力的合成和分解教案

力的合成讲座焦点1.从力的作用效果理解合力和分力的概念2.探索合作力寻找方法的设计实验平行四边形法则的理解和应用课程体系提出了创建情况、合力分担力的概念，刺激合作力和分担力的关系设计探索的实验程序组实验学生讨论结果练习和扩展(实例、共同大小和角度关系、多力合成)课程体系第一，创设情境，提出合力的概念。1.展示漫画，介绍联觉力概念在大多数实际问题中，物体同时受到多种力，引入了共点力和非共点力的概念，分别给出了共点力和非共点力的图解例子。如果在研究中使用粒子模型，则可以将所有应力视为公共点力。本课研究物体受共点力作用的情况。展示漫画：汽车以匀速前进，所以一只牛拉车的效果和三个同学拉车的效果一样。2.学生小实验一个强壮的男孩在讲台上拎着水桶停了下来；另外两个同学一起提着这个水桶停了下来。在两种情况下，分析此桶数的应力情况并绘制示意图。问题：你能知道各力的关系吗？学生讨论，f单独作用可以达到F1，F2共同作用的力相同的效果。推导出等效替代关系，提出合力，力的概念。在前面两个情景中，抓住了一个力单独工作时与多个力一起工作时可以产生相同效果的共同点。自然推导出等效替代关系，从力的角度分析，得到合力、分力的概念。用问题引导学生讨论合力、力量的概念：合力，分力的起点是什么？(力产生相同的效果。可以用一个合力代替多个力的作用。）合力与多少分力同时存在？(不，合力只是几个分力的等价替代，而不是物体受到一种以上的力)第二，探索寻找合力的方法1.情况讨论，刺激认知矛盾问题：在前面三位同学拉车的情况下，如果三位同学水平向右拉的力分别为F1，F2，F3，那么这三位同学的合力是多少呢？方向怎么样？(学生可以使用以前学过的知识，在与三个拔模方向相同的方向上获得F=F1 F2 F3的力。)问：所有力加起来就能得到合力的大小，这就是求合力的方法吗？请学生们讨论。(有学生提出异议，正如以前学过的，如果两个力方向相反，合力就减去两个力，方向必须与大的力方向相同。)问题：合力是加力还是减力？实验：两个弹簧秤相互成一定的角度，几个钩子停止举起，各读弹簧秤的数量。停止用弹簧秤提同一个钩子，阅读弹簧秤的数量。问题：两种力量的大小和合力既不满足加法关系，也不满足减法关系。如果给了两个力，究竟如何求出这两个力的合力呢？2.设计探究实验提出课题：探讨合力和分力之间有什么关系。介绍可用的实验仪器：木板、白纸、弹簧秤(2个)、橡皮筋、细绳、测量员、图钉、三角板。问题讨论，实验设计指南：据气球说明，用什么方法可以得到分力，得到两分力的合力？(两个弹簧秤和一个弹簧秤拉动橡皮筋，产生同样的效果。)如何保证分力的效果等于合力的效果？(固定橡皮筋的一端，使另一端与绳子的节点拉在同一位置)应该记录哪些数据？如何记录呢？(橡胶棒节点的位置、合力和分力的大小。引导讨论是否应该记录力的方向。论文本记录的不足，如何更好地同时记录技术力量的大小和方向？力的图标。)，以获取详细信息让各组学生整理探索方案，理解实验目的、过程、操作。小组实验，记录实验结果各小组按照自己整理的计划进行实验，并用力记录实验结果。教师巡视并适当指导各组实验进展。4.思考讨论，得出实验性结论观察实验得到的f和F1，F2的大小和方向，推测F1，F2，f之间有什么关系。引导学生适当地添加参考线，研究几何关系。(学生们计算从结合力和合力的末端得到的形状大体上是平行四边形)两个分力是平行四边形的一对相邻，为夹在这个相邻侧的对角线合力。各队实验时力的大小和方向都不同，大致可以得出有一定普遍性的结论。在各组再实验一下，看看是否改变力的大小、方向，以满足相同的结论。演示实验，特殊角度特殊值验证(即大纲教材中本节的演示实验)。橡皮筋的一端固定，另一端是绳子和节点。2分力相互成90度，各由3个钩弦，4个钩弦重力提供。沿橡皮筋拉伸的合力由5个钩符号的重力提供。三、平行四边形规则两个共点力合并后，遵循平行四边形法则。也就是说，表示这两个力的线段相对于相邻边变为平行四边形，两个相邻边之间的对角线表示合力的大小和方向。讨论：为什么力的合成(两个力加在一起)不仅仅是加法和减法，而是满足平行四边形的定律？力是既有大小又有方向的向量，加时既考虑大小又考虑方向，所以满足的规律必须同时考虑大小和方向。)，以获取详细信息想：对有大小和方向的矢量相加，不能简单地加减吗？平行四边形规则适用于所有向量的合成。四、练习和扩展1.使用平行四边形法则寻找合力通过实验，可以找到求出两个力合力的直观方法映射方法。要求学生们用共同获得力量的程序说明。看教科书例子，规范指导法的方法步骤，强调不能遗漏合力的方向。如果两个分割力的角度为90度，并且力是平行四边形，则可以应用正交三角形的知识来计算合力的大小方向。再看一下教科书的例子，请学生计算合力大小的方向。2.合力和二分力的关系问题：平行四边形法则表明，合力的大小和方向随着F1，F2的角度而变化。这个变化有什么规律吗？(学生绘画事故，讨论)这是用几何大地制作的课件的演示，根据分享力量的角度变化，合力。请学生根据演示总结法则。(角度为0度时的最大合力；角度为180度，合力最小。使其成不同角度时，大小介于之间)3.两个或多个力的合成问题：如果通过平行四边形法则知道两个力是如何合成的，如果有3个以上的力，该如何合成呢？学生们考虑讨论，接受利用平行四边形法则的多力合成法。总结了多力合成方法，并告诉我们下一课将学习更多更简单的多力合成方法。力的分解一、教育挑战分析力的分解是继力的合成之后对力的等价性的进一步学习，是以后解决力学问题的重要方法，也是中学阶段其他矢量运算的基础。力的分解是本章的教学重点，也是本章的教学难点。学习本节内容所需的知识包括力的图标、力的合成、平面四边形规则和等价的思想方法。从生活中的一般现象开始，通过示范实验和学生分组实验的探索，从平等的角度唤醒学生合力和分力，确立分力、力的分解概念。根据学生分组实验的自主探究结果，通过分析、比较，输出聚合遵循平行四边形法则。根据学生的案例分析，归纳和总结根据力量作用引出实际效果的思想方式，通过对简单个性问题的分析，概括为一般案例，起到突破难题的作用。通过对简单、实际问题的研究，让学生知道能力分解在生产和生活中的应用，有意识地把生活、生产和科学技术实际联系起来，引起了求知欲和周围事物研究的兴趣。二、教育目标1、知识和技能(1)知道力的分解是力的合成的逆运算。(2)理解分力和力的分解概念。(3)最初学会了根据力的实际效果分解力。(4)最初学了用图解法求分力，最初学了用直角三角形的知识计算分力。(5)一开始用力学习分解知识，说明一些简单的物理现象。2、流程和方法(1)通过这一节学习，感受实验是建立物理概念和探索物理规律的唯一途径。(2)通过用两种力等价地代替一种力，确立了力和力的分解概念，从而感受到力的合成和分解学习中等价替换的重要性。(3)通过基于对力的实际作用效果的分解探索过程，感受到具体问题的具体分析方法。3、感情、态度和价值(1)结合生活的实际情景，引起对知识的欲望和探索的兴趣。(2)通过力的分解实际应用的分析和讨论，开发理论与实际相关的意识。(3)通过分工实验，体验分工合作在实验过程中的重要作用，提高对合作的认识。三、教学的主要困难教学重点：理解分力和力的分解概念，利用平行四边形法则进行力的分解。教育的困难：根据实际效果分解力量。四、教育资源1、教育设备(1)示范设备：1千克重量和细线、刀片角度不同的两把剑(刀片的夹角更大)、GQY数字化实验室数据采集分析器、GQY多功能实验台、倾斜力分解实验机、汽车、两个力传感器等，一端有细绳的木块等。(2)学生群体实验设备：木板、橡胶绳、薄绳、白色纸、图钉、自制定量研究力分解遵循平行四边形规则的DIS实验设备、力传感器、数据收集器、计算机等。2、课件力的分解课件(几何画板)五、教学设计思路此设计的内容由分割和合力的概念、力的分解两部分组成。本设计的基本思想是在生活中的一般现象和实验的基础上，采用探索、分析、建立分力、分解力的概念。从平等的角度看，实验结论通过分析、比较、各子力的作用，归纳的分解遵循平行四边形法则。通过简单的实际问题的分析、讨论，总结了按实际效果分解一个力的想法。此设计的重要要点是使用分割力、力分解概念和平行四边形法则进行力分解。该方法从生活的一般现象开始，通过演示实验，学生群体实验，结合学生个人感情，从平等的角度，通过分析，推理，建立力量和力量的分解概念，通过DIS学生群体实验，力量的分解也遵循并行四边形规则。这个设计的难点是根据实际效果分解力。方法是结合简单的实例，通过演示实验，将抽象的问题转化为直观的图像问题，根据情况分析力作用的实际效果，按照实际效果的方向分解力，然后从简单的问题中总结规律，促进一般情况。本设计强调学生的积极参与，重视概念、规律的形成过程及其伴随过程的科学方法的教育，重视学生合作意识和合作能力的培养。完成本设计的内容需要2节左右的时间。六、培训班1、培训流程图活动学生实验2事件I演示实验1问题1活动学生实验1分力力的分解问题I问题2分解步骤和方法平行四边形规则活动是，练习问题II问题32、课程体系说明活动I演示实验1用细线捆起秤，举起，折叠成同一细线，然后捆起秤，用细线将物体用双手分开，然后增加角度，直到细线断裂。设置上述演示实验的目的是刺激学生的学习兴趣和知识欲望，通过共享引入新课。活动学生组实验1用一种力平行拉动固定在板面两端的橡皮筋的节点位置，用两种力产生同样的效果，作用于橡皮筋的节点位置。让学生们一边实验力量的作用，一边总结概念。设定这个学生分组实验的目的是让学生通过实验理解分力和合力的等价性，建立分力和力的分解概念。活动学生实验2使用自制DIS实验装置探讨力量分解遵循的规律。通过力传感器测量绳子的拉力，可以使两根绳子的拉力方向相互垂直，以便于实验。学生通过自己的探索引出的力量分解也遵循平行四边形法则。这个学生分组实验是为了让学生通过探索，力量的分解也遵循平行四边形法则。活动是，练习案例分析： (演示实验)(1)斜坡上静止的物体不受其他外力作用，其重力分解为实际效果的DIS实验。用平行四边形测量与用DIS实验测量一致。(2)水平面上的对象由倾斜向上拉动的张力f操作时拉动f的分解。(3)刀刃分割视力的分解演示实验，根据作用于刀的向下力作用的两个力的方向进行分析。设置的目的是将问题转化为几个简单的演示实验，突破难点，获得根据作用效果分解一个力的基本步骤和方法。3、讲座的几个主要环节：这门课可以分为三个主要课程。第一个环节是通过情景和学生活动引导人力者的分解概念。第二个环节是通过学生的实验探索，力的分解遵循平行四边形法则。第三部分是通过实例分析，归纳总结力根据作用效果分解的步骤和方法。七、课程计划示例：(a)引进1、观察演示实验，提问。演示实验1:用细线捆起天平，举起，折叠成同一细线，然后固定秤锤，用细线分开物体，直到细线断裂，然后提高角度。问题1:为什么用细线提起天平就不会切断，用细线提起物体就会切断细线？2、导入新课程我们可以用本课学的内容力的分解知识来回答上述问题。(b)通过实验建立概念1、实验探索设备简介：实验2:(学生组实验)图，略学生分组实验：在木板上固定一张白纸根橡皮筋两端固定在木板上，在两个节点处系两条细线，将前两条橡皮筋垂直拉伸成一个力f，使结到达一定位置。要求学生回答观察到的现象。学生观察分析指南：橡皮筋OA、OB都有变形，表明力f产生两种效果。这两种效果相当于沿OA，OB的两个张力，沿OA，OB方向的两个拉力F1，F2同时作用于节点上，以使f达到相同位置，从而防止效果发生变化。分析表明，学生们继续进行实验。如图所示，两个力F1，F2代替f同时作用于节点，沿OA，OB方