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视频标签：力的分解
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视频课题：高中物理人教课标版必修1-3.5力的分解-江苏省常州高级中学
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高中物理人教课标版必修1-5力的分解-江苏省常州高级中学
教学目标
~1、 知识与能力 ①掌握合力与分力的概念以及合力、分力的等效性原理和共点力概念 ②掌握矢量运算的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律； ③会用作图法求解两个共点力的合力。 2、 过程与方法 ①能够通过自主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。 ②培养学生提出问题，猜想假设，设计方案、自主探究和交流总结的一般科学探究的能力。 3、 情感态度与价值观 ①通过对物理学中的等效性思想学习，体会如何将复杂问题简单化。 ②体会科学规律探究的艰辛与喜悦以及培养学生科学探究的严谨和踏实作风 ③培养同学间合作、互助、交流的精神。
2学情分析
学生有一定的矢量概念，但对其运算方法缺乏了解，是有相当难度的启蒙课。
3重点难点
1、 合力与分力的概念以及合力、分力的等效性原理、共点力概念和力的合成概念
2、 平行四边形定则
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【活动】引入新课
先给大家出一个脑筋急转弯题目：
什么时候1+1=1？ 答案将在本节课的最后由同学们自己揭晓！
活动2【活动】引入新课
最近几节课我们一直在研究力，重力、弹力和摩擦力，我问大家一个很简单的问题，我们是怎样表示力的？譬如某个物体重1N?
活动3【活动】新课教学
今天我们研究力这种矢量的运算法则——2个力相加的运算法则，即力的合成
活动4【活动】自主体验
请同学们来体验一下用2个力来提物理书，桌上给大家准备了2只质量可以忽略不计的长尾夹和2只弹簧秤。 ①归纳起来主要有3种提法。 同一夹子平行与甲图一致，同一夹子夹两只耳朵上与乙图一致 ②分3组同学把每种提法的弹簧秤读数F1和F2大小记录在草稿纸上。我请同学回答。
活动5【讲授】新课教学
3种测法中，甲图中两个力是平行的，丙图中两个力作用在同一作用点上，乙图中虽然两个力不作用在同一作用点上，但它们作用线的反向延长线交于一点。 ▲在物理上，如果一个物体受到两个或更多力的作用，但这些力作用在同一点上，或者它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。而有些力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能交于一点，这一组力就不是共点力
活动6【讲授】体验结论
通过体验，我们发现各组F1和F2读数大小大相径庭，同一种提法读数都不一致！甲图中与F1、F2是平行力，但F1+F2之和是常数；乙图和丙图中F1、F2共点力夹角不一样，弹簧秤读数也相应发生变化
活动7【活动】自主体验
现在请大家用1个弹簧秤来提物理必修1书，并读数。 结果比较一致！
活动8【活动】新课教学
【提问】用2个弹簧秤提必修1书的效果与1个弹簧秤提必修1书的效果是否一样？
【提问】 你们依据什么说明两次效果是一样的？我们的书都是一样的。 甲图、乙图和丙图中两个弹簧秤对书的拉力F1、、F2与丁图中一个弹簧秤对书的拉力F都与书的重力平衡，所以作用效果相同。
活动9【讲授】新课教学
▲为了研究这种等效关系，我们需要给F1、、F2和F起一个名称，F就叫做F1、、F2的合力，F1、、F2就叫做F的分力。 合分两个名称是对应的
▲在物理上对合力和分力是有严格定义的
活动10【讲授】新课教学
上述过程中，书本受到的2个分力和合力应该是效果相同。 我们简单称之为等效。 ▲等效思想是物理学中常用的方法。 譬如初中学过的等效电阻。（不提问）R串可以等效替代R1+R2 使电路简化，而且它们之间存在定量地计算关系！
活动11【讲授】新课教学
力学中，如果有一个物体受到几个力的作用，我们找到一个力来等效替代它们，同样可以使复杂问题简单化，这一个力就叫合力。求几个力的合力的过程，就是：力的合成。这是我们今天研究的重点。 反过来，有时一个力产生了几个效果，我又总能找到几个力来等效替代这一个力，这个过程，就是：力的分解。后面会进一步研究。
活动12【活动】自主探究
刚才，虽然我们已经知道分力、合力可以等效替代，但合力不是计算求出，而是通过等效思想找到的。我们还不知道它们的定量关系。因为力是矢量，既有大小，又有方向，我们猜想分力和合力的定量关系应该是个几何关系。
【提问】 在自主体验中， ①当两个分力平行时，甲图和丁图比较，F1、+F2的代数和是一致的，大致等于丁图中的F，2个分力和合力的几何关系应该是两个分力线段相加，这在初中我们已经学过，同方向的两个力相加。 ②那么互成角度共点的两个分力与合力的几何关系是什么呢？下面我们一起来通过实验探究这个问题的答案。
活动13【活动】自主探究
首先进行方案设计
【提问】 ①要测几个力？ 相当于寻找已知条件和答案之间的关系式。拿等效电阻作比方。 为了比较在同一张白纸上用同一标度画2个力分力和1个合力的图示。 ②根据所给器材，寻找符合分力和合力等效的模型 下面同一组的两位同学讨论一下，从所给的器材和已经有的材料思考，在草稿纸上画出实验方案原理图。
方案不止一种！ 2种方案：提书和拉橡皮筋
【方案1提醒】 ▲如何记录3力的大小、方向和作用点。 ▲方向呢，用弹簧秤作为方向行不？ 提供了绳子，使用了绳套，直接用绳子描行不？ 初中数学2点定一条直线。应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向，二线的交点就是力的作用点
▲书要横过来，才有足够大的空间画力的图示
活动14【活动】自主探究
方案2提醒】
▲保证两次橡皮筋形变到同一位置。 演示什么算等效。
▲使用绳套记录方向。 请两组同学上黑板演示，其他同学根据提供的器材在下面实验探究。
【要求】 在开始提书的实验中我们已经发现合力和分力的关系与分力的方向有关，所以一半的同学做2分力夹角为锐角的情况；一半的同学做2分力夹角为钝角的情况。保证力的图示画在纸的中间部分。
【提醒】 为了提高精度：误差修正 ①弹簧秤竖直放置的要竖直调零；水平放置的要水平调零。 ②尽量使力的作用线与坐标纸平面平行
活动15【活动】自主探究
【提问】 3个力的图示基本上已经出来了，大家一边做一边思考一个问题，这2个分力和1个合力的线段之间几何上满足什么关系？研究几何问题有哪些方法？ 有没有看出来？ 【提示】连接三线段箭头端 【提问】大家看连起来像什么？
【提问】做一次实验像平行四边形能说明问题吗？
活动16【活动】规律总结
好在我们现在有26组，也可以算多次，每一组都像吗？ 如果有一个组象平行四边形是偶然，但是26组同学做的都象平行四边形，就不是偶然，说不定力的合成与平行四边形有某种深刻的联系。
【提问】 如何验证他就是平行四边形？ 其实我们可以以这两个分力的线段大小为邻边作一个平行四边形来验证，看真正的平行四边形的对角边是否和实际合力的图示重合。
【解释实验结果】 ▲ 这是偶然误差的特点，有时偏大，有时偏小，26组放在一起看的话应该有的偏大，有的偏小。 ▲实验中2个分力通过平行四边形合成的合力与实际合力之间存在误差 ▲其实，在历史上，如同惯性定律一样,平行四边形定则是人类大量实践的结果，也是一条无法用实验完美证明的定则。只是随着矢量及其所遵循的运算定则的确立,力、位移、速度等被纳入矢量概念体系,以及运动的独立性、力的独立作用原理被揭示,人们才从逻辑上接受了这一定则。
活动17【讲授】规律总结
【小结】 二力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则两个邻边所夹对角线即表示合力的大小和方向
▲今后求2个力的合力就不用通过等效思想来寻找合力了，可以直接由力的平行四边形定则求得合力的大小和方向。
▲体验1中，2个力提书，虽然得到的F1和F2读数大小大相径庭，但它们都遵循平行四边形定则。
活动18【活动】问题反馈
【提问】 上课前问大家什么时候 1+1=1，现在应该知道了吧？1N的力+1N的力仍然可以是1N,大家可以在纸上画画试试。 …… 什么时候1+1=0,1+1=2 那么1+2=1， 什么时候1+3=1？3？5？
活动19【讲授】课堂总结
合力、分力的定义，通过实验得到2个互成角度的共点力和合力的关系遵循平行四边形定则
活动20【活动】课后思考
留2个问题给同学们课后思考：
①请大家用学过的几何知识，分析已知两个分力的大小，求合力大小的范围。
②3个力或更多的共点力合成，怎么求合力。
第四节 力的合成
【巩固练习】
1、一个物体受到几个力共同作用时我们可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力产生的效果 。这个力就叫做那几个力的 ，原来的几个力叫做 。合力和几个分力的效果是“等效替代”。
2、作用在某物体上的两个力的大小分别是6N和8N则合力大小的可能的值是 （ ）
A．1N B．6N C．8N D．15N
3．如图所示，用两根绳子吊着一个物体，逐渐加大两绳间夹角，物体始终保持静止，则两绳对物体的拉力的合力将 （ ）
A．大小不变 B．逐渐增大
C．逐渐减小 D．先减小后增大
4．大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则有（ ）
A．合力F一定大于F1和F2中的一个力
B．合力的大小既可能等于F1也可能等于F2
C．合力有可能小于F1和F2中的一个力
D．合力F的大小随F1、F2间的夹角增大而减小。
5、物体受到两个相反的力的作用，F1 = 4N，F2 = 8N，保持F1不变，将F2由8N逐渐减小到零的过程中，它们的合力的大小变化是 （ ）
A、逐渐变小 B、逐渐变大
C、先变大后变小 D、先变小后变大
6．在做互成角度的两个力的合成实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，如图所示，以下操作中错误的是 ( )
A．同一次实验过程中，O点位置允许变动
B．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线正对弹簧秤刻度
C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的另一端拉到O点
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时两弹簧秤之间的夹角应取90°
7．有两个大小相等的共点力，当它们的夹角为90°时合力大小为F，则当它们间的夹角为120°时，合力大小是 。
8、有两个大小恒定的力，作用在同一点上，当两力同向时，合力为A，反向时，合力为B。那么当两力相互垂直时，其合力大小是多少？
9．如图所示，水平电线AB对竖直杆的拉力是300N，斜牵引索BC的拉力是500N时，电杆受到的合力恰好竖直向下。求由于AB和BC的作用，使得电杆对地面增加的压力是多少？
【思维提升】
1.若两个力合力的大小为10N，其中一个分力与合力的夹角为37º，则另一个分力的大小（ ）
A.不可能大于8N B.不可能小于8N
C.不可能大于6N D.不可能小于6N
2、三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F的大小，下列说法中正确的是（ ）
A、F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3
B、F至少比F1、F2、F3中的某一个大
C、若F1∶F2∶F3=3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
D、若F1∶F2∶F3=3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
3、图所示各图中三角形的三边各代表一个力，以下说法中正确的是 （ ）
① ② ③ ④
A、图①中三个力的合力为零
B、图②中三个力的合力为2F3
C、图③中三个力的合力为2F1
D、图④中三个力的合力为2F2
4．两个力合力的大小随这两个力夹角θ变化的情况如图所示，由图中提供的数据求出这两个力的大小。
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