【導(dǎo)語(yǔ)】心無(wú)旁騖,全力以赴,爭(zhēng)分奪秒,頑強(qiáng)拼搏腳踏實(shí)地,不驕不躁,長(zhǎng)風(fēng)破浪,直濟(jì)滄海,我們,注定成功!逍遙右腦為大家推薦《高一年級(jí)物理上冊(cè)必修一《力的合成》教案》希望對(duì)你的學(xué)習(xí)有幫助!
教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.理解力的合成和合力的概念。
2.掌握力的平行四邊形定則,會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。
3.要求知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。
二、過(guò)程與方法
1.學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問(wèn)題的方法。
2.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、分析能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力。
三、情感態(tài)度價(jià)值觀
學(xué)會(huì)應(yīng)用等效代替和控制變量的思維方法。
教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):
1.通過(guò)實(shí)例理解分力、合力、力的合成的概念。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索“力的合成”所遵循的法則。
難點(diǎn):“平行四邊形定則”的理解。
教學(xué)過(guò)程
一、導(dǎo)入新課
如圖甲,一個(gè)人用力F可以把一桶水慢慢地提起,圖乙是兩個(gè)人分別用F1、F2兩個(gè)力把同樣的一桶水慢慢地提起。那么力F的作用效果與F1、F2的共同作用的效果如何?
學(xué)生:效果是一樣的。
老師:一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同,在實(shí)際問(wèn)題中就可以用這個(gè)力來(lái)代替那幾個(gè)力,這就是力的等效代替。這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力。求幾個(gè)已知力的合力的過(guò)程叫做力的合成。幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。我們這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成。
二、新課教學(xué)
(一)探討實(shí)驗(yàn)方案
先用兩個(gè)力作用在物體的同一點(diǎn)上,使它們產(chǎn)生一定的作用效果,如把橡皮筋一端固定,拉加一端到某一點(diǎn)O,再用一個(gè)力作用于同一物體的同一點(diǎn)上,讓它產(chǎn)生與第一次的兩個(gè)力的作用效果相同,即也把橡皮筋拉到點(diǎn)O,記下各個(gè)力的大小、方向、畫(huà)出力的圖示,就能研究力之間的關(guān)系了。等效代替是物理中常用的一種方法。
(二)演示實(shí)驗(yàn):互成角度的二力的合成(請(qǐng)兩位同學(xué)上講臺(tái)幫忙)。
(1)把放木板固定在黑板上,用圖釘把白紙固定在木塊上。
(2)用圖釘把橡皮條一端固定在A點(diǎn),結(jié)點(diǎn)自然狀態(tài)在O點(diǎn),結(jié)點(diǎn)上系著細(xì)繩,細(xì)繩的另一端系著繩套。
(3)用兩彈簧秤分別勾住繩索,互成角度地拉橡皮條,使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O′點(diǎn)。讓學(xué)生記下O′的位置,用鉛筆和刻度尺在白紙上從O′點(diǎn)沿兩條細(xì)紙的方向畫(huà)線,并分別記下兩只彈簧的讀數(shù)F1和F2。
(4)放開(kāi)彈簧秤,使結(jié)點(diǎn)重新回到O點(diǎn),再用一只彈簧秤,通過(guò)細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O′,讀出彈簧秤的示數(shù)F,記下細(xì)繩的方向,按同一標(biāo)度作出F1、F2和F的力的圖示。
(5)用三角板以F1、F2為鄰邊利用刻度尺和三角尺作平行四邊形,過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線,做出合力F的圖示。
(6)改變F1和F2的夾角和大小,再做兩次。
從實(shí)驗(yàn)中得出什么結(jié)論:合力F不能簡(jiǎn)單地用F1和F2的代數(shù)合表示。
證明:利用三角板以力F1和F2為鄰邊做平行四邊形,作出其對(duì)角線F’,看力F和F’是否重合。
仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn),F(xiàn)和F’基本重合,在誤差范圍內(nèi),F(xiàn)幾乎是F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線。
經(jīng)過(guò)前人很多次的、精細(xì)的實(shí)驗(yàn),最后確認(rèn),對(duì)角線的長(zhǎng)度、方向、跟合力的大小、方向一致,即對(duì)角線與合力重合,也就是說(shuō),對(duì)角線就表示F1、F2的合力。
老師歸納:求兩個(gè)共點(diǎn)力的合力時(shí),不是簡(jiǎn)單的將兩個(gè)力相加減,而是用表示兩個(gè)力的有向線段F1和F2為鄰邊作平行四邊形,這兩鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力F的大小和方向,這就是力的平行四邊形定則。
(三)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)
觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況,數(shù)據(jù)處理,要求操作的規(guī)范,遵從實(shí)驗(yàn)結(jié)果,盡量把誤差減小到最小。
要求同學(xué)用平行四邊形法則作出F1與F2的合力,與實(shí)際合力對(duì)照,相距多遠(yuǎn),差距大不大。
如果在實(shí)驗(yàn)中,對(duì)角線與合力相距比較遠(yuǎn),那就找一找原因,是否有錯(cuò)誤操作,即使操作完全正確,也會(huì)有實(shí)驗(yàn)誤差,也不會(huì)完全重合。
這種情況很正常,一個(gè)規(guī)律的得出要很多人在很長(zhǎng)時(shí)間里,進(jìn)行許多此實(shí)驗(yàn)才總結(jié)出來(lái),并不是一次實(shí)驗(yàn)就能得到。
減小誤差的方法:①?gòu)椈沙邮褂们耙獧z查指針是否指在零點(diǎn);②彈簧秤要與木板表面平行。
總結(jié):可見(jiàn)互成角度的兩個(gè)力的合成,不是簡(jiǎn)單的兩個(gè)力相加減,而是用表示兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形,這兩鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這就要平行四邊形定則。以后我們還要利用這個(gè)定則進(jìn)行速度、加速度等的合成,只要是矢量的合成、就遵從平行四邊形定則。
(四)實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié):
1.力的合成要遵循平行四邊形定則。兩個(gè)共點(diǎn)力的合力隨夾角的變化而變化。
夾角為00(作用在同一直線上且方向相同)時(shí):F=F1+F2,F(xiàn)的方向與F1、F2的方向相同。夾角為1800(作用在同一直線上且方向相反)時(shí):F=|F1-F2|,F(xiàn)的方向與兩個(gè)力中較大的那個(gè)力方向相同。兩個(gè)共點(diǎn)力的合力的大小范圍:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|F1-F2|≤F≤F1+F2。
2.兩個(gè)大小一定的力F1、F2,當(dāng)它們間的夾角由00增大到1800的過(guò)程中,夾角越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。
3.矢量和標(biāo)量:
即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量運(yùn)算遵循平行四邊形定則。只有大小沒(méi)有方向的物理量叫標(biāo)量,標(biāo)量運(yùn)算遵循代數(shù)運(yùn)算法則。力既有大小,又有方向,故力是矢量。
4.實(shí)驗(yàn)歸納法是科學(xué)研究的重要方法,要通過(guò)提出假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)研究,數(shù)據(jù)分析,歸納總結(jié),形成結(jié)論。
【例題1】大小不變的F1、F2兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F,則有:
A.合力F一定大于任一個(gè)分力B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2
C.合力有可能小于任一個(gè)分力D.合力F的大小隨F1、F2間夾角增大而減小。
解析:正確答案是BCD
我們可以取一些特殊的數(shù)值來(lái)分析F1、F2的合力變化范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2若取F1=2N,F(xiàn)2=3N則1N≤F≤5N。
當(dāng)F1與F2夾角為180°時(shí),合力小于分力。應(yīng)排除A同時(shí)知C正確。
B對(duì),由合力的變化范圍可知正確。
D對(duì),當(dāng)F1和F2夾角為0°時(shí),合力,當(dāng)F1,F(xiàn)2夾角為180°時(shí),合力最小,隨著F1、F2夾角增大合力F反而減小。
說(shuō)明:對(duì)于一些定性分析的選擇題,有時(shí)可采用取一些特殊數(shù)值的方法來(lái)分析,這樣可使分析簡(jiǎn)單、方便。
【例題2】運(yùn)用平行四邊形定則求互成角度的兩個(gè)力的合力。
力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向豎直向上,用作圖法求解合力F的大小和方向。
解:選擇某一標(biāo)度,利用0.5cm的長(zhǎng)度表示15N的力,作出力的平行四邊形,用刻度尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度L,利用F=15N×即可求出。
〖鞏固訓(xùn)練〗
(1)兩個(gè)力互成30°角,大小分別為90N和120N,用作圖法求出合力的大小和方向。
(2)兩個(gè)共點(diǎn)力的大小都是60N,兩力間的夾角為1200,求這兩個(gè)力的合力?
解法一、圖示法。
解法二、利用平行四邊形法作出力的圖示,然后利用幾何知識(shí)求解。
學(xué)生討論會(huì)得到:先求出任意兩個(gè)力的合力,再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力,直到把所有的力都合成進(jìn)去,就得到其合力。因?yàn)槊恳淮魏铣啥甲駨拿績(jī)闪εc其合力產(chǎn)生共同效果的思想,所以可以這樣合成。
(3)兩個(gè)共點(diǎn)力,當(dāng)它們同方向時(shí)其合力大小為7N,當(dāng)它們反方向時(shí)其合力的大小為1N,問(wèn)當(dāng)它們互相垂直時(shí)其合力的大小是多少牛?
提示:假設(shè)F1大于F2,由題意可知:F1+F2=7,F(xiàn)1-F2=1解得:F1=4N,F(xiàn)2=3N
然后:方法一、圖示法。
方法二、先利用平行四邊形法則作出力的圖示,再利用直角三角形知識(shí)求得合力F=5N
(4)請(qǐng)同學(xué)完成P13的思考與討論。
〖提問(wèn)〗:如果兩個(gè)分力F1、F2,他們的夾角不定,求其合力的范圍。(用作圖法)
同學(xué)們用作圖法得到:
Fmax=F1+F2(兩力夾角為0°)
Fmin=F1-F2(兩力夾角為180°,F(xiàn)合于大的方向一致)
夾角在0°——180°之間,后介于Fmin與Fmax之間。
課后小結(jié)
這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了力的平行四邊形定則,要求會(huì)用作圖法求兩共點(diǎn)力的合力。
這節(jié)課主要掌握利用平行四邊形定則,用作圖法求兩共點(diǎn)力的合力,并且用作圖法得出兩力夾角不定的情況下,F(xiàn)合取值范圍,我們下課后要多動(dòng)手練習(xí),掌握這種方法。
教案【二】
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.知道合力與分力、合成等概念,體會(huì)等效思想,建立替代意識(shí);
2.掌握力的平行四邊形定則及探究的方法,了解矢量合成的普遍意義;
3.能利用力的平行四邊形定則解決有關(guān)問(wèn)題,分析日常問(wèn)題;
方法與過(guò)程
1.參與實(shí)驗(yàn)探究力的合成法則的過(guò)程,體會(huì)實(shí)驗(yàn)歸納的方法;
2.參與實(shí)踐,培養(yǎng)動(dòng)手能力.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心和求知*,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神和參與科技活動(dòng)的熱情;
2.培養(yǎng)認(rèn)真、仔細(xì)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
探究求解合力的方法;
教學(xué)難點(diǎn):
從實(shí)驗(yàn)中歸納總結(jié)出平行四邊形定則。
教學(xué)過(guò)程
新課引入:
以“一指斷鋼絲”實(shí)驗(yàn)引入課題
(學(xué)生參與)
基本概念:引導(dǎo)學(xué)生看書(shū)
明確:什么是合力?什么是分力?
引導(dǎo)學(xué)生回答合力和分力。(展示PPT、板書(shū):合力和分力)
關(guān)鍵詞是什么?
啟發(fā)學(xué)生用生活的實(shí)例說(shuō)明。
學(xué)生舉生活中的實(shí)例說(shuō)明等效可替代。(展示PPT、板書(shū):等效替代)教師根據(jù)學(xué)生所舉實(shí)例,點(diǎn)明等效、合力與分力。展示提水的例子。
教師可再舉正反兩例進(jìn)一步強(qiáng)化并總結(jié)力的合成概念。
如果一個(gè)物體受到多個(gè)力作用,比如剛才的水桶,我總能找到一個(gè)力能夠等效替代它們,這個(gè)力就是合力。這個(gè)尋找合力的過(guò)程我們稱為力的合成。
(展示PPT、板書(shū):力的合成)
尋求求合力的方法:
通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不共線的兩力合成不符合代數(shù)運(yùn)算關(guān)系(板書(shū):二、尋求求合力的方法)
教師演示實(shí)驗(yàn)。
利用我們桌子的器材來(lái)設(shè)計(jì)方案尋找力的合成關(guān)系:
問(wèn)題:1、選擇誰(shuí)為研究對(duì)象?
2、怎樣保證兩次作用的效果相同?
3、怎樣記錄和描述每個(gè)力?
學(xué)生討論。教師提問(wèn)。
教師總結(jié):總的說(shuō)來(lái):先表示出三個(gè)力,再來(lái)找它們關(guān)系。關(guān)于表示力,把大家剛才說(shuō)的,梳理一下形成步驟:
教師邊講解邊動(dòng)畫(huà)演示:
1、固定橡皮筋一端,兩次作用需將結(jié)點(diǎn)拉到同一位置以確保兩次拉橡皮筋效果相同。2、一位同學(xué)兩力互成角度拉橡皮筋,另一位同學(xué)記錄結(jié)點(diǎn)位置、力的大小和方向。大小由彈簧秤讀出,方向通過(guò)在線的下方取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn),由兩點(diǎn)畫(huà)線來(lái)確定力的方向。3、用一個(gè)力拉達(dá)同一點(diǎn),記錄力的大小和方向。4、用同一標(biāo)度,作三力的圖示。
教師引導(dǎo)學(xué)生搞好協(xié)作,分組實(shí)驗(yàn):下面請(qǐng)同座位為一組,搞好協(xié)作,一位同學(xué)操作彈簧秤,另一位同學(xué)記錄數(shù)據(jù)、作圖,先表示出力來(lái),再一同來(lái)找其關(guān)系。看哪組協(xié)作得,做得最快、做得!做好得請(qǐng)舉手!
教師巡視指導(dǎo)。
問(wèn)題:兩分力大小、方向和合力大小、方向之間存在什么樣的關(guān)系?1、啟發(fā)學(xué)生先從數(shù)據(jù)分析,
結(jié)論不易找出其定量關(guān)系
2、啟發(fā)學(xué)生再?gòu)膱D形上分析
既然有向線段表示力,那我們能否從圖形上找其關(guān)系?
教師做好預(yù)設(shè)。
教師再啟發(fā):現(xiàn)在我們的問(wèn)題轉(zhuǎn)移到求解這三個(gè)表示力的線段的方位和大小關(guān)系上來(lái)了。這是幾何問(wèn)題,我們?cè)诔踔醒芯烤段間關(guān)系的時(shí)候,常用什么方法?
引導(dǎo)作輔助線,連接分力和合力的箭頭
教師利用展臺(tái)展示1組,結(jié)論:像
教師再利用展臺(tái)展示2組。
歸納:一組像可能是偶然,我們每一組都像就可能不是偶然的了。
教師引導(dǎo)學(xué)生再驗(yàn)證。
總結(jié):這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅我們做,很多人都做了,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的努力探究、實(shí)驗(yàn),現(xiàn)代,科學(xué)家利用精密儀器證實(shí)兩力合成遵循平行四邊形關(guān)系。我們稱之為平行四邊形定則。(板書(shū):平行四邊形定則)
平行四邊形定則:
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)敘述平行四邊形定則內(nèi)容,教師補(bǔ)充。
以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向。
補(bǔ)充、升華:分力為鄰邊,合力為夾在指間的對(duì)角線。平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)是偉大的發(fā)現(xiàn),既體現(xiàn)了大小的關(guān)系,又體現(xiàn)了方向的關(guān)系。同時(shí),一切矢量的運(yùn)算都遵循平行四邊形定則,只有符合平行四邊形運(yùn)算定則的量稱為矢量。對(duì)于力而言,只要給我這樣兩個(gè)力,我都能利用平行四邊形定則求其合力。怎么準(zhǔn)確畫(huà)呢?(教師動(dòng)畫(huà)展示,板書(shū):應(yīng)用)
問(wèn)題:若物體受到三個(gè)力作用,怎么求其合力?(多力合成方法)
安排學(xué)生練習(xí)。
交代計(jì)算法:聰明的同學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)還可用計(jì)算的方法求解合力,關(guān)于計(jì)算法,我們下節(jié)課再研究!
問(wèn)題:F1、F2大小一定,夾角增大,合力如何變化?
合力什么時(shí)候,什么時(shí)候最小?合力的范圍如何?
(教師展示自制教具)邊表示分力,對(duì)角線表示合力,請(qǐng)大家自己操作,找出規(guī)律。
學(xué)生回答。
總結(jié):同一直線上兩力合成實(shí)際是其特殊情況。
問(wèn)題:合力一定比分力大嗎?
思考:若夾角不變,改變其中一個(gè)力大小,合力怎么變化?我們可以通過(guò)器材來(lái)說(shuō)明,請(qǐng)大家課后思考。
練習(xí):PPT展示:已知F1=2N,F(xiàn)2=10N
(1)它們的合力有可能等于5N、10N、15N嗎?
(2)合力的值是多少?最小值是多少?合力的大小范圍是多少?
照應(yīng)課前實(shí)驗(yàn),解決實(shí)際問(wèn)題
師:通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),大家能解釋拉斷鋼絲的原因嗎?展示PPT。
學(xué)生回答:合力很小,分力夾角很大時(shí),分力卻很大。
生活實(shí)例分析,如架設(shè)高壓線時(shí),不能張得太緊,否則一小鳥(niǎo)都可能將其壓斷。再比如斜索拉橋,課后思考,試著解釋為什么這立柱做得很高。知識(shí)改變了生活!
共點(diǎn)力:
幾個(gè)力同時(shí)作用在物體的同一點(diǎn),或它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。PPT展示(板書(shū):三、共點(diǎn)力。1、定義)
師:力的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。(2、平行四邊形定則適用條件)
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/gaozhong/1256792.html
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