来、作用点和方向(下一课时研究弹力的大小及其应用)在教学过程中，不仅要使学生知道常见的形变，了解物体的弹性，弄清弹力的发生、作用点和方向，而且要让学生经历对问题的探究过程，体验探究未知世界的乐趣，领悟从特殊到一般的研究方法归纳法这里注重从学生熟悉的生活现象引入物理内容，体现了“加强课程内容与学生生活、现代社会及科技发展的联系”的课程理念；同时还要求学生通过实验了解物体的弹性，这里强调了学习的过程与结果教学目标知 识1、理解力的合成和合力的概念2、掌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。4、理解力的分解是力的合成的逆运算，会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力能力、从物体的受力情况分析其力的作用效果，培养学生分析问题、解决问题的能力情感、在实验的过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验数据，培养学生实事求是的求实精神。教学内容精析重点、如何判定力的作用效果及分力之间的确定，理解力的分解是力的合成的逆运算，利用平行四边形进行力的分解。难点、合力的大小与分力间夹角的关系高中物理不仅因在知识内容上加深、拓宽而造成台阶，还因抽象思维、科学方法上要求提高而使不少学生倍感困难，所以帮助高一学生在初始阶段跨好初、高中台阶很重要的一件事是教会他们学习物理的方法，根据本节教材知识内容学生较为熟悉、易学易懂的特点，我们可将教学重心放在对物理学研究方法的传授上，使学生学会观察与思考、分析与归纳，基于此，本教案根据教材要求，主要设置了一个研究课题，课题以“提出问题实验与观察分析与归纳总结与结论”为认知程序，引导学生既研究物理规律，又掌握研究物理规律的方法。同时全课设计了好几个演示实验供学生观察与研究，并对一些物理现象进行多媒体模拟；在“实验观察思考归纳”科学方法引导下，使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。教学对象简析学生在学习本节知识之前，在初中阶段就对物体的形变、弹力的产生已经有了初步的了解，并能对弹力的大小能进行定性的分析。由于弹力在我们日常生活中普遍存在，学生亲身体验过的实验比较多，所以学生学起来比较感兴趣，并且比较容易接受。但学生对弹力产生的原因：“弹性形变”，特别是“微小的形变”还没有一个比较感性的认识，因此在对这个问题理解起来觉得有点困难教材处理与教学方法在教学中应充分运用实际运动的事例和相应的思考、活动，发挥学生的主体作用，开展探究性学习。充分利用课间模拟运动，在把条件理想化；重组教材，突出重点，精选例题，以便培养学生判断分析问题的能力。板书纲要教 学 过 程教 学 内 容 （第一课时）教师指导学生活动课题导入：复习1. 什么是矢量？什么是标量？2. 画力的图示的步骤及要求是什么？讲授新课:生活中大多数事情可以有一个力来完成，也可以由几个力来完成，比如：一桶水可以由一个人来提也可以由两个人来抬；一辆拖车可以由一辆拖拉机来拉，也可以由几匹马来拉。这说明一个力常常可以跟几个力共同作用达到相同的效果。如果一个力作用在物体上，它产生的效果和几个力产生的效果相同，这个力就叫做这几个力的合力，而那几个力叫做这个力的分力，求几个已知力的合力叫做力的合成，求一个已知力的分力叫做力的分解。下面我们就来研究一下力的合成。1. 一条直线上两个力的合成（举生活中的实例）（1） 两个力方向相同，合力的大小等于两个分力之和。（2） 两个力方向相反，合力的大小等于两个分力之差，方向与分力中数值大的那个力方向相同。2. 互成角度的两个力的合成演示实验：（讲解时一定要注意从力的作用效果相同入手来分析实验原理）如图所示eeedddf1f2f甲乙丙甲图中橡皮筋儿de处于自然伸长状态；乙图中橡皮筋儿在力f1、f2作用下伸长至eo；丙图中橡皮筋儿在力f作用下也伸长至eo。表明：力f对橡皮筋作用的效果与力f1、f2共同作用的效果相同，所以力f是力f1、f2的合力；并且可以看出f1+f2不等于f。那么力f与力f1、f2的关系如何？分析并作力的图示：从o点画出代表分力f1、f2和合力f的线段oa、ob和oc，以f1、f2为邻边做平行四边形oacb，连接oc。可以发现oc与oc基本重合，说明oc表示得力f与oc表示的力f基本相等。通过实验，我们知道：求两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段作为邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则。1） 对角线是指从两个分力的作用点出发的那条（两个分力与合力在同一个作用点上）。2） 合力f与分力f1、f2是等效替代的关系。等效性：合力在效果上是与几个分力相同的。替代性：个分力如被合力替代，则它们不能在参与其他的运算。3） 求两个以上的力的合力的时，可以先求出任意两个力的合力，再求出这个力与第三个力的合力，依此类推，直到求出所有力的合力为止。（注意替代性）4） 平行四边形定则适用于一切矢量的合成。3. 合力与分力的大小关系演示实验：用铁片制成活动的平行四边形及其对角线本实验形象说明，两个分力大小一定时，合力随两个分力间的夹角的增大而减小，两个分力在同一直线上时的合力的求法是平行四边形定则的特例。1212说明：合力不一定总是大于分力，分力不一定小于合力。4. 求合力的方法例题1：两个力f1、f2同时作用一个物体上，其中f1=40n，方向向东；f2=30n，方向向北，求它们的合力。（注意方向）解：（1）作图法 分力与合力作用点相同、分力与合力比例要适当、虚线与实现要分清 （2）计算法（注意方向）例题2：分力大小相等的力的合成（12）a) 由菱形知识可知b) 当两个分力夹角为120时，由等边三角形知识可知合12在实际生活中，常常需要求一个已知力的分力。例如：用斜向上的拉力拉小车前进，该拉力产生两个作用效果，既要使小车克服阻力前进，同时还要将小车向上提，这个效果相当于两个力产生的。为了研究一个力在某个方向上的作用效果，需要根据力的作用效果分解力，求一个已知力的分力的过程叫做力的分解。力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。具体的方法就是：把已知力作为平行四边形的对角线，平行四边形的两条邻边就是这个已知力的分力。由几何知识可知，对于同一条对角线，可以作出无数个平行四边形来（如右图），即一个已知力可以分解出无数对大小、方向不同的分力来，那么，一个力该如何分解呢？f1ff1f2f2有确切答案的两类分解问题：（1） 已知两个力的方向（2） 已知一个分力的方向和大小分解原则：（1） 要考虑这个力的实际作用效果。（2） 解决问题的方便。分解的实例：例1：放在水平面上的物体，受到一个斜向上的拉力作用，与水平方向成角。ff1f2f解析：演示台秤上斜向上拉物体的实验，说明产生两个效果：水平向前拉物体，同时竖直向上提物体。按选定的标度画出力f的图示。以表示f的线段为对角线，以水平方向和竖直方向的线段为邻边，做平行四边形，两个邻边就分别表示力f的两个分力f1、f2。由直角三角形的知识可以求出：f1f2gf1cosf2sin例2：放在斜面上的物体，斜面的倾角为。解析：演示钢尺上重物向沿着斜面下滑并且钢尺被压弯的实验，说明放在斜面上的物体产生两个作用效果：使物体平行于斜面向下滑，同时有时物体垂直于斜面压紧斜面。按选定的标度画出力的图示。以表示的线段为对角线，以平行于斜面的线段和竖直与斜面的线段为邻边，做平行四边形，两个邻边就分别表示力的两个分力f1、f2。由直角三角形的知识可以求出：1sin2cos（强调合力与他的分力的等效替代的关系）1为效果力，实际上并非物体所受的力，是重力沿斜面方向的分力，称为下滑分力；2也是效果力，实际上并非物体所受的力，是重力垂直于斜面方向的分力；f1、f2两个力的效果与重力g的效果相同。例3：光滑圆柱体静止在斜面和竖直墙壁之间，球所受重力的分解。f2gf1重力产生两个效果，一个是压紧斜面，一个是压紧竖直墙壁。可将重力沿着垂直于斜面方向和垂直于墙壁方向进行分解。1/cos2tg例4：利用力的分解求合力（采用正交分解法）如图，物体同时受到两个力f1、f2的作用，求这两个力的合力。（1） 首先建立正交直角坐标系。（2） 把要研究的两个力沿坐标轴分解（3） 同一坐标轴上的矢量进行合成（4） 将x轴方向的力与y轴方向的力进行合成（5） 小结:细致观察分析第一个实例;教师指导学生推导导入本学习的基本内容启发学生做好上课准备学生自行分析后两个实例让学生进行讨论与交流调动学生的积极性培养学生的合作意识与交流能力,加强师生的互动性.结合深圳的发展变化，感受城市化的意义，燃起对城市化学习探究的热情。让学生对比机械能守恒定律和牛顿第二定律得应用的区别.学生自行练习作业设计1完成教材课本的练习2完成学习册上的部分练习题.3.结合生活实际理解弹力给予相应指导：举例说明,写出研究性学习报告分小组开展自主探究性学习课后反思 本节课因建立在对教材深入到位的分析与把握及对学生学习状况较好的预见性上，精心制作了辅助教学的课件，有针对性地设计导学的一系列问题来引导学生参与到课堂教学的