7.4 同一直线上二力的合成 导学设计

四、 同一直线上二力的合成
教材解读
本节课是本章的重点，合力的概念、力的合成是解决力学问题的基础，因此学生应掌握并能灵活运用。
对于同一直线上力的合成，理解合力的概念是以力的作用效果相同为出发点，初步建立等效的观点，这是物理学中常用到的方法。做好实验是关键，要尊重客观数据，但并不能因此而回避误差问题。在得出合力概念后，可让学生再举一些有关合力的事例，来加深对概念的理解。教学过程中只要让学生知道互成角度的力也可以用一个力来等效替代即可，不宜过多补充
教学目标
知识与技能
　1.知道几个力的共同作用效果可以用一个力来代替，这个力就是那几个力的合力。
　2.举例说明什么是力的合成。
　3.知道同一直线上方向相同或相反的两个力的合成方法
过程与方法
　1.通过分析实际生活现象、总结合力概念的过程，培养学生初步的分析概括能力。
　2.通过观察演示实验(或实验探究)总结出同一直线上两个力合成的方法，初步认识等效替代的科学研究方法，体会信息处理的方法
情感、态度与价值观
　1.通过实验探究培养主动与他人交流合作的愿望和精神。
　2.培养实事求是、尊重自然规律的科学态度
重点难点
　重点：合力的概念、同一直线上方向相同或相反的两个力的合力。
　难点：实验探究中，怎样设计实验来推导同一直线上二力的合力，通过探究实验总结出定量的力的合成方法，并让学生明白：合力不一定比分力大，合力也可能等于零，合力的方向总是和较大分力的方向一致
合
作
探
究
　小猫拉船如图所示。
　以F1和F2为一组邻边作平行四边形，这个平行四边形的对角线就表示合力F的大小和方向。
　[总结] 两个力互成角度时，它们的合力小于这两个力之和，大于这两个力之差。两个力的夹角减小时，合力增大；夹角增大时，合力减小；当两个力的夹角减小到0°时，合力就等于这两个力之和，当两个力的夹角增大到180°时，合力就等于两个力之差。因此可以说，我们在本节所学的在同一直线上二力的合成，是力的合成的特殊情况
【导入一】 (观察图片逐步引入新课)
观察教材中P36图7－26。
[提出问题] 请分别说出提起水桶的力和拉车的力各是几个力，它们的作用效果相同吗？引入新课。
【导入二】 (学生活动引入新课)
[学生活动] 请两个力气较小的女生把讲桌搬到教室外。
[问] 能否一个人把讲桌搬回来？(请力气大的一个男生来搬)
[问] 两次的作用效果一样吗？
[总结] 一个男生的力等同于两个女生的合力。
【导入三】 (纤夫拉船引入新课)
在蒸汽机发明以前，大运河中逆水行船经常用纤夫来拉船，后来人们发明了机器，如果拉动同一条船，发动机产生的牵引力和纤夫们的拉力效果相同吗？纤夫们拉船最省力还是一条直线拉船最省力？引入新课。
学点1　合力
观察：如图7－4－1所示。
图7－4－1
思考：
问题：几个力共同作用在一个物体上时，它们的__作用效果__可以用一个力来代替，这个力称为那几个力的__合力__。那几个力称为这个力的__分力__。
观察：如图7－4－2所示。
图7－4－2
思考：
问题：在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程的物理方法称为__等效替代法__。
学点2　同一直线上二力的合成
阅读教材P37～P38“实验探究”。
思考：
问题1：要完成此探究实验需要__弹簧测力计__、橡皮筋、细线等器材。
问题2：橡皮筋的一端分别被一个弹簧测力计(它对橡皮筋施加的力为F)和两个弹簧测力计(它们对橡皮筋施加的力为F1、F2)拉到相同位置，说明一个力F的作用效果与两个力F1和F2共同作用的效果__相同__，即F为F1和F2的__合力__。
问题3：分别记下力F、F1、F2的大小和方向，填入下表中，并分析F与F1和F2的大小关系。
实验次数
F1的大小
F1的方向
F2的大小
F2的方向
F的大小
F的方向
第一次
第二次
观察：如图7－4－3所示。
图7－4－3
思考：
问题1：如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向，称为__力的合成__。已知方向在同一直线上的两个力的大小，求合力的大小和方向，称为__同一直线上二力的合成__。
问题2：同一直线上方向相同的两个力，它们的合力大小等于__两个分力的大小之和__，方向__与分力方向相同__。
同一直线上方向相反的两个力，它们的合力大小等于__两个分力的大小之差__，方向__与其中较大的分力方向相同__。