3.4力的合成与分解 教案 (1)

3.4力的合成与分解
教案
教材地位
在学生了解力的概念和常见力的基础上,研究多个力的合力问题,它是前几节内容的深化,依据等效思想给出合力与分力概念,并通过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则,使学生对矢量和标量认识得以完善。矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中,具有基础性和预备性.为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础.因此,本节内容具有承上启下的作用.
学情分析
本节教学设计面对高一学生,他们在初中物理中,学习了同一直线上力的合成,“代数和”的算术运算在学生头脑中已成定势,通过实验探究感知力的合成定则,力争突破原有思维定势。
教学目标
一、知识与技能
1.感悟合力与分力,领会等效替代思想
。
2.学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结出共点力合成定则。会用作图法求共点力的合力,归纳合力的大小与分力大小关系.
3.培养学生的动手能力、观察能力、推理想象能力、协作能力、创新思维能力
二、过程与方法
1.通过生活现象感悟合力与分力,领会等效替代思想通过实验探究归纳共点合成定则。
2.通过运用平行四边形定则作图归纳合力的大小与分力大小关系。
三、情感态度与价值观
1.通过处理实验数据,培养学生实事求是的科学态度。
2.通过灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、培养创新意识。
3.通过经历实验探索过程,体验物理学研究问题的思想方法,激发学习兴趣。
教学方法
实验探索法、归纳分析法.
重点难点
【教学重点】
通过实验探索“力的合成”所遵循的定则.
教学过程
活动1【导入】一、引入新课
生观看生活现象:
(一)演示棉线提重锤实验,发现到线分开时,棉线断的现象
(二)请两位同学亲历体验提水桶。
1.请两位同学分别单手提水桶。说出你的感受。
2.请两位同学共同单手提水桶。说出你的感受。
3.请思考:比较一下两个人拉开些点距离提水桶省力还是靠近些距离提水桶省力
上述物理情景中蕴含怎样的知识,你能用科学的语言概括它吗
本节课我们从此现象出发来学习有关力的合成知识.
(从生活走进物理,激发兴趣)
活动2【活动】（一）、创设情境，提出合力分力的概念
学生继续观看生活中提水桶的实例,从物理学的角度谈自己的感悟,通过教师的启发完成以下知识的学习。
(培养观察、想象、语言表达能力)
1、两种情景力的作用效果怎样
(作用效果相同)
2、如课件谁是谁的合力,谁是谁的分力
(F
是
F1、F2
的合力,
F1、
F2是
的分力)
3、从力的作用效果看合力与分力关系
(等效替代)
【板书】:
合力与分力:一个力,如果它产生的效果跟其他几个里共同产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
合力与分力的关系:等效替代
活动3【活动】（二）力的合成：
1、学生回答下列问题
(1)什么叫力的合成
【板书】(求几个力的合力的过程,叫力的合成)
(2)什么是共点力
【板书】(如果几个力都作用在物体上的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力).
【复习】同一直线上的力的合成
1.两个力同向时,合力的大小等于两个力的大小之和,其方向跟这两个力的方向相同。
2.两个力反向时,合力的大小等于两个力的大小之差,其方向跟较大的力的方向相同。
活动4【活动】【实验探究一】
【问题】如果是两个互成角度的力合成,合力的大小等于两个力的代数和吗
请同学们花一点时间探讨,并提出实验方案,请大家注意这几个问题:
1.怎样起到等效替代
2.如何记录,记录什么
3.实验步骤
【学生讨论】:不管用一个弹簧秤还是两个同时拉都要拉到同一位置。
记录两个分力的大小和合力的大小
步骤在投影仪上给每一位学生演示
【做实验】:
【得出结论】:互成角度的二力合成时,合力的大小并不等于两个力的代数和或者是代数差。
问:那究竟有什么样的规律呢 引出探究二
活动5【活动】【实验探究二】
引导:初中我们研究直线上的二力合成,怎样记录力的方向 刚才的实验我们可能忽略了力的方向,是不是还要记录力的方向呢
【问】既然要记录力的大小还要记录力的大小,那我们如何表示力呢
(力的图示)
【问】如何记录力的方向呢
(两点确定一条直线)
【解释】我们用力的图示的方法,就可以从研究合力与分力的关系进展到研究三条有向线段的关系,那么就可以从抽象到形象,构建数学模型。
【问】那么怎么研究三条有向线段的关系呢 想想初中我们用到的方法 (辅助线)
可以把这三条有向线段的末端连起来,得到了一个四边形。
活动6【活动】实验步骤
【猜想】这是个什么四边形 如何证实你的猜想呢 讨论实验方案,实验步骤
读数F1、F2为两个已知分力的大小,并记录两个分力方向,再用一支弹簧秤把橡皮条拉长到同一点,读数为合力
F大小(两次力的作用效果相同),记录方向。画出各个力的图示,就能研究出力F与力F1、F2的关系.
(学生也可能提出其他方案)
一个同学到前面和老师一起演示,其他同学观看实验操作步骤。
实验操作步骤:
(1).用图钉把白纸钉在方木板上.
(2).用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
(3).用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,用铅笔记下O点的位置及此时两条细绳套的方向,记录两弹簧秤的示数.
(4).用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出F1、F2的图示。
(5).用一只弹簧秤钩住细绳套,把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数F和细绳的方向,按选定的标度沿记录的方向作拉力F的图示.
为了减少误差,实验时要注意:
(1).正确选取弹簧秤.先将弹簧秤调零,再将两只弹簧秤钩好后对拉,若两秤在拉的过程中,读数相同,则可选;若不同,应另选,直至相同为止.
(2).拉动时,弹簧秤应保持与木板平行,在不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些.
(3).实验中两分力F1、F2的夹角不要取的太大.
(4).在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O 位置一定要相同.
(5).读数时要正视,按有效数字正确读数和记录.
(6).作图时,应选定恰当的标度,尽量把图画大些,但也不能画出纸外。
活动7【活动】实验数据分析猜想
培养学生想象、推理能力培养:
(1)合力F是否能用F1、F2的代数和表示 (观察并计算)
(2)用虚线连接F1、F2及力F的末端点并观察图示,有什么发现
(方法提示)
(3)利用三角板以F1、F2为邻边做平行四边形,画出其对角线F′,看力F、F′是否重合
(4)若没有实验误差F′和F 应该怎样.即实验结论:(逻辑推理、想象)
活动8【活动】展示探究结论
力的平行四边形定则:
求两个共点力的合力时,可分别用表示这两个力的有向线段F1和F2为邻边做平行四边形,这两个邻边之间的对角线就是合力F的大小和方向,这就是平行四边形定则.
力的合成平行四边形定则适用于共点力的合成。
活动9【讲授】力的平行四边定则的推广
平行四边形定则时所有矢量普遍的一条运算法则。比如:位移、速度、加速度等。
活动10【活动】【小结】
(首先由学生总结本节学到哪些知识)
通过生活现象感悟合力与分力,知道等效代替是物理中研究问题的一种方法.
活动11【作业】
1.求互成角度的二力的合力的方法——力的平行四边形定则
2.力的分解与力的合成的关系,下节课学习力的分解。
活动12【活动】【板书设计】
力的合成
一、合力与分力
1、一个力,如果它产生的效果跟其他几个里共同产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
合力与分力的关系:等效替代
2、力的合成:求几个力的合力的过程,叫力的合成
二、共点力
如果几个力都作用在物体上的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共力
三
、实验探究
力的平行四边形定则:求两个共点力的合力时,可分别用表示这两个力的有向线段和为邻边做平行四边形,这两个邻边之间的对角线就是合力的大小和方向,这就是平行四边形定则.
活动13【活动】【教后记】
在教学过程中,通过生活实例引入新课,体现物理学来源生活,回归于生活;而且是学生身边发生的事,激发学生的学习兴趣,使他们想学。突出物理学的实验特色。学生对实验也特别感兴趣,但他们不懂得怎样通过实验探究问题,所以在教学中先给学生演示一遍实验操作过程,告诉他们实验中要注意的事项。告诉他们对获得的实验数据如何推理,猜想,如果没有实验误差的话,应该怎样 培养和提高学生的实验探究能力,使之了解科学家研究问题的思想方法,力争通过此过程提高学生的科学素养。每一步知识学习都按着循序渐进,逐步完善过程,所以把已知三个分力求合力问题当作思考题留给学生,本节重点培养学生的实验探究能力。