高中物理 力的合成教案 鲁科版必修1 (2)

用心 爱心 专心1 2010 20112010 2011 年电子教案本课题 年电子教案本课题 5 15 1 力的合成力的合成 教学目的教学目的 1 理解合力 分力 力的合成 共点力的概念 2 理解力的合成本质上是从作用效果相等角度进行力的相互替代 3 会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成 教学难点教学难点运用等效替代思想理解合力概念是难点 知识重点知识重点 1 运用平行四边形定则求合力 2 合力与分力的关系 教学过程教学过程教学方法和手段教学方法和手段 引入引入 故事导入渺 据报道 因近日雨水较多路面太滑 一辆拖拉 机在某地不慎落入路边的一条水沟 司机 闰师傅被压在拖拉机后轮下面的水里 当场昏迷 幸亏附近十几个村民合力抬起车轮把闰师 傅救出来抬到岸上才使闫师傅及时脱险 除了十几个村民抬起拖拉机外 我们还可以 用吊车吊起拖拉机来达到同样的目的 在这 个例子中吊车的作用效果与十几个村民的作用效 果是相同的 实验导入姆 两个女同学把一桶水抬到讲桌上 然后再让一个 男同学自己把水提到讲桌上 在这个实验中两个女同学对水桶的作用效果和一 个男同学的作用效果相同 概念分析概念分析 推进新课 一 力的合成 一个力与几个力产生了向样的效果 可以用 这一个力代替那几个力 这一个力是那几个 力的合力 那几个力是这一个力的分力 当一个物体受到几个力共同作用时 我们常 常可以求出这样一个力 这个力的作用效果 跟原来几个力的作用效果相同 这个力就叫做那 几个力的合力 求几个力的合力的过程叫做 力的合成 F 面我们来探究一下求几个力的合力的 方法 演示 l 两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码 拉 力分别为 Fl 和 F2 再用一个弹簧秤悬挂 l 司一个 用心 爱心 专心6 钩码 拉力为 F 分析 F 和 F2 共同产生的效果与力 F 产生 的效果是相同的 即均使钩码处于静止状 态 由于力 F 产生的效果与力 F 和 F2 共同作用 产生的效果相同 力 F 就叫做力 F 和 F2 的合力 这种等效代替的方法是物理学中常用的 方法 问题 互成角度的两个力的合力与分力的大 小 方向是否有关 如果有关 又有什么样 的关系 我们通过实验来研究这个问题 实验设计 一根橡皮条 使其伸长一定的长 度 可以用一个力 F 作用 也可以用 2 个力 F1 和 Fz 同时作用 如能想办法确定 F 和 F2 以 及 F 的大小和方向 就可知 F 与 F 和 F2 间 的关系 演示 2 将如图 3 4 1 所示实验装置安装在 贴有白纸的竖直平板上 橡皮条 E 在两个力的共同作用下 沿直线 GC 伸长了 E0 这样的长度 若撤去 F 和 F 用一个力 F 作用在橡皮条上 使橡皮条沿着相同 的直线伸长相同的长度 则力 F 对橡皮条 产生的效果跟力 F 和 Fz 共同作用产生的效果相同 力 F 等于 F 和 F2 的合力 在力 F 和 F2 的方向上各作线段 0A 和 OB 根据选定的标度 使它们的长度分别表示力 F 和 F 的大 小 再沿力 F 的方向作线段 0C 根据选定的标度 使 0C 的长度表示 F 的大小 学生实验 将白纸钉在方木板上 用图钉固 用心 爱心 专心7 定一橡皮筋 用两只弹簧秤同时用力互成角度地 沿规定方向拉橡皮筋 使橡皮筋的另 端 f 4AN 0 点 记下此时两弹簧秤的示数 这就 是分力的大小 再用一只弹簧秤通过细 绳套也把 橡皮筋拉到位置 0 弹簧秤的读数就是合力 的大小 细绳的方向就是合力的方向 用力的图 示作出这 3 个力观察找出 3 个力之间的 关系 演示 3 以 0A OB 为邻边作平行四边形 OACB 画平行四边形的对角线 发现对角线与 合力很接近 问题 由此看来 求互成角度的两个力的合 力 不是简单地将两个力相加减 那么互成角度 的两个力 FJ 和 R 的合力的大小和方向是不是可以 用以 F 和 F2 的有向线段为邻边所作 的平行四边形的对角线来表示呢 下面请同学根据 自己的实验数据来验证 结论 总结平行四边形则 求互成角度的两 个力的合力 可 以用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形 这两个邻边之 间的对角线就表示合力的大小和方向 这就是平 行四边形定则 如图 3 4 2 l53 问题 合力 F 与 F 和 F2 的夹角有什么关系 如果两个分力的大小分别为 F Fz 两个分 力之间的夹角为 当时 它们的合力等 0 0 于多少 当时 它们的合力又等于多少 0 180 平行四边形定则的具体应用方法有两种 1 图解法 1 两个共点力的合成 从力的作用点作两个 培养学生的实验能力 培养学生善于交流的 合作精神在交流合作 中发展能力 并形成 良好的学习习惯和学 习方法 通过力的等效替代 使学生领略跨学科知 识结合的奇妙 同时 领会科学探究中严谨 务实的精神和态度 让学生积极参与课堂 活动 设疑 解疑 探求规律 使学生始 终处于积极探求知识 的过 程中 达到最 佳的学习心理状态 用心 爱心 专心8 共点力的图示 然后以 F F2 为边作平行 四边形 对角线的长度即为合力的大小 对角线 的方向即为合力的方向 用直尺量出对角线的长度 依据力的标度折 算出合力的大小 用量角器量出合力与其中 一个力之间的夹角晓 如图 3 4 3 所示 图 3 4 3 中 F 50 N F 一 40 N 合力 F 一 80 N 2 两个以上力的合成 先求出任意两个力的 合力 再求出这个合力跟第三个力的合力 直到所有的力都合成进去 最后得到的结果就是 这些力的合力 2 计算法 先依据平行四沩形宦碾 Il 画出力的平行四沩 形 然后依据数学公式 如余弦定理 算出对 角线所表示的合力的大小和方向 当两个力互相垂直时 如图 3 4 4 有 F 一 席 碍 tan0 F2 Fl 教材例题 如图 3 4 5 所示 一个木块放在水平桌面 上 在水平方向共 受到三个力即 F F 和静摩擦力作用 而且三个 力的合力为零 其中 F 10 N F 一 2 N 若 撤去力 F 则木块在水平方向受到的合力为多少 解析 F 和 F 的合力 F 一 F 一 F 8 N 方向向右 又因物体受三力作用且合力为零故 用心 爱心 专心9 静摩擦力 一 8 N 方向向左 若撤去力 F 则木块受 F 作用而有向左运 动的趋势 此时物体受到的静摩擦力为 2 N 方向向右 木块仍保持静止状态 木块在水平方 向受到的合力为零 答案 0 合力大小的范围 运用合力与分力关系模拟演示器 让两个力 Fl 和 F2 之间的夹角口由 o 一 l80 变化 可以 得到 1 合力 F 随口的增大而减小 2 当口 0 时 F 有最大值 F F F2 当口 180 时 F 有最小值 F F 一 F 3 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 l54 问题 如何求多个力的合力 引导学生分析 任何两个共点力均可以用平 行四边形定则求出其合力 因此对多个共点 力的合成 我们可以先求出任意两个力的合力 再求这个合力跟第三个力的合力 直到把所 有的力都合成进去 最后得到的结果就是这些力 的合力 3 矢量和标量 问题 我们学过许多物理量 如 长度 质 量 时间 能量 温度 力 速度等 这些物理 量什么异同 引导学生分析 力 速度是既有大小又有方 向的物理量 而质量 时间 能量 长度等物理 量只有大小 没有方向 前者叫矢量 后者叫标 量 矢量的合成遵守平行四边形定则 二 共点力 学生自学课本上有关共点力的知识 教师提 示学生在阅读的时候注意这样几个问题 1 什么样的力是共点力 2 你认为掌握共点力概念时应该注意什么问 用心 爱心 专心1 题 3 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 注 这一部分知识相对简单 可以通过学生 自学 锻炼学生的阅读能力和自学能力 参考答案 1 如果一个物体受到两个或更多个力的作用 有些情况下这些力共同作用在同一个点上 或者 虽然不是作用于同一个点上 但是他们的延长线 交于一点 这样的一组力叫做共点力 2 掌握共点力时 不仅要看这几个力是不是 作用于一个点 还要看它们的延长线是不是交于 一个点 3 力的合成的平行四边形定则只适用于共点 力作用的情况 例题讲解例题讲解 例 例 如图 3 4 5 所示 一个木块放在水平桌面上 在水平方向共 受到三个力即 F F 和静摩擦力作用 而且三个 力的合力为零 其中 F 10 N F 一 2 N 若 撤去力 F 则木块在水平方向受到的合力为多少 解析 F 和 F 的合力 F 一 F 一 F 8 N 方向向右 又因物体受三力作用且合力为零故 静摩擦力 一 8 N 方向向左 若撤去力 F 则木块受 F 作用而有向左运 动的趋势 此时物体受到的静摩擦力为 2 N 方向向右 木块仍保持静止状态 木块在水平方 用心 爱心 专心1 向受到的合力为零 答案 0 合力大小的范围 运用合力与分力关系模拟演示器 让两个力 Fl 和 F2 之间的夹角口由 o 一 l80 变化 可以 得到 1 合力 F 随口的增大而减小 2 当口 0 时 F 有最大值 F F F2 当口 180 时 F 有最小值 F F 一 F 3 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 l54 课堂练习课堂练习 课堂训练 1 甲 乙两个小孩共同推着一辆小车在水平 地面上以 0 5 m s 的速度向右匀速运动 丙小 孩单独使同一辆小车在同一水平面运动 下列情 况中丙对车的作用力与甲 乙对车的合作用力相 同的 是 A 丙推着小车以 0 5 m s 的速度向右匀速 运动 B 丙拉着小车以 0 5 m s 的速度向右匀速 运动 C 丙推着小车以 0 5 m s 的速度向左匀速 运动 D 丙推着小车由静止开始向右运动的瞬间 2 关于两个大小不变的共点力 F F2 与其 合力 F 的关系 下列说法中正确的是 A F 的大小随 F F 问夹角的增大而增大 8 F 大小一定大于 F F2 中最大者 用心 爱心 专心1 C F 大小随 F Fz 间夹角的增大而减小 D F 大小不能小于 F F2 中最小者 3 大小分别为 30 N 和 25 N 的两个力 同时 作用在一个物体上 两个力的合力 F 的大小 一定为 4 如图 3 4 6 为两个共点力的合力 F 跟它 的两个分力之间的 夹角口的关系图象 则这两个分力大小分别 是 A 1 N 和 4 N B 2 N 和 3 N C 1 N 和 5 N D 2 N 和 4 N 答案 ll AB 2 C 3 D 4 合力为零 5 B l55 其他其他 实验器材 木板 白纸 图钉 若干 橡皮筋 细绳套 两根 弹簧秤 两只 三角板 铅笔 小结与作业小结与作业 课堂小结课堂小结 1 互成角度的二力合成 不是简单地利用代 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 晒一设计实验一进行实验一数据分析一多次实验 一归纳总结一得出结论 本课作业本课作业课后作业 2 3 用心 爱心 专心1 本课教学反思 课堂设计理念 实际教学效果及改进设想 本课教学反思 课堂设计理念 实际教学效果及改进设想 本节课上下来 我觉得自己处理得还算妥当的地方有两点 教学内容的安排上 我主要分成了两大块 一是关于合力 分力以及力的合成的概念 二是探究合力与分力之间的关系 在第二部分内容的教学中 我又分成三个层次来展开 教学 首先是讨论同一直线上的两个力的合成 然后提问不在同一直线上的两个分力的 合成是否依然遵循刚才的规律 通过学生分组实验大家发现合力应与两个分力的大小和 方向均有关系 从而进一步指导学生进行探究活动 这样处理使整个课堂教学的线路非 常清晰 各个教学环节之间衔接比较紧 在实验方案的设计上 首先由学生发言提出方案 其他学生补充 然后老师点评 师生互动 共同完善方案 在此过程中同时向学生点明操作中的一些注意点 在探究过 程中 对于部分学生新出现的问题 再拿出来共同分析讨论 改进后鼓励他们再次进行 实验 最后得出结论 这样的一个过程