【教学设计】《力的合成》（沪科版）.docx

力的合成 教材分析本节课主要学习合力的概念、力的合成、求合力的方法、平行四边形法则。掌握验证平行四边形法则的实验的步骤和误差分析。会分析合力随角度的变化而变化，理解等效替代的思想在合力的概念中的体现。 教学目标【知识与能力目标】1、从等效的角度理解力的合成、合力与分力的概念。2、理解力的平行四边形定则。3、会用作图法求解两个共点力的合力，并能判断其合力随夹角的变化情况。【过程与方法目标】1、在学习合力、分力、力的合成等知识的过程中，学习“等效替代”的方法。2、在“探究求合力的方法”的实验过程中，初步学会“科学猜想、设计实验、分析验证、归纳总结”的科学探究方法，提高动手操作能力、观察分析能力和归纳总结能力。【情感态度价值观目标】1、培养学生交流的能力、团结合作精神，激发学生的学习兴趣。2、体会在科学探究中即要大胆猜想，又要严谨求证。 教学重难点【教学重点】1、掌握合力的求解方法，包括图解法和平行四边形法则探究力的合成所遵循的平行四边形定则。【教学难点】在等效的基础上理解平行四边形定则。 课前准备 1、多媒体课件；2、学生预习课本，准备水桶、方木板一块、白纸、弹簧测力计两个、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉、铅笔 教学过程一、创设情景，激情导入：仔细观察图片，引导学生说出自身感受。1、由演示学生提水的实验，体会一个力的作用效果与两个或多个力的作用效果相同，激发学生学习兴趣，引导学生体会等效替换的观点。2、引导学生思考：生活中还有哪些例子可以说明同样的问题 ？ 启发引导学生指出这些例子的共性，得出合力与分力的概念。2、 新课讲解，娓娓道来1、同一直线上二力的合成（回顾初中所学）：学生思考并回答结论：1）同向相加，大小F =F1+F2，方向与两力方向相同。2）反向相减，大小F =|F1-F2|，方向与较大力的方向相同。2、教师提出问题：不在同一直线上的两个力的合力是直接求和吗？学生上台演示实验： 1）让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角，记录各自读数2）用一个弹簧秤提起钩码，记录读数。 引导学生思考并得出结论：当两个力方向互成角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。 即 FF1+F2 。3、实验：探究求合力的方法，即探究力的合成遵循的规律。1）教师告诉学生有关器材以及实验目的。2）学生独立设计求合力的实验探究方案，然后小组交流，形成小组的设计方案。 学生展示方案，教师引导学生补充与完善方案。3）设计方案时，引导学生应注意解决以下问题：怎样使合力F的单独作用效果与两分力F1、F2共同作用的效果相同？如何确定F1、F2及F的大小和方向？怎样直观简洁的同时描述力的大小和方向？实验应记录些什么？4）分组进行实验：教师巡视指导。在实验结果的处理时，结合力的图示，引导学生一起讨论如何找到合力与分力间的关系。“建议用虚线的箭头端分别与两个合力的箭头端相连接”等话语突破学生的思维障碍。学生提出猜想并验证是否为平行四边形。小组内另外测量两组数据，验证探究的结果是否正确。5）教师和学生一起归纳总结，得出求合力的方法：平行四边形定则。 提问：请同学们用准确而又简洁的语言表述平行四边形定则。4、合力与分力的夹角的关系：合力随着的增大而减小。当=0时，F有最大值Fmax=F1+F2当= 180时，F有最小值Fmin=F1-F2合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.范围：| F1-F2 | F F1+F25、平行四边形法则的适用条件力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。三、典例精析1、两个均为200N的力，其间夹角为600，求它们的合力。【答案】346N【解析】解法1、图解法自O引两条线段OA和OB，相互间成600夹角。取1cm长度表示100N的力，则OA和OB长度都为2cm，作出平行四边形OACB，其对角线OC就代表两个力的合力。量得OC长为3.5 cm，所以合力的大小为F=1003.5N=350N，再用量角器量得AOC=300，即合力沿两力夹角的平分线。OABCFD解法2、计算法先画出平行四边形OABC，由于OA=OB，因此平行四边形是一菱形。根据菱形的性质可得：OD=OC/2，AOC=300所以合力的大小为：2.下列关于合力与分力之间的关系的说法正确的是()A合力就是分力的代数和B合力总比某一分力大C分力与合力的方向总是不一致的D合力的大小可能等于某一分力的大小【答案】D【解析】合力是分力的矢量和，而不是代数和，所以A项错误；合力的大小介于两分力代数和与两分力代数差的绝对值之间，因此B项错误，D项正确；当两分力方向相同时，合力与分力方向相同，C项错误3.大小分别为5 N、7 N、9 N的三个力合成，其合力F大小的范围为()A3 NF20 N B2 NF21 NC0F20 N D0F21 N【答案】D【解析】求三个力的合力大小的范围，则先确定两个力合力的大小范围，由平行四边形定则，5 N和7 N的合力最大为12 N，最小为2 N，则这个合力大小可能为9 N，而若它的方向与9 N的方向相反，这两个力合成后的合力可能为0，若它的大小为12 N，且方向与9 N力的方向相同时，合力的大小可能是21 N，故正确答案为D.4、在研究共点力合成实验中，得到如图所示的合力F与两力夹角的关系图像，则下列说法正确的是() A2NF14N B2NF10N C两分力大小分别为2N和8N D两分力大小分别为6N和8N【答案】A、D【解析】由图中可知10N，F1F22N，所以，F18N，F26N.合力最大值为14N，最小值为2N，故选A、D.5、如图所示，设平面上有五个力作用在点P.连接作用点P和各力矢量的终端，正好组成一个正六边形，如果FA1N，求这五个力的合力第5题图【答案】6N【解析】由于各力矢量终端是正六边形，所以FAFE1N，FBN，FC2N.先求FA和FE的合力FAE1N，FB和FD的合力FBD3N.由于FAE和FBD方向都跟FC一致，所以总的合力为R6N.6、用两根绳子吊起一个重物，如图所示如果每根绳子所承受的最大拉力为1104N，53，37，则该装置能吊起的重物最大重力是多少？【答案】1.25104N【解析】TA与TB的合力方向竖直向上，如图所示，从图中分析出两个力的大小关系是TATB43，可知OA绳先达到最大拉力值再用三角形的边长关系解出TA和TB的合力的大小即能吊起的重物最大重力大小为1.25104N.四、课程小结 1、一种方法: 等效替代：分力 合力2、一次经历：科学探究的过程：3、一个定则:平行四边形定则4、一种精神：团结协作五、课后作业1、在光滑水平面上，物体在几个水平力的作用下处于平衡状态，若将其中一个力的方向沿逆时针方向在水平面上旋转一周，则物体在这个过程中所受合力的变化情况是() A大小不变，方向变化 B大小变化，方向不变 C大小由零逐渐增大，方向也不断改变 D大小先逐渐变大，再逐渐减小为零，且方向不断变化2、 有三个共点力，大小分别为14N，10N，5N.其合力的最小值为() A0NB3NC5ND1N3、如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，来推动衣橱，这里主要利用了()4、如图所示，设平面上有五个力作用在点P.连接作用点P和各力矢量的终端，正好组成一个正六边形，如果FA1N，求这五个力的合力5、重为G的小球，用长为L的细线悬起，放在光滑的半径为R的半球面上，小球的半径可忽略，悬点在大球球心的正上方，距离球顶h.求线对小球的拉力和大球对小球的支持力若将悬线变长一些，则这两个力如何变化？六、板书设计： 力的合成(一)力的合成1 .等效替代法2 .分力 合力： 3 .力的合成：（二）共点