2022年高中物理 第三章 第四節(jié) 力的合成教案 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 第三章 第四節(jié) 力的合成教案 新人教版必修1 【課型】新授課 【課時(shí)】1課時(shí) 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能 1.理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念． 2.掌握平行四邊形定則，會(huì)用平行四邊形定則求合力． 3.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進(jìn)行力的相互替代． 4.知道合力的大小和分力夾角的關(guān)系． 過(guò)程與方法 1.通過(guò)學(xué)習(xí)合力和分力的概念，了解物理等效替代法思想． 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義和基本過(guò)程． 3.學(xué)生在自主找規(guī)律的

2、過(guò)程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣． 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過(guò)力的等效替代，領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究中嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的精神和態(tài)度． 2.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究問(wèn)題的方法． 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn) 1.合力與分力的關(guān)系． 2.平行四邊形定則及應(yīng)用． 教學(xué)難點(diǎn) 1.實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施． 教學(xué)方法： 探究、講授、討論、觀察、思考、歸納 【教學(xué)過(guò)程】 【新課導(dǎo)入】 【展示】 【設(shè)問(wèn)】從物理學(xué)的角度說(shuō)，二個(gè)人劃槳產(chǎn)生的力太小不能開(kāi)大船，只有很多人劃槳產(chǎn)生的力合起來(lái)才能開(kāi)動(dòng)大船．如果知道每個(gè)人劃槳的力，怎樣求合起來(lái)的力呢? 【新課講授】 力的合成 一、力的合成

3、 【演示】 【思考】仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，以上現(xiàn)象說(shuō)明同樣的問(wèn)題? 【回答】?jī)蓚€(gè)小孩用兩只手給水桶兩個(gè)力，可以把水桶提起來(lái)，成人只用一只手一個(gè)力就同樣也把水桶提起來(lái)，兩個(gè)方向的兩隊(duì)人共同用力才能拉動(dòng)石塊，一頭大象自己就可以拉動(dòng)石塊，可見(jiàn)用不同的方法達(dá)到了一個(gè)共同的目的．在這兩個(gè)問(wèn)題上，這一個(gè)力產(chǎn)生的作用效果和兩個(gè)力的作用效果是相同的． 【提問(wèn)】生活中還有哪些例子可以說(shuō)明同樣的問(wèn)題? 【回答】狗拉雪橇在雪地上運(yùn)動(dòng)，打夯，抬重物和起重機(jī)相比較等等． 【提問(wèn)】在這些例子中，一個(gè)力與幾個(gè)力產(chǎn)生了同樣的效果，可以用這一個(gè)力代替那幾個(gè)力，這一個(gè)力與那幾個(gè)力是什么關(guān)系?

4、 【回答】這一個(gè)力是那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力是這一個(gè)力的分力． 【歸納】當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí)，我們常?？梢郧蟪鲞@樣一個(gè)力，這個(gè)力的作用效果跟原來(lái)幾個(gè)力的作用效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力．原來(lái)的那幾個(gè)力叫做分力． 【提問(wèn)】用自己的話總結(jié)一下什么是力的合成? 【總結(jié)】求幾個(gè)力合力的過(guò)程叫做力的合成． 【思考與討論】在圖中假如這桶水的重量是200N，兩個(gè)孩子的合力的大小一定也是200N．現(xiàn)在的問(wèn)題是:如果兩個(gè)孩子用力的大小分別是F1和F2 ，F(xiàn)1和F2兩個(gè)數(shù)值相加正好等于200N嗎？ 【承接】下面我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一下這個(gè)問(wèn)題的答案． 【實(shí)驗(yàn)】 探究求合力的

5、方法 【實(shí)驗(yàn)步驟】 (1)器材的選取：如圖所示的演示儀、彈簧測(cè)力計(jì)、掛有小圓環(huán)的橡皮筋、細(xì)繩、方木板、白紙、圖釘、刻度尺、量角器． (2)在桌上平放方木板，在方木板上鋪上一張白紙，用圖釘把白紙固定好． (3)用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的G點(diǎn)(G點(diǎn)的位置應(yīng)該靠近頂端中點(diǎn))，下端小圓環(huán)到G點(diǎn)的長(zhǎng)度為GE，圓環(huán)拴上兩條細(xì)繩繩套． (4)用彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，圓環(huán)由E點(diǎn)達(dá)到某一位置O. (5)用鉛筆記下O的位置和兩條細(xì)繩的方向，分別讀出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)(在同一條件下)． (6

6、)用鉛筆和三角板在白紙上從O點(diǎn)沿著兩繩的方向畫(huà)直線，按照一定的標(biāo)度作出兩個(gè)力F1和F2的圖示． (7)只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把圓環(huán)由E點(diǎn)拉到相同的位置O點(diǎn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個(gè)力F0的圖示． (8)相鄰F1和F2箭頭用虛線相連，構(gòu)成一個(gè)由兩個(gè)三角形組成的四邊形． (9)觀察這個(gè)四邊形的特點(diǎn)，F(xiàn)1和F2構(gòu)成的四邊形的對(duì)角線（合力）與F0作比較． (10)改變彈簧測(cè)力計(jì)的方向和大小，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)． (11)探究這三個(gè)力的大小及方向的關(guān)系． 【注意事項(xiàng)】①同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧秤的選取方法是；將兩只彈簧秤勾好后對(duì)拉，若兩只彈簧秤在拉的過(guò)程中，讀數(shù)相

7、同，則可選，若不同，應(yīng)另?yè)Q，直至相同為止，使用時(shí)彈簧秤與板面平行。 ②在滿(mǎn)足合力不超過(guò)彈簧秤量程及橡皮條形變不超過(guò)彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差． ③畫(huà)力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫(huà)得大一些，但也不要太大而畫(huà)出紙外．要嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力． ④在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同． ⑤由作圖法得到的F0和實(shí)際測(cè)量得到的F’，不可能完全符合，但在誤差允許范圍內(nèi)可認(rèn)為F0和F’符合． 【總結(jié)】觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行簡(jiǎn)單處理可知，一只彈簧秤的讀數(shù)不等于兩只彈簧秤的讀數(shù)之和，而是比兩只彈簧秤讀數(shù)之和稍微小一些

8、．按照算術(shù)法則，兩只彈簧秤的讀數(shù)之和應(yīng)該等于一只彈簧秤的讀數(shù)，可見(jiàn)力的合成并不是簡(jiǎn)單地相加減． 【提問(wèn)】那么它們之間的關(guān)系到底是怎樣的呢? 【回答】力的平行四邊形定則 【講授】?jī)蓚€(gè)力的合力時(shí)，以表示兩個(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．這個(gè)法則就叫做平行四邊形定則． 【展示】平行四邊形定則 【承接】利用實(shí)驗(yàn)探究出的結(jié)論，下面通過(guò)例題進(jìn)一步加深對(duì)平行四邊形定則的理解． 【例題】力F1＝45 N，方向水平向右，力F2＝60 N，方向豎直向上．求這兩個(gè)力合力的大小和方向． 【分析與解】 ①選擇標(biāo)度，用8mm代

9、表15 N． ②用三角板作出兩個(gè)力的圖示．表示F1的線段長(zhǎng)24mm，表示F2的線段長(zhǎng),32mm ③作出和兩個(gè)力大小相等的平行線，完成平行四邊形． ④連接兩力之間的對(duì)角線，即表示合力． ⑤用刻度尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度40mm． ⑥通過(guò)比例關(guān)系求出合力的大小F=15 N×40 / 8 =75 N． ⑦用量角器量出合力F與分力F1之間的夾角530． 【承接】以上都是兩個(gè)力的合成，如果是三個(gè)力或者三個(gè)以上的力的合成，應(yīng)該怎樣進(jìn)行處理? 【講授】先求出兩個(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，最后得到的

10、結(jié)果就是這些力的合力． 【思考與討論】根據(jù)力的平行四邊形定則作圖．可以看出，兩個(gè)力F1、F2 的合力F的大小和方向隨著F1、F2的夾角而變化當(dāng)夾角分別等于00和1800時(shí)，怎樣確定合力F的大小與方向？ 【點(diǎn)撥】根據(jù)力的平行四邊形則作圖，可以看出，力F1和F2的合力F的大小和方向隨著F1和F2之間的夾角而變化。當(dāng)夾角等于00時(shí)，力F1和F2在同一直線上且方向相同，F(xiàn)=F1＋F2，合力的大小于兩個(gè)力的大小之和，合力的方向跟兩個(gè)力的方向相同。當(dāng)夾角等于1800時(shí)，力F1和F2在同一直線上但方向相反，F(xiàn)=F1－F2，合力的大小等于兩個(gè)力的大小之差，合力的

11、方向跟兩個(gè)力中較大的那個(gè)力的方向相同。 【強(qiáng)調(diào)】?jī)蓚€(gè)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。 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?。缓狭赡艽笥谀骋环至?，也可能小于某一分力。 二、共點(diǎn)力 【提問(wèn)并展示】這兩幅圖中的力的作用點(diǎn)不同，如何區(qū)別他們？ 【回答】如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多個(gè)力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一個(gè)點(diǎn)上，或者雖然不是作用于同一個(gè)點(diǎn)上，但是他們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這樣的一組力叫做共點(diǎn)力． 【強(qiáng)調(diào)】力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力． 【注釋】作用在

12、不同物體上的兩個(gè)力不能進(jìn)行力的合成，因?yàn)樗鼈冎荒軐?duì)各自的物體產(chǎn)生力的效果，而不能產(chǎn)生共同的作用效果．因此不能用一個(gè)力的作用效果代替它們分別產(chǎn)生的作用效果．所以，把作用在不同物體上的力來(lái)合成是沒(méi)有意義的．只要作用在同一物體上的力，無(wú)論力的性質(zhì)如何，都可以合成． 【課時(shí)小結(jié)】 這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了力的合成，力的平行四邊形定則，會(huì)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)取值范圍．以及共點(diǎn)力． 【布置作業(yè)】 課本P64 1,2,3,4. 【板書(shū)設(shè)計(jì)】 1.力的合成： 如果一個(gè)力的作用效果與另外幾個(gè)力的共同作用效果相同，這個(gè)力稱(chēng)為另外幾個(gè)力的合力 ． 2.平行四邊形定則 ：以表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形，則這個(gè)平行四邊形中表示兩分力的線段所夾的對(duì)角線表示合力的大小和方向． 3.共點(diǎn)力：如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多個(gè)力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一個(gè)點(diǎn)上，或者雖然不是作用于同一個(gè)點(diǎn)上，但是他們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這樣的一組力叫做共點(diǎn)力． 【教學(xué)后記】