（粤教版必修1）物理：3.3《力的等效和替代》教案（1）

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第三章 研究物体间的相互作用
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第3节 力的等效和替代 教案
教学内容：力的等效和替代
教学目标：
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1.知识目标：
（1）理解力的图示法，并能区别力的图示和力的示意图
（2）理解力的合成与分解与等效替代的关系
（3）知道合力与分力的运算满足平行四边形法则
2.能力目标：
（1）在探究过程中理解等效替代的科学研究思想
（2）培养实验设计与探究的能力
3.情感目标：
（1）使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。
（2）在探究过程中培养学生的协作、交流能力。
教学重点：使学生经历“合力与分力的关系”的探究过程，学习科学探究的方法。
教学难点：
（1）等效替代的科学研究思想
（2）实验方案的设计
（3）概念较抽象
教学方法：采用“学做导和一”的教学方法
教学器材：
方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳套（两个）、刻度尺、三角板、图钉（五个）
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教时：2课时
教学过程：
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一、导语（举例引入）：
举例引入——一辆小汽车陷入泥泞，用什么方法可以将其拉出？
十几个人能将其拉出来，用另一辆汽车也能将其拉出来。这辆汽车的牵引力和十几个人的作用力是否存在何种关系？怎样判断这种关系的存在——引出课题：力的等效和替代。
二、学习目标：
1.必须掌握画力的图示的方法；
2.理解合力与分力之间的关系——等效与替代的关系
3.知道合力与分力之间的关系满足“力的平行四边形定则”
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三、进入新课：
1.新课知识导航（学生依一下提纲自学该部分内容并完成）：
（1） 力的三要素：不同的力，其作用效果不同，影响力的作用效果的因素有：力的 、
和 ，物理学中称之为力的三要素。
（2）力的图示
①定义： 在物理学中，通常用力的 或力的 来简明扼要地表示某个力。用一 的线段表示力，得到的图称为力的示意图。用线段的 表示力的大小，线段的 指向力的方向， （或 ）表示力的作用点，得到的图就成为力的
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图示。
②力的示意图与力的图示的区别是
课堂练习1：如下图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150N，用力的图示法表示拉力。
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3）力的等效21世纪教育网
生活中很多事情可以一个力完成也可多个力完成，如
力的等效的定义：力的 相同，简称为力的等效。
（4）力的替代
——如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果 ，那么这一个力与另外几个力可以相互替代。
①、 合力——一个力作用在物体上，它产生的效果和几个力共同作用在该物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的 。
②、分力——那几个力就叫做这个力的 。
如： ( http: / / www.21cnjy.com ) F与F1、F2之间可以相互替代。F叫F1、F2的 力， F1、F2叫F的 力。
③力的合成——求几个力的 叫做力的合成。
力的分解——求一个力的 ，叫做力的分解。
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2.新课知识探究与讨论：
探究合力与分力之间的关系
（1）、猜想与假设
合力与分力之间存在什么关系？[来源:21世纪教育网]
请说出你的猜想与假设。
（学生思考并提出自己的猜想，老师在黑板上记下学生的各种猜想。学生的猜想有可能主要是以下两种：
1、 合力等于各分力之和。
2、力的图示是有向线段，它们可能构成几何图形。）
（2）、设计实验
实验器材：
设计实验
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（让学生讨论并设计实验方案来探究可能性最大的猜想。教师巡视并加以指导，然后进行实验演示。
给出实验器材：方木板、白纸、弹簧秤（2个）、橡皮筋、细绳套（2个）、铅笔、三角板、刻度尺、图钉（5个）。）
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（3）、实验探究（老师演示实验，引导学生观察思考并讨论归纳）
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（4）、归纳总结：
——如果用表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示 。这就是力的平行四边形法则。21世纪教育网
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分析实验误差：实验中，探究到的合力与分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，甚至是一些其他图形。请学生分析造成的原因，将自己的想法与其他同学交流。最后由学生解释实验中可能出现的实验误差或操作错误。教师加以分析总结，得出其主要原因有：读数误差、作图误差、系统误差。
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四小结：
1、合力与分力间的关系：
2、合力与分力间构成平行四边形
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五、课堂训练：
1：如下图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150N，用力的图示法表示拉力。
2：一物体受到水平面上二个拉力的作用,一个向东6N,另一个向北8N, 用力的图示法求现这二个力的合力.
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六、质疑解难：
1.如何寻找等效力？
利用合力与分力的关系遵从“力的平行四边形定则”， 如果表示用两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向——力的平行四边形定则。
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2.合力与分力的关系：是一种等效替代的关系。
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七、课外作业：
1、关于力的下列说法中，正确的是（ ）
A、力作用于物体的O点，只要说明作用点，则此力就明确地表示出来了。
B、力作用于物体的O点，只要说明此力的大小，则此力就明确地表示出来了。
C、力作用于物体的O点，只要说明此力的方向，则此力就明确地表示出来了。
D、力作用于物体的O点，必须说明此力的大小和方向，才能明确地将此力表示出来。 2、关于合力与分力的说法中，正确的是（ ）
A、合力的作用效果跟几个分力共同作用产生的效果相同
B、合力与分力同时作用在物体上
C、合力的作用可用几个分力来替代
D、求几个力的合力可用平行四边形法则
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3、两个大小和方向都确定的分力，其合力的（ ）
A、大小和方向都确定
B、大小确定，方向不确定
C、大小不确定，方向确定
D、大小和方向都不确定
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4、如右图所示，两根绳子把重10N的物体悬吊起来，
则两绳对物体拉力的合力大小是 N， 方向是
5、如下图所示，一物体A受到一个大小为10N的拉力作用，该拉力的方向与水平方向成30度角斜向上，作出这个拉力的图示。
6、下图是寻找等效力的实验的局部图示，图中F是两个共点力F1、F2的合力。
（1）试用作图法求F2。
（2）如果F1为16N，则F2= N。[来源:21世纪教育网]
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力的等效和替代
一、力的图示
大小——线段长短；方向——箭头方向；作用点——箭尾或箭头[来源:21世纪教育网]
二、力的等效
马德堡半球证明了力的等效性
三、力的替代
力的合成和分解：用合力去等效替代分力叫做力的合成。用分力等效替代合力称为力的分解。
四、寻找等效力
　　实验结论：如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
八、教学反思：
本节课在学生掌握了力的图示、合力与分力等知识的基础上，让学生自主设计、实验探究，充分调动学生的学习兴趣和学习积极性，在活动中充分体现合作探究的学习方式；从课堂表现看，学生对生活实例有较浓厚的兴趣，能积极参与讨论与交流、猜想与假设；借助多媒体手段，提高了课堂效率，优化了课堂教学。同时，本节课设置了《学生课堂学习情况调查问卷》，通过教学调查，能较好地了解学生对这节课的教学方法、教学手段的满意程度，为改进课堂教学提供有力的依旧。课堂教学过程中也发现了下列问题：设计实验能力欠缺，设计出的实验方案漏动较多；学生的作图能力不够，或不敢大胆实践，有个别组未能完成实验的探究问题。
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合力
等效
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（一个力）
（几个力）
力的合成
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