《力的合成》教学设计
一、教学目标：
知识与技能
1.经历合力和分力概念的形成过程， 理解合力和分力的概念.
2.通过实验探究，理解力的合成．
3.理解两个互成角度的共点力的合成遵循平行四边形定则．
过程与方法
1．通过实验来探究合力和分力的关系，体验科学探究的过程.
2．体验用等效替代的物理思维方法解决实际问题.
情感态度与价值观
1．发展学生对科学的好奇心和求知欲望，培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情．
2．培养认真、仔细、实事求是的科学态度．
二、教学重点和难点：
重点：合力和分力的概念以及它们的关系.
难点：合力和分力它们的大小、方向的关系满足平行四边形定则.
三、教学方法：实验探究法
四、教学器材：
弹簧测力计、细绳套、橡皮筋、图钉、木板、白纸、三角板
五、教学过程：
新课的引入：3+4在什么情况下不等于7？
引出新课的学习
利用“曹冲称象”的故事体会等效替代的思想
问题:我们现在从物理的角度思考“曹冲称象”蕴涵什么物理方法?
分析总结:石头对船与大象对船产生相同的作用效果，从而称出大象的重量. 蕴涵等效替代的方法.
生活事例：提水。各种生活实例的分析
新课探知
合力和分力的概念——效果相同来定义
如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成.
板书：等效替代 ——合力和分力
强调替代——不能同时画在图中
提出问题：合力和分力之间遵循怎么规律呢？
初中的同一直线上的二力合成规律，再次提出：3N与4N的合力？
出示图片
板书：同向相加，与原力同向；反向相减，与大力同向
这节课我们就来研究互成角度的两个共点力的合成．
探究合力和分力的关系：
1．引导学生猜想
教师做一个演示实验：用一个弹簧测力计提起同一物理课本，记录合力的大小，再用两弹簧测力计提起物理课本，记录两分力的大小，通过这个演示实验使学生对合力并非分力的代数和有感性的认识，同时激发学生进一步探究的欲望.
2、交流设计的实验方案：
问题：如何利用所给实验设备找出合力和分力的关系呢？
实验器材介绍：方木板、白纸、橡皮筋、细绳套、弹簧测力计2把、带有量角器的三角板1副
讨论设计实验方案
方法引导：
1．可以研究哪一个物体的受力?
启发学生回答：可以研究橡皮筋的受力,用力拉橡皮筋使其发生形变.
2.注意怎样确定是合力与分力的关系？
演示实验: 用一个力F将橡皮筋拉到一个位置P,换用两个力F1、F2拉同一条橡皮筋到同一个位置P点.前后两种拉法作用效果一样,----它们之间的关系就是合力和分力的关系.
3．实验中要测量什么物理量？怎样测量并表示力的大小和方向?
启发学生回答：用弹簧测力计测量力的大小，力的方向沿细绳方向．
4．从数据中如何寻找合力和分力的关系？
启发学生回答：为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来．
实验步骤:
（1）在桌子上平放一块方木板,在木板上铺一张白纸,用图钉固定白纸和橡皮筋的一端,并拴两绳套.
（2）用一把弹簧测力计拉橡皮筋到P点，记下P点位置和弹簧测力计读数F和方向。
（3）用两把弹簧测力计互成角度地同时拉同一根橡皮筋到P点，记下此时两弹簧测力计的读数F1、F2和两弹簧测力计的方向.
（4）作力的图示，寻找合力F和分力F1、F2大小和方向间的关系。
实验注意点:
（1）弹簧秤的使用时要先调零,拉力方向沿轴线方向,注意正确的读数方法．
（2）拉动橡皮筋时，要使两只弹簧测力计与木板平面平行．
（3）前后两次实验橡皮筋拉伸时的结点位置P点应该相同．
3、实施实验：（教师在下面指导、解决学生实验中存在的问题）
学生进行实验，教师巡回指导
4、汇报实验研究成果：
抽取学生的实验结果进行展示.
比较分力的大小合力的大小,可得互成角度的两个力的合成，不能简单地利用代数方法相加减．
教师：我们以OA、OB为邻边作平行四边形OACB，看平行四边形的对角线与OC是否重合．同学作图, 比较发现对角线与合力很接近．
教师：前人经过很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，说明对角线就表示F1、F2的合力．
总结：可见求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减，而是(可以)用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．这就是平行四边形定则。
5、总结：
合力F和分力F1、F2大小和方向间的关系是它们之间构成平行四边形定则，合力F是对角线，分力F1、F2是平行四边形的两条邻边如右图.
强调：一作用点，虚实线，三矢量
力的合成遵循平行四边形定则，位移和速度、加速度是否也遵守呢？
为什么？矢量的运算法则。
(四)巩固和提高：
1、合力大小的范围：运用力的合成演示器，让两个力F1和F2之间的夹角θ由0°→180°变化，可以得到
（1）合力F随θ的增大而减小.
（2）当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，F有最小值Fmin=F1-F2
（3）合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.
一般地 | F1-F2 | ≤ F ≤ F1+F2
2、多力合成的思路：逐一合成
3、共点力的概念，图片，课本阅读，引导学生看书
学生活动：学生认真看书，掌握共点力的概念，并回答老师提出的问题，在回答过程中进一步加深对共点力的理解并搞清它们的适用条件――只适用于共点力。
例题：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F。
分别用作图法和计算法求解
教师出示正确解法，强调步骤
【达标检测】
1.下列关于分力与合力的说法中正确的是( )
A.分力与合力同时作用在物体上
B.分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同
C.合力总是大于分力
D.两个分力大小一定，夹角在0°到180°之间时，夹角越大，合力越小
2. 两个共点力的大小分别为8 N、3 N，它们之间的夹角可任意变化，则其合力的大小可能（ ）
A.3 N B.8 N C.10 N D.15 N
小结：
这节课学习了哪些知识？在学习过程中用到了哪些物理思想方法？学生自我总结收获
教师总结：
一思想：等效替代
一方法：力的合成法－－平行四边形定则
四概念：合力、分力、共点力、非共点力
布置作业：评测练习学案和课本第3题
力的合成评测练习
1．两个大小分别为F1和F2(F2A．F2≤F≤F1 B.≤F≤
C．|F1－F2|≤F≤F1＋F2 D．F－F≤F2≤F＋F
2．关于几个力与其合力的说法中，正确的是( )
A．合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同
B．合力与原来那几个力同时作用在物体上
C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用
D．求几个力的合力遵从平行四边形定则
3.如图所示，有两个共点力，一个是F1＝40 N，一个是F2，它们的合力是F＝100 N，则F2的大小可能是( )
A．20 N B．40 N
C．80 N D．160 N
4．物体受两个共点力F1和F2作用，其大小分别是F1＝6 N，F2＝10 N，则无论这两个力之间的夹角为何值，它们的合力不可能是( )
A．5 N B．10 N
C．16 N D．18 N
5．大小分别为5 N、7 N、9 N的三个力合成，其合力F大小的范围为( )
A．3 N≤F≤20 N B．2 N≤F≤21 N
C．0≤F≤20 N D．0≤F≤21 N
6．两个共点力的大小均为10 N，如果要使这两个力的合力大小也是10 N，则这两个共点力间的夹角应为( )
A．30° B．60°
C．90° D．120°
8．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时，合力大小为20 N，那么当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为( )
A．40 N B．10 N
C．20 N D．10 N
11．一个重为20 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F＝5 N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为( )
A．15 N B．25 N C．20 N D．0
15．把一个物体放在倾角为37°的斜面上，物体处于静止状态，已知物体受到斜面的支持力为40 N，受到斜面的摩擦力为30 N，求这两个力的合力．
提示：先画出受力示意图。力是矢量，表示大小和方向。
课件20张PPT。第四节 力的合成 高中物理必修1第三章学习目标1. 能说出合力和分力的概念，并能举例说明在作用效果上二者是等效替代的关系。
2.知道力的合成，共点力的概念，会求同一直线上二力的合成。
3.能通过小组协作，实验探究出互成角度的二力合成的规律。
4.在小组合作中体会科学探究的乐趣。曹冲是怎么“称出”大象的重量？ 替代石头大象等效替代大象作用于船的压力与石头作用于船的压力产生的作用效果是一样，也即是说它们是等效的。F等效替代G=200NG=200N效果相同，等效替代 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力叫做那几个力的合力。原来的那几个力叫做这个力的分力。F求几个力的合力的过程，叫做力的合成已知：F1= 3N、F2=4N 已知：F1= 3N、F2=4N
则F合= N 则F合= N
方向 方向
F1F2F1F2探究一：同一直线上二力的合成规律猜想：
探究二： 不在同一直线上二力合成的规律？1、用什么方法找出合力F和分力F1F2，并保证F和F1F2的作用效果相同？
2、力的大小、方向如何确定？力的作用点在哪里？
3、实验中需要记录哪些数据？
4、如何直观简洁的表示出力的大小方向呢？目的：探究合力F和分力F1F2的关系 F1=10.0 NF2=6.8 NF合=12.8 NO2N 求两个力的合力时，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，这叫做力的平行四边形定则。结论：互成角度的力求合力的方法F结论：一点：作用点二线：实线、虚线三矢：F1、F2、F探究三：合力与分力间夹角θ关系合力的取值范围
｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2两分力大小一定，夹角θ越大，合力就越小： F合随F1和F2的夹角增大而减小探究四、多个力的合成F1F2F3F4F12F123F1234四三二一F合都有一个交点共点力F3非共点力注：力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力1、作图法(即力的图示法)求合力 F1F2F大小:F = 15X5N= 75N方向:与F1成530斜向
右上方【例题】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F。2、计算法求合力 ：（精确） 根据平行四边形定则作出下图:由直角三角形可得 方向：与F1成 θ ，tanθ=4/3，斜向右上方【例题】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F。收获反思通过本节课的学习，你学到了哪些知识和方法？一思想：等效替代
一方法：力的合成法－－平行四边形定则
四概念：合力、分力、共点力、非共点力Thank You !作业：课本P64 第3题
完成学案学而不思则罔，思而不学则殆！
