力的合成教学设计

1、力的合成教学设计【教学目标】一、知识与技能：1理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。2理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。3掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用它求两个分力以及几个分力的合力。4通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。二、过程与方法：1通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法等效替代法。2通过研究求互成角度的两个力合力方法的过程，向学生渗透科学研究的基本过程。三、情感态度与价值观： 1体会逻辑思维和实验相结合研究问题的巨大作用，并由此体会到科学研究的乐趣。2体会科学研究中与他人合作、交流的重要性和必要性。 【重点难点】一、教学重点：1.合

2、力与分力的关系。2得出平行四边形定则的实验过程。3平行四边形定则的应用。二、教学难点如何引导学生自己完成实验，并得出力的合成满足平行四边形定则这一结论。【教学器材】多媒体与课件、弹簧秤、木板、白纸、橡皮筋、直尺、三角板、量角器、勾码、细绳套【教学过程】一、 引入在正式上课之前呢，我想请两个同学帮我做一个小实验。（跟两个学生做简单交代），同学们注意观察钩码。学生演示在细绳中间挂上一个钩码，逐渐增加两绳的夹角，在夹角增加到一定值时，细绳断了。问题：为什么夹角增大到一定值绳子会断掉？通过今天的学习，希望大家可以寻找到答案。下面我们来看一个小故事。【故事1】曹冲称象曹冲是怎样做到的？为什么可以这样做？

3、用测石头的质量替代测大象的质量，他们都可以使船沉入相同的深度，效果是一样的，等效替代。在使船沉入的深度的效果上是相等的。【一组图片】深入体会“等效替代”，引入合力分力概念。1.一个弹簧秤拉住一个勾码悬停在空中2.两个弹簧秤一起（成一定角度）拉住同一个勾码悬停在空中。设问：一个弹簧秤拉住勾码的作用力与两个弹簧秤共同拉住这个勾码的作用力有怎样的关系？组织学生思考得出结论：前后两次作用的效果相同。定义：分力与合力如果某一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，那么就把这一个力称为那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力。（强调合力与分力的等效性）教师点拨：分力 合力已知分力求合力力的合成今天我

4、们来共同学习下力合成的法则。二、进行新课设问：同一条直线上的两个力，合成的合力与分力有怎样的关系？（课件导学）带领学生得出：同向F=F1+F2，方向与分力方向相同 反向F=F1-F2，方向与大的分力同向（F1为大的力） 学生总结1.提出问题在刚刚同学演示的实验中，F1、F2与合力F并不在一条直线上，那么这种情形下的合力与分力可能是怎样的关系呢？会不会依然是简单的代数加减？给大家30秒，动手试一试。教师引导学生思考讨论。【学生探究】学生根据现有的器材（弹簧秤、勾码）设计实验，得出结论。（本次探究仅仅是为了让学生得出在互成角度的前提下两个分力的大小之和不等于合力）学生根据探究结果得出结论：FF1+

5、F2教师总结合力与分力的关系不仅跟大小有关，还跟力的方向有关。2.猜想与假设有一点我们是可以肯定的，F与F1和F2作用的效果相同，那么F就肯定是F1、F2的和，不过这种和不是简单的代数和，还涉及力的方向性问题。3.设计实验，制定实验方案那么力的合成应该遵循怎样的法则呢？我们一会通过实验来寻找这个法则。首先看看我们为大家提供了哪些器材。器材（橡皮条，图钉、木板、白纸、弹簧秤、细绳套）请大家结合第一个问题，初步给出实验设计思路。思考讨论1分钟。1.研究对象是谁？如何得到合力F与分力F1、F2？如何保证F与F1、F2 的作用效果是相同的？2.实验过程中需要记录哪些数据？（方向如何记录）。如何准确直观

6、的描述力的大小和方向？复习：力的图示画法3.实验应该注意哪些问题？1）同一次实验橡皮条的结点要拉到同一个位置（保证了大小、方向相同，实现前后两次作用的等效）两个分力取多大的夹角？都可以。大致取60-120。2）要记录结点的位置用力的图示描述力的大小和方向，要在实验过程中记录力的方向（学生思考）。结合初中所学的两点确定一条直线的规律，沿着细绳套点两个点，其连线方向就是力的方向。3）弹簧秤要校零，读数时正视刻度，应使拉力沿着弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套要与纸面平行，同一次实验橡皮条的结点必须拉到同一个位置，选择适当的标度作力的图示，所作的图不宜过小和过大。下面大家就根据我们刚刚所提示的通

7、过实验得到这3个力，并用图示表示出来，然后寻找他们的关系。也就是通过怎样的处理可以将F1和F2合成得到F。4.分组实验、收集实验数据根据设计好的实验方案学生分组实验，老师巡回指导及时发现问题并加以指导解决。要求学生在纸上利用力的图示法同时做出合力与分力。5.分析与论证观察所得的力的图示，再次猜测F与F1、F2 之间可能遵循的规律。教师参与学生的猜想和讨论，适当的给出提示：平面几何问题辅助线是一个重要的研究、分析问题的手段。（虚线作辅助线），提示学生根据所构建的几何图形建立合力与分力之间的关系。学生可能的方案方案1：图中F1、F2 沿着F方向的长度之和即为F的大小。（学生未必能得出这样的方法，如

8、果有，则可以适当引导，点出这是后面力的分解里面常用的方法。同时，如果事先并不知道合力的方向，那么将无法做垂线，因此该思路有局限性。）方案2：把合力、分力连在同一个四边形中，合力为四边形的一条对角线。引导学生猜想这是一个怎样的四边形。教师可以有目的的先展示作图规范误差小的学生作品，通过引导得出这应该是一个平行四边形，并演示验证到底是不是平行四边形。（也可以让学生以两个分力为邻边做出平行四边形，比较用平行四边形得到的对角线与实际合力的误差）事实上是存在误差的，在这里要体现出科学的实验思想，指出结论的得出不是一次两次的实验就能完成的，需要经过大量的实验以及事实的检验，最终才能确定结论。（为配合可以再

9、有目的的展示不标准的学生作品）6.形成结论平行四边形定则以表示这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代表的合力的大小和方向。共点力：如果物体受到两个或者多个力的作用，这些力共同作用于同一点（或者延长线或者反向延长线交与一点）这样的一组力成为共点力。平行四边形定则适用条件：共点力说明：平行四边形定则不仅可以用来求解两个分力的合力，同样适合于位移、速度、加速度等矢量的合成，是矢量运算的基本法则。7.推广应用例题1：用平行四边形定则分别做出大小分别为3N、4N的两个力在夹角分别为30°（6.8N左右），60°（6.1N左右）、90°（5N）和150°（2.1N左右）情况下的合力。回答3个问题，随着两个力间的夹角逐渐增加，合力大小如何变化？合力的大小可否大于两个分力的和？合力的大小可否小于两个分力的差？所以3N、4N的两个力合力的最大值是7N，最小值是1N，所以我们可以说，3N、4N合力的大小随着夹角的增大而减小，并且合力的范围在7N和1N之间。那么如果给出任意的两个力F1和F2，在保证大小不变的情况下，逐渐增大他们的夹角，合力，并且合力的范围在到底是不是这样呢？我们来看一个课件演示。分小组合作分别作出合力，结合同向和反向两种特殊情况下的合力与分力关系，引导学生