力的合成教学 高一物理ppt课件教案 人教版

力的合成教学设计,【教材分析】本章是高中力学基础，等效思想、平行四边形定则既是这一章的重点，又是难点，平行四边形定则不仅是力的合成必须遵循的定则，也是所有矢量运算必须遵循的。矢量的运算法则，是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，因此本节内容为今后学生学习其它矢量及运算奠定了基础，具有非常重要的作用。同时，平行四边形的验证过程，对培养学生严谨的科学态度和科学思维方法也有很重要的作用。,【设计思想】 本节课内容比较抽象，因此借助于演示实验和多媒体演示及学生的分组实验结合应用是十分必要的，通过演示实验和多媒体演示可以将抽象的内容变得直观，再加上让学生自己两次进行探究，可以通过多个角度刺激学生的感观，让学生掌握所学内容，并增加了课堂的趣味性；本节课通过不断地引申将所教内容不断深化，分阶段、分台阶地引导学生掌握所学内容，完成学习的任务。,【教学目标】（一）知识与技能1、理解合力与分力的概念，知道什么是力的合成。2、掌握力的“平行四边形定则”，会用作图法求两个共点力的合力。3、会定性分析合力随两个分力夹角的变化情况，掌握合力的变化范围。4、知道共点力的概念，会计算在同一直线上的几个力的合力，会用直角三角形知识计算两个力的合力。5、能用力的合成分析日常生活中的问题。（二）过程与方法1、通过实例的分析，使学生认识到等效替代思想的普遍性，并在这一思想的指导下，通过实验探究 “力的平行四边形定则”。2、采用实验探究的学习方式，通过独立思考与分组讨论等过程，培养学生设计实验、动手操作及观察实验现象、获取分析实验数据并得出实验结论的能力。（三）情感、态度与价值观1、通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的积极性、主动性和创造性。2、通过力的合成的研究与规律的发现，培养学生严谨的科学态度，逐步养成用科学方法与科学知识理解和解决实际问题的习惯，提高科学素养。3、通过分组实验，培养学生合作、交流的能力与团结协作的精神。,【教学重难点】重点：1、用“等效替代”的物理思想探究平行四边形定则。 2、应用平行四边形定则求合力。难点：1、平行四边形关系的发现； 2、帮助学生实现物理量求和从代数思维到几何思维的跨越；,【教学器材】演示用器材：重力为23N的钩码1只（系上细绳套两根），演示弹簧秤2只，粗大的橡皮条（可用许多小橡皮条组合而成）1根，强磁铁1块，尺子1只学生实验用器材：按每四人小组：木板1块；白纸1张；图钉5枚；橡皮条1根；细绳2根（两端做好套）；弹簧秤2个；铅笔1只；量角器1只；三角尺1-2只。,【教学过程设计】,（一）引入课题 从曹冲称象的小故事入手，引出等效替代的思想方法，再请同学们举出一些在生活中应用等效替代的例子，最后老师归纳总结使学生认识到等效替代的普遍性，最后引出生活中力也存在等效替代的方法。在情景引入，请两位同学到讲台前，先让一男同学提起质量为50kg的一桶水，然后让两位女同学一起提起这桶水，得出合力与分力、力的合成的概念。（强调替代的条件是等效。）,（二）进行新课一、引出概念如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。,二、提出问题 假如这桶水的重量是200N，两个同学的合力的大小也一定是200N。现在的问题是：如果两个同学的用力的大小分别是F1和F2，这两个数值相加刚好等于200N吗？学生回答（一般是等于）演示实验一（用弹簧秤测量钩码的重力模拟学生提水实验）否定了学生的答案。提问：合力与分力到底是什么关系呢？演示实验二老师拿出实验器材，演示实验。（用力的合成演示器）（强调两次拉到同一点，即效果相同。）,【教学过程设计】,猜想： 互成90度角的两个力的合成，其合力正好是以两个分力为邻边作出平行四边形的对角线。那么这个结论是否具有普遍性呢？,【教学过程设计】,二、探究过程(分四人小组进行),设计实验： 分组讨论： 学生汇报：方案一方案二方案三,在哪里画？（白纸上）怎样做实验才能直接读取分力及合力大小的数据并且直接把这些力如实地画到白纸上去？在没有定滑轮的情况下还有什么办法吗？,学生得出实验方案：在同一平面上分别用一个弹簧秤和两个弹簧秤拉橡皮条，使其身长相同的长度，分别记下弹力的大小和方向，在寻找合力和分力利的关系。给学生些思考时间之后，引导学生讨论在实验中应该注意那些问题呢？教师和学生共同得出：（1）弹簧与橡皮筋都在一个平面内（2）弹簧与橡皮筋在一条直线上,【教学过程设计】,进行实验并收集数据： 为了分析合成情况随夹角大小的变化，按夹角不同分四大组:第一组3060、第二组6090、第三组90120、第四组120150注意用铅笔记录弹力的大小和方向并画出力的图示。,分析数据、进一步猜想、得出结论：分小组分析处理，尝试根据白纸上所画的两个分力与合力的图示进行探究：合力与两个分力间有什么几何关系？老师引导：怎样验证？是把三个力的箭头连线来确定是否是平行四边形吗？这样做存在什么问题？（由于实验存在误差，很难确认所画四边形就是平行四边形。可先根据两个分力画出平行四边形，再将其对角线与合力进行对比，看是否重合或偏差有多大，是否在误差允许的范围内可以确认是一个平行四边形。）分组活动：各自画图进行验证（要求三力画实线、辅助线画虚线）综合分析：让某组出代表用实物投影汇报自己的探究结果，分析存在的一些问题（误差产生原因），得出结论。,归纳得出结论力的合成法则平行四边形定则,三、力的合成法则的应用1、适用条件是否任何情况下，物体所受各力都可合成？（学生通过阅读教材P63有关内容，了解了共点力概念，知道力的合成法则适用于共点力问题）,【教学过程设计】,2、动态分析当两个分力的大小一定，而夹角变大或变小时，合力大小会怎样变化？其变化范围是怎样的？学生分组探究F1=45N和F2=6ON，用作图法求出夹角为00、300、600、900、1200、1500、1800时的合力。学生对比各组夹角大小不同情况下合力大小与分力大小的关系教师展示：两个分力的大小一定而夹角变大或变小时合力大小变化情况的flash动画得出结论：夹角越小，合力越大，当夹角为0时，合力有最大值Fmax ；夹角越大，合力越小，当夹角为180时，合力有最小值Fmin ;即再求出夹角为900时合力。（强调力为矢量，要同时求出大小和方向。）,3、多力合成问题规律的延伸应用： 提问：怎样求三个力的合力？多个力呢？学生：先求某两个的合力，再提问：这依据什么？(为了强化合成的“等效性”思想)学生：因为两个力的合力可以等效替代那两个力，所以三个力等效成两个力，接着，再将这两个力等效成一个力，这就是原先三个力的合力。三个以上的共点力的合成也是相同的道理,【教学过程设计】,四、课堂小结 通过这节课的学习我们发现，力的合成一般不能象标量那样可以用简单的“加减法”进行运算（同一直线上的力的合成除外），通过探究，我们发现力的合成要按“