7.2 力的合成 导学设计

第七章　力与运动
第二节　力的合成
教
材
解
读
本节主要内容有：合力、同一直线上二力的合成。“合力”这部分内容是通过“蚂蚁的合力”“帆的合力”两幅图片来展示的。对合力的认识是基于作用效果这一物理思想，并由此提出合力与分力的概念。“同一直线上二力的合成”是通过“推与拉”“拉力和重力”两幅图片，来设置疑问“当两个力沿同一直线作用在同一物体上时，怎样求合力呢？”希望通过实验探究来完成对该问题的解决。为了验证同方向与反方向上二力合力的大小，设定了一个学生“实验探究”，通过实验得出二力合成的结论。
本节主要的设置目的是让学生通过对实验探究来认识同一直线上同方向和反方向上力的合成情况，从而培养学生对物理现象的归纳总结能力。
教
学
目
标
　
知识与技能
1.理解合力的概念，知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。
2.通过实验探究，获知同一条直线上二力的合成情况。
过程与方法
经历同一直线上二力的合成规律的探究，使学生能够应用同一直线上二力的合成规律解决实际问题。
情感、态度
与价值观
　1.通过实验激发学生的求知欲。2.通过交流与讨论，培养学生的合作意识。
重
点
难
点
重点
让学生通过对实验探究的参与，认识同一直线上二力合成的情况。
难点
　让学生了解等效替代的科学方法，认识等效替代对物理发现的重要作用。要求学生能在观察自然、生活现象中发现问题，勇于探究自然现象和日常生活中的物理学道理，这对学生来说也是个难点。
教
学
建
议
　在学习合力的概念时，尽量利用教材上的两个例子(蚂蚁、帆船)，让学生认识“如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力”。了解力的作用效果可以代换，在以这样的方式引入课题的时候，最好让学生能够自己举例说明他们心目中的合力是什么样的。在这样的基础上可以贯穿集体主义思想和团结协作精神的教育。
在讲授同一直线上二力的合成时，尽量通过教材的例子(推与拉、拉力和重力)让学生认识到同一直线上二力的合成有两种不同的情况：同方向和反方向。提出疑问：“在这两种情况下，合力的大小和方向是怎样的？”让学生自己进行假设。为了验证他们的假设是否正确，需要让学生通过实验探究(教材图7－15)来证实。并要求在数据收集之后，分析同一直线上二力合成的两种情况。学生完全可以通过教材中图表的填写获得实验结论，教师在本实验中最好只起辅助作用。不过应该提醒学生注意的是，在做本节实验时，应尽量保持橡皮筋的伸长在弹性限度之内，以便准确读数。在学生填写结论时，要求教师能够把握分寸，以便能够既满足学生的成就感，又不会在实验探究中显得没有规则。在得出结论时，既要让学生通过注意“合力的大小”，也要让他们注意“合力的方向”是怎样的。因为对于力来说，这两个因素同等重要。教师在这里应该尽可能地强调力的方向性。提倡教师在最后举一些生活中常见的二力合成的例子，说说在这样的情况下，力与运动的关系又是怎样的。
学点1　合力
问题：(1)阅读分析教材P131的图例。根据这两个例子，我们是从力的__作用效果__相同得出了合力的概念。
(2)如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力就叫做那几个力的__合力__，组成合力的每一个力叫__分力__。
(3)你能再举出几个生活中合力的例子吗？
[答案] 如拔河、工地上工人抬水泥板等。
学点2　同一直线上二力的合成
思考：阅读教材P132的图例：
(1)图7－2－1中拉车的力F1与推车的力F2方向__相同__(选填“相同”或“相反”)，两个力总的作用效果会__增强__(选填“增强”或“减弱”)。猜想一下：合力的大小、方向与拉力F1和推力F2有怎样的关系？
[答案] 合力的大小大于每个分力，方向与两个分力的方向相同。
图7－2－1
　　　　　图7－2－2
(2)图7－2－2中悬在空中作业的工人同时受到重力G和拉力F的作用，这两个力的方向__相反__。猜想一下合力的方向和大小怎样？
[答案] 合力的大小为0。
探究：同一直线上二力的合成。
(1)提出问题：作用在同一直线上两个力的合力的大小、方向与分力有什么关系？
(2)猜想与假设：同向时，合力的大小等于二力之和，方向与二力同向；反向时，合力的大小等于二力之差，方向与大力同向。
(3)制定计划与设计实验：如图7－2－3所示：
图7－2－3
①实验中使用橡皮筋，是利用了橡皮筋的什么特点？有没有其他的物品可以代替？
②实验中怎样做到力的作用效果相同？
③实验中不使用钩码，使用弹簧测力计可以吗？
[答案] ①橡皮筋受到的拉力越大，伸长就越长。也可以用弹簧代替。
②橡皮筋伸长的长度相同。
③使用弹簧测力计也可以。
(4)进行实验与收集数据：参照教材P132进行实验，并把实验数据填入下列表格中。
F1/N
F2/N
F/N
F1与F2同向
　
大小：　
大小：　
大小：　
方向：　
方向：　
方向：
F1与F2反向
大小：　
大小：
大小：
方向：　
方向：　
方向：　
(5)分析论证：分析前面的实验数据，可得出结论：
①同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小__之和__，即F＝__F1＋F2__，方向跟这两个力的方向__相同__。
②同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小__之差__，即F＝__F1－F2__，方向跟__较大的那个力的方向__相同。
(6)思考一下：当同一直线上，方向相反且大小相等的两个力共同作用时，二力的作用效果会__抵消__，即合力F＝__0__。
(7)交流与合作：对于实验你还有什么问题？有没有改进的措施？
[答案] 略