2020年高中物理 第4章 第1节 力的合成教案3 鲁科版必修1

1、合力教学目标1)力的作用正确理解和掌握合力和分力的概念；2)通过实验探索平行四边形法则后，可以应用平行四边形法则分析合力和分力之间的关系；3)用图解法求合力时，用直角三角形知识计算合力；4)培养做实验和分析实验数据的能力，以及用等效方法解决问题的能力；5)养成良好的思维习惯和实事求是的科学态度。教学的重点和难点1)本课的重点是通过实验探索和总结输出的平行四边形法则2)正确理解和掌握合力和分力的概念是本课程的难点；同时，从代数求和扩展到向量求和不仅是知识的飞跃，也是概念的延伸，这必然会给初学者带来困难。案例设计1.引入教学：正确理解和掌握合力和分力的概念老师：经验告诉我们，一根线或两根线可以举起

2、一个重物，效果完全一样，如图1所示。如果一个力作用在一个物体上的效果与几个力共同作用在一个物体上的效果相同，这个力叫做这些力的合力，这些力叫做这个力的分量。在上面的例子中，F是F1和F2的合力，F1和F2是F的分量.找到F1和F2合力f的过程称为两个力的组合。2.问题情境创设：拿一个高质量的砝码放在桌子上。用细棉线提起它。一根线或两根线容易折断吗？预测：学生可能会回答说一句话很容易被打断。实验演示：用一根细线可以稳定地举起重物，但是当用两根相同的细线举起重物时(故意在两根细线之间形成一个较大的角度)，细线就会断裂。老师问：为什么两根线的效果不如一根线好？说明：这种“悬念”的产生对学生的大脑有着

3、直接的影响，他们的思维被迅速激活，因此他们对知识的渴望高涨。2.介绍主题：两个力在一个角度的合力和两个分量之间的关系老师的问题：学生猜合力和分力之间可能是什么关系。预测：合力大于每个分力？合力等于两个力的总和？合力总是小于两个力的总和？合力和两个力之间的关系构成一个平行四边形？合力是对角线之一？老师：今天我们将通过实验来研究这个问题。4.请根据提供的实验设备设计一个实验方案。【实验设备】一块木头；两个弹簧秤；两段弦；一段胶条；白皮书；铅笔；脚；8个量角器；图钉。注意：只能用一个弹簧秤分别测量两个分力。虽然操作很麻烦，但是可以避免由于两个测力计不一致而引起的系统误差。(增加师生互动的过程，描述学

4、生如何讨论和发现问题，最后形成一个正确的计划)启发学生：用橡皮筋表达力的作用，将橡皮筋的一端固定在M点，用两个力F1和F2以一个角度共同工作，第一次将橡皮筋的另一端拉到O点；第二次，只用一个力把橡皮筋的另一端拉到0点。参见图1和图2。因为两次产生的效果是相同的(两次都把橡皮筋的另一端拉到0点)，所以图2所示的力是图1所示的两个力F1和F2的合力，F1和F2称为这个力的分力老师问：如何确定F1和F2两个分量的大小和方向？激励学生：(1)确定组件的大小：(演示时解释两者是如何一起工作的)一个同学用两个弹簧秤钩住细绳套，将橡皮筋拉成一个角度，使橡皮筋的另一端拉伸到0点；另一个学生用笔写下了两个弹簧秤

5、的读数。这是分力的大小。同时，提醒斯图确定分力方向：分力方向是沿着细线方向，另一个学生用笔写下两个弹簧秤的读数，他还标出了每条细线的方向。标记每条细线方向的方法是使视线穿过细线并垂直于纸面，用铅笔指出细线下方纸上两个固定点的位置，并使两点之间的距离尽可能远。沿着两个标记的固定点画出细线方向，这是分力的方向。老师问：如何确定合力F的大小和方向？引导学生回答：用弹簧秤将橡皮筋通过弦线套拉到0的位置。弹簧秤的读数是合力的大小，弦的方向是合力的方向。确定合力的大小和方向：一名学生还通过弦线套用弹簧秤将橡皮筋拉到位置0，另一名学生记下弦线的方向，并记下弹簧秤的读数。这是合力的方向和大小。注意强调两个实验

6、的o点应该一致。5.学生们分组做动手实验(观察学生的实验)注：经验表明，两个分量F1和F2之间的夹角越大，用平行四边形作图得到的合力F的误差越大。因此，角度在实验中不应太大，一般最好不要大于90。为了直观地看到分力可能大于合力，两个分力之间的角度可以同时大于120。学生可分为四组，角分别为30、45、60和135。6.交流实验结果到目前为止，我们已经确定了两个分量的大小和方向以及它们的合力。为了找出两个力的合力与分力的大小和方向之间的关系，我们可以用图解法形象地表示分力和合力的大小和方向。选择适当的标准长度(长度为3厘米的线段代表1N力)，并使用三角形显示两个分力的大小和方向以及从O点的合力。

7、注意标准长度应该一致。选择典型、投影和注释。7.总结实验结果经过前人大量细致的实验，最终确定对角线的长度和方向与合力的大小和方向一致，即对角线和合力重合，即对角线代表F1和F2的合力。可以看出，要求出两个力相互成一个角度的合力，不是简单地加减两个力，而是用将两个力表示为相邻边的有向线段作为平行四边形，两个相邻边之间的对角线表示合力的大小和方向。这是平行四边形法则。如图5所示。问题：有没有学生的实验结果是对角线离合力很远？这种情况很正常。一个常见的结论是，许多人在总结经验并经得起实践检验之前，已经进行了很长时间的实验。因此，一个规则不能通过一个实验获得。如果有些学生的实验结果是对角线和合力相差很远，别担心，让我们课后来看看这个问题。9.摘要(1)两个相互成一定角度的力的合成遵循平行四边形法则，而不是简单地用代数方法加减。也就是说，合力f的大小不仅取决于两个分力F1和F2的大小，还取决于两个分力之间的夹角。现在，让我们观察合力