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2004年普通高中课程标准实验教科书物理必修 1 力的合成 一 教材分析 教材的地位和作用本节课是人教版高中物理必修一第三章第4节内容 力的合成安排在重力 弹力 摩擦力之后 无论教材怎样改革 都没改变这一点 这就是编者要从学习兴趣和时间安排上 强调力的合成的工具和基础地位 本节教材中出现了高中物理第一个 实验 板块 显示了编者要搬开高中物理的这一个拦路虎的决心和对其重要性的认识 编者意图 一 教材分析 本节实验器材比较简单 适合学生科学探究 通过探究 得到力的合成遵循的规律 从而自觉联系生活 生产和科技实际 激发求知欲望和研究周围事物的兴趣 本节重点 本节重点 探究力的合成的平行四边形定则 合力与分力的关系 一 教材分析 本节难点学生在学习过程中多受算术加减法的影响 没有遇到过矢量运算 首次接触图形定则会有些陌生 本节难点 在等效的基础上理解平行四边形定则 二 学情分析 学习本节内容需要的知识准备有 力的矢量性 力的三要素 力的图示 有关平行四边形和三角形的几何知识 等效替代的思想方法 高一学生习惯于代数运算 即使对位移 加速度等矢量 之前也是由直接计算得出的 又因为有些学生几何知识迁移能力较差 对力的平行四边形定则这一图形计算往往不习惯 通过探究实验 则能加深学生对平行四边形定则的理解 等效替代 是高中物理学习中常用的方法之一 但很多学生对此却不甚熟悉 教师可以通过学生的实实践体验和对多个实例的分析说明 加深学生对等效替代的认识 二 学情分析 理解力的合成 合力与分力的概念 理解力的平行四边形定则 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 三 教学目标 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 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 提高动手操作能力和观察分析能力 知识与技能 过程与方法 在 探究求合力的方法 的实验过程中 体会合作 交流 互助的意义 体验成功的喜悦 在应用力的合成的知识解释生活中实例的过程中 体会物理与生活的密切关系 三 教学目标 情感态度与价值观 四 教法学法 教法 实验探究 启发式教学 多媒体辅助教学 矢量合成是重点也是难点 要让学生心悦诚服地接受平行四边形定则 就要让学生亲自实验探索 这是实践出真知的要求 也是突破重点和难点的关键 学法 主动探究 互相协作 分析讨论 五 教学过程 科学探究过程 25min 知识拓展深化 4min 自学共点力 3min 学习效果检测 3min 学生自评 2min 学生通过实践体验 感悟等效思想 生活中常见到这样的事例 一桶水可以由两个人提 也可以由一个人提 实验 请两位同学到讲台前共同提起重约200N一水桶 然后让一位同学自己提起这一桶水 思考 两次提水的过程 作用效果是否相同 学生施加的力是否相同 一 新课导入 两次提水的过程中 作用效果相同 几位同学施加的力的大小不相同 现象三 拉抻弹簧 问题 以上这些现象有什么共同的特点呢 这些实例说明一个力作用的效果与两个 或多个 力共同用力作用而产生的效果相同 物理学中我们叫它等效 也可以叫等效替代 如果一个力产生的作用效果跟几个力产生的效果相同 这个力就叫做那几个力的合力 组成合力的每一个力叫分力 合力 力的合成 求几个力的合力的过程叫做力的合成 二 新课教学 1 用两只弹簧秤通过两个细绳差不多竖直的提起一个钩码 读数 2 用一个弹簧秤提起钩码 读数 让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角 读数 请学生利用两个弹簧秤 钩码 细绳 模拟提水过程 看两个力的代数和与一个力是否相等 结论 矢量既有大小又有方向 当它们的方向互成某一角度时 合力大小不再等于两分力大小之和 即F F1 F2 合成即求和 学生可能猜想 F F1 F2 实验 中两弹簧秤夹角大于120 F F1 F2 实验 中两弹簧秤夹角小于120 F F1 F2 实验 中两弹簧秤夹角有大于120 也有小于120 的 做了多次 最直观经验 学生通过模拟提水的实验 养成有根据的进行科学猜想与假设的习惯 并通过猜想引出下面的探究实验 根据模拟实验的结果 猜想分力与合力可能存在什么关系 究竟哪种猜想是正确的 在这个实验中合力与分力等效的标志是什么 合力 分力的关系与合力的图示 分力的图示之间的关系怎样 实验应记录些什么 首先独立设计 然后小组交换意见 形成小组的设计方案 学生自告奋勇代表本组同学到讲台展示方案 下面的学生观察 找出操作同学的不妥之处 补充与完善各组的方案 设计实验 探究求合力的方法 思考 即探究力的合成遵循的规律 结论 两个力合成时 以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向 这个法则叫做平行四边形定则 力F1 45N 方向水平向右 力F2 60N 方向竖直向上 求这两个力合力的大小和方向 作图法 引导学生规范作图 培养学生科学严谨的作图习惯 计算法 方法拓展 开阔同学解题思路 这两个力的合力F的大小和方向能否用其它的方法求 如何求 例题 F O F1 F2 作图法 15N 计算法 选择适当标度 做出力的平行四边形 用刻度尺量出对角线的长度 根据比例关系求出合力的大小是75N 用量角器量出合力与F1的夹角是53 解 两个力F1 F2的合力F的大小和方向随着F1 F2的夹角变化而如何变化 什么情况下合力最大 最大值为多大 什么情况下合力最小 最小值为多大 合力F是否总大于原来两个力F1 F2 1 合力与分力的夹角的关系 思考 思考 F1 F2大小一定 夹角增大 合力如何变化 合力什么时候最大 什么时候最小 合力的范围如何 思考 合力是否一定比分力大 合力与分力间夹角 关系 0 时 即F1 F2共线同方向 F合 F1 F2合力方向与两个力的方向相同 180 时 即F1 F2共线反方向 F合 F1 F2 合力方向与分力F1 F2中较大的方向相同 合力的取值范围 F1 F2 F合 F1 F2 夹角 越大 合力就越小 F合随F1和F2的夹角增大而减小 F合可能大于 等于 小于F1 F2 思考 前面学习的都是两个力的合成 如果是三个力或者三个以上的力的合成 应该怎样进行处理 由两个力合成扩展到多个力合成 强化了合成的 等效性 思想 前后呼应 有利于学生对等效思维方法的真正领悟 这两个问题可加深学生对力的合成规律的认识 2 多力合成 多个力的合成 F12 F123 F1234 将任两力合成 再与其它力合成 直到求出最终的合力 力的合成的平行四边形定则是不是在任何情况下都能用 有没有适用的条件 在阅读的时候注意这样几个问题 什么样的力是共点力 你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题 力的合成的平行四边形定则有没有适用条件 如果有 适用条件是什么 阅读书本第63页 共点力 教材共点力的内容 文字说明详细 定义明确 且有图片分析 适合学生自学 这样设计有利与培养学生自学分析能力 如果一个物体受两个或多个力作用 这些力都作用在物体上的同一点 或者虽不作用在同一点上 但它们的延长线相交于同一点 这几个力叫做共点力 二 共点力 非共点力 注 力的合成的平行四边形法则 只适用于共点力 1 互成角度的二力合成 不是简单的利用代数方法相加减 而是遵守平行四边形定则 即合力的大小不仅取决于两个分力的大小 而且取决于两个分力的夹角 2 对平行四边形定则的认识 是通过实验归纳来完成的 实验归纳的步骤是 提出问题 设计实验 进行实验 数据分析 多次实验 归纳总结 得出结论 三 课堂小结 学习效果检测 关于合力与分力关系的理解1 两个共点力F1 F2的合力为F 下列说法中正确的是A 合力F一定大于任一个分力B 合力的大小既可等于F1 也可等于F2C 合力F有可能小于任一个分力D 合力F的大小随F1 F2间的夹角增大而减小 关于合力的大小范围2 两个共点力的合力最大为15N 最小为5N 则这两个力的大小分别为 N和 N 三 课堂小结 3 已知有两组力 每组力中三个力的大小分别为 1 4N 3N 5N 2 8N 4N 3N 求它们的合力大小的取值范围 1 合力大小的取值范围是 0 F 12N 学生自评 回顾这节课学到了哪些新知识 获得了哪些处理问题的方法 有哪些成功的体验和失败的教训 课堂小结 先进行学习效果测验 为学生自我评价本节学习情况提供依