本站QQ客服在线 |
视频标签：力的合成
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：高中物理人教课标版必修1第三章第四节力的合成-湖北省课
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教课标版必修1-5力的合成-湖北省课
教学目标
教 学 目 标
1、知识与技能
（1）能从力的作用效果等效性来理解合力与分力的概念。
（2）通过实验探究得出力的平行四边形定则。
（3）会用作图法求共点力的合力。
（4）知道合力大小与分力大小、夹角的关系。
2、过程与方法
（1）．了解物理学常用的方法——等效替代法．
（2）．通过实验探究方案的设计与实施，培养学生实验探究的能力，应用数学知识解决问题的能力。
（3）．学生在亲自探究过程中体会到学习的乐趣，知道实验结果在误差允许范围内是准确的．
3、情感态度与价值观
培养学生交流的能力、团结合作精神，激发学生的学习兴趣，体会在科学探究中即要大胆猜想，又要严谨求证。
2学情分析
3重点难点
教学重点
1、通过实例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通过实验探究“互成角度的两个力的合成”所遵循的平行“四边形定则”
教学难点
理解合力与分力关系、实验探究方案的设计与实施。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学目标
教 学 目 标
1、知识与技能
（1）能从力的作用效果等效性来理解合力与分力的概念。
（2）通过实验探究得出力的平行四边形定则。
（3）会用作图法求共点力的合力。
（4）知道合力大小与分力大小、夹角的关系。
2、过程与方法
（1）．了解物理学常用的方法——等效替代法．
（2）．通过实验探究方案的设计与实施，培养学生实验探究的能力，应用数学知识解决问题的能力。
（3）．学生在亲自探究过程中体会到学习的乐趣，知道实验结果在误差允许范围内是准确的．
3、情感态度与价值观
培养学生交流的能力、团结合作精神，激发学生的学习兴趣，体会在科学探究中即要大胆猜想，又要严谨求证。
4.1.2学时重点
教学重点
1、通过实例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通过实验探究“互成角度的两个力的合成”所遵循的平行“四边形定则”
4.1.3学时难点
教学难点
理解合力与分力关系、实验探究方案的设计与实施。
4.1.4教学活动
活动1【导入】力的合成教学设计
教 学 过 程
（一）情景引入：
1、 实例演示 ：分别请一位女生和两位男生把一个水桶从地面上提起后不动。
同学们仔细观察会发现一位女生用一个力和两位男生用两个力共同作用把水桶提起， 在这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。
2、介绍生活中还有很多例子可以说明同样的问题。
【展示幻灯片，欣赏图片】 引入：在这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力与那几个力是什么关系呢?这节课我们就来学习这些知识。
（二）建立概念
一、合力、分力、力的合成：
1、刚才一位女生用一个力和两位男生用两个力共同作用把水桶提起， 在这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的，这一个力叫合力，那两个力叫分力。
当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用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，原来的那几个力叫做分力。求几个力合力的过程叫做力的合成 。
2、注意力合成的思想：为了问题简化，用一个力等效代替几个力，并不是物体多受了一个合力。
3、那么几个力的合力怎样来求呢?
【展示幻灯片，欣赏图片】
（三）猜想探究：
创设情景、提出问题
力的合成是不是简单地相加减．它们之间的关系到底是怎样的呢?
为了得到它们的关系，这节课要求同学们用实验亲自探究。
实验探究求合力的方法
1、学生设计实验
根据桌上提供的器材来探究求合力的方法，同学们先按座位分小组讨论 ：（1）实验目的是什么？ （2）谁是研究对象？力的作用点在哪？哪是分力？哪是合力？（3）怎样保证两分力F1、F2和合力F等效？（4）实验应记录些什么？（5）力的三要素如何确定？（为了降低探究难度，要求学生阅读课本中的实验描述得到一点提示，同时把这里的问题用幻灯片显示保留）
学生阅读完课本相关内容后，在做实验之前，让一个小组的同学回答以上问题，介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过程。
2、以下内容学生回答，教师补充完善
对于受力物体的选择，我们选择了容易发生形变的橡皮条来进行。在一个弹簧测力计和两个弹簧测力计共同作用下让橡皮条都被拉到同一点。
【展示幻灯片】
选择的仪器：方木板、白纸、图钉（若干)、橡皮条、轻质圆环、细绳套(两根)、弹簧测力计(两只)、刻度尺、量角器。
实验步骤设计 ：
（1）把木板平放在桌子上，用图钉把白纸定在木板上。
（2）用图钉把橡皮条一端固定在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，结点自然状态在E点。
（3）用两弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O点。并记下O的位置，用铅笔在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线，分别读出记下两只弹簧测力计示数F1、F2的大小。
（4）放开弹簧测力计，使结点重新回到E点，再用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到O点，读出弹簧测力计的示数F，记下细绳的方向。
（5）按同一标度作出F1、F2和F的力的图示
（6）探究这三个力的大小及方向的关系．
4、学生开始分组探究
（教师巡视解惑，观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，遵从实验结果，尽量把误差减小到最小。）
提出注意事项：
①同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是；将两只弹簧测力计勾好后对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧测力计与板面平行。
②在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差．
③在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同．
④画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外．要严格按力的图示要求作出力。
5、分析交流
当学生完成以上实验步骤中的第（5）步后请同学们仔细分析三个力的图示的关系，是不是合力大小等于两个分力大小之和? （建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。）
观察得到：虚线和原来的两个分力构成了一个四边形，这个四边形好像是平行四边形，两个分力为平行四边形的两条邻边．合力为它们所夹的对角线上
6、论证总结【投影展示几组同学的实验结果】
总结 ：在误差范围内，F几乎是以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。这就是今天我们用自己设计的实验探究出的结论。实际上在我们之前伟大的人们已经做过很多次的、精细的实验，最后确认，互成角度的两个力的合成，不是简单的两个力相加减，而是用表示这两个力的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合力的大小和方向，这个法则叫做力的平行四边形定则。
（四）巩固反馈
问题1、下面我们通过一个例题进一步加深对平行四边形定则的理解。
【幻灯片展示例题】学生读题并尝试解决例题
例题：如图，水桶重200N，两个同学分别用200N的力互成150 °角提水桶，能不能提起来？
解： 取1㎝长的线段表示50N的力
作出力的平行四边形，如图所示，
量出对角线长度，
则合力大小F=104N提不起来。
回顾两位男生提水的情景
问题2：在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力怎样变化?
①合力随夹角的变大而变小，随夹角的变小而变大．
什么情况下合力最大，什么情况下合力最小?
②当两个分力之间的夹角为0°时两个力的合力最大，最大值为二力之和；当两个分力之间的夹角为180°两个力的合力最小，最小值为二力之差．
【幻灯片展示 欣赏动画】 进一步体会合力的大小和分力夹角之间的关系
【幻灯片展示】
⑴F合随F1和F2的夹角θ增大而减小
⑵合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
⑶F合可能大于、等于、小于 F1、F2
五、小结
这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角在不定的情况下，F合取值范围，同学们下课后要多动手练习，掌握这种方法。
六、布置作业
课本64页课后习题“问题与练习”中的第2、3题
七、板书设计
一、合力与分力：一个力单独作用的效果跟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，原来的那几个力叫做分力。
二、力的合成：求几个力合力的过程叫做力的合成 。
三、探究 ：求合力的方法。
四、巩固反馈：
1、问题1：求两个等大已知分力的合力。
2、问题2：当两个分力大小定时，合力大小与分力间夹角θ关系。
3、问题3：两人提水怎样更省力。
八、教学反思
由于学生已习惯质量、体积等标量的代数运算，习惯于l＋l=2，1-1＝0，而对于矢量运算中出现的l＋l＜1，l＋l＞1，l＋l=1等这些难以接受。为了改变学生的这一习惯，突破这难点，让学生真正掌握矢量的合成法则——平行四边形定则，在这堂课上一直以学生为主体，避免教师一言堂，一些环节采用师生对话，教师以提出问题的方式引导学生。多些时间给学生，让学生通过实例理解合力与分力是等效替代的关系；通过分组实验探究“平行四边形定则”真正体现自主学习，让学生真正学有所得。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
