力的合成教学的设计.docVIP

3.4 力的合成 （邱广翠 宿州市祁县中学） 【教材分析】 力的合成是人教版物理必修I第三章第四节的内容。力的合成是高中物理中极为重要的一个知识点。同时本节课所学平行四边形定则也是处理矢量的一个通则，因此本节课为以后动量、冲量、动能定理等内容打下了坚实的基础，具有承上启下的作用。 【学情分析】 在本节课之前学生已经学习了位移以及力的概念，初步接触了矢量的概念，但对矢量方向性的理解还仅停留在表面上。本节课应着重让学生通过实验探究来体验矢量运算并非简单相加减，而是遵循平行四边形定则。 【教学目标】 知识与能力 掌握合力与分力的概念力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律；初步运用力的平行四边形定则求解力的合成 会用作图法求解两个共点力的合力，并能利用平行四边形定则求解多力合成问题。 过程与方法 能够通过实验探究归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则 培养设计实验、观察实验、探索规律、归纳总结的研究问题的能力。 情感态度与价值观 培养物理思维能力和科学探究的能力与态度。 培养合作、互助、交流的精神。 【教学重点】 合力与分力的概念以及力的合成的概念 力的合成的平行四边形定则 力的合成的方法 【教学难点】 力的合成的平行四边形定则的使用 【教学方法】 探究式教学，引导学生探索新知识、新内容。 【课时安排】 1 课时 【教学准备】 钩码1个，细线两段，剪刀1把，多媒体课件。 力的合成实验仪器14套（4人一组），其中包括弹簧秤2个，木板1块，橡皮筋1条，绳套两段，图钉5个，白纸1张 【教学过程】 【导入新课】 师：前面学习重心的时候我就讲过作用在物体上的力可以进行等效替换。 何谓等效作用？ 演示实验：1、分别用两根细线和一根细线悬挂钩码，分析两种情况下钩码的受力情况和力的作用效果 2、让一个男生一手举起一个凳子，再让两个女生一起举起刚才那个凳子，分析两种情况下凳子的受力情况和力的作用效果。 让学生举出等效替换的其他例子。 有人想问，知道等效替换对我们研究问题有什么作用吗？不但有，而且很大。等效替换虽然对物体的真实情况没有影响，但有时对于我们研究问题却起了很大作用。举个简单例子，一物体被两个小孩提起，处于静止状态。因为物体静止，所以物体是受力平衡的，即合外力为0。 F1、F2、G三个力应该相互抵消。而以前我们只学过一对平衡力可以相互抵消，那这三个力是如何抵消呢？没有学过。了解力可以等效替换后，用F将F1、F2的两个力替换掉，那么物体受力分析图由受到三个力变成受两个力，这样问题就解决了。 这三个图是等效的。 【推进新课】 一、合力与分力 当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生效果跟原来几个力的共同作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。它们的关系是等效替换。 力的合成：求几个力的合力的过程或求合力的方法叫做力的合成。 提问：力的合成应满足什么规律呢？ 从简单入手分析二力合成： 提问：同一直线上二力该怎么合成 回答老师提问：同向直接相加，方向为二分力方向 反向为二力之差的绝对值，方向和大者相同 提问：物体受力往往不在同一直线上，此时满足什么样的规律？还是不是简单相加减？ 我们现在一起来通过实验探究不在同一直线上两力的合成应满足什么规律 师：为了能更好地完成实验，我给大家提供了以下的实验仪器：方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮筋(两条)、细绳(两条)、刻度尺(或三角板)、图钉(若干，用来固定白纸)。 师：下面请各组设计出你们的实验步骤，并说出你的理由。 学生自行设计实验，写出实验步骤。并找一个学生代表进行发言。 实验设计参考 (1)在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好． (2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的G点(G点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套． (3)用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O. (4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下)． (5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示． (6)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示． (7)探究这三个力的大小及方向的关系． 师：为什么两次要拉到同一点O呢？ 生：因为合力与分力的作用效果是相同的，所以本实验中要力的作用效果相同就必须使橡皮筋的形变一样。 师：为什么要作力的图示而不是力的示意图？ 生：因为