7.2 力的合成—2020-2021学年沪科版八年级物理全一册教案

第七章 力与运动
第2节 力的合成
【课时安排】：1课时
【教学目标】
知识与技能：
1、认识力的作用效果，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，获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成情况。
3、在实验探究的过程中要求学生经历对图表的分析获得结论的过程，并能够在与同学的交流讨论中发现新的问题。
4、在关于力的合成的探究实验中，让学生经历从提出假设，到验证假设，直到形成科学理论的过程。
过程与方法：
1、先通过“帆的合力”、“蚂蚁的合力”、“人的合力”等例子展示合力的作用效果；提出合力、分力及力的合成的概念。
2、然后通过设置疑问“同一直线上二力的合力的大小是怎样的？”来展开。为了验证同向和反向上二力合力的大小，设定了“实验探究”，通过实验来得出二力合力的条件。
让学生首先对合力有一个感性的认识，知道力的效果是合力代替的前提，然后通过简单的情况来认识合力大小与方向是怎样确定的。
情感态度与价值观：
1、观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
2、通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。
【教学重点】
1、让学生对通过实验探究的参与，认识同一直线上二力的合成的情况。
【教学难点】
1、让学生了解等效代替的科学方法，认识等效替代对物理发现的重要作用。
2、要求学生能在观察自然、生活等现象中发现问题，勇于探究自然和日常生活中的物理道理。
【教学方法】
讲授法 、演示法 。
【学法指导】
观察法、思维法
【教学过程】
〔新课引入〕
我们知道一切物体都受到力的作用，至少要受到重力的作用，而且很多时候物体会同时受到几个力的作用。
问：①教室里的电灯受到几个力的作用？（地球对灯的重力；电线对灯的拉力）
②课桌受到哪些力的作用？（地球对它的重力；地面对它的支持力；书对它的压力）
今天我们就来学习物体受几个力的有关问题。
〔新课教学〕
1.（用等效法引出）合力的概念
（1）举例，看P106图6—14，帆的合力：

【图片资源】许多船帆共同产生的驱动力能使船航行、一个发动机产生的驱动力同样能使船航行
【现象】大量船帆对航船的作用效果可用一个发动机代替，它们对航船的作用效果是一样的。
问：轮船航行是什么作用的结果？（引导学生回答是：力作用的结果）
老师讲解：本图说明力作用的效果是能使船航行，先前的轮船航行是没有机械动力的，是靠帆在风力的作用下使船航行的。每张帆受到一个力，很多张帆张开时，受到很多个力，效果是使船前进。
而现在的船只要一个发动机产生一个力，就能使船航行，即现在的船受到的一个力产生的效果跟以前的船受到很多个力共同作用产生的效果相同。
（2）举例，看P106图6—14，蚂蚁的合力：

【图片资源】一群蚂蚁能拖动树叶、两只手指可以随意挪动树叶
【现象】一群蚂蚁才能挪动的树叶用两只手指随意拿起，两者的作用力在效果上是一样的。
老师讲解：本图说明，一只蚂蚁产生一个力，很多只蚂蚁用了很多个力，作用效果是将树叶搬到洞口，而我用手只需一个力，也能将树叶搬到洞口，即我的手用的一个力产生的效果跟很多只蚂蚁用了很多个力共同作用时产生的效果相同。
（3）引导学生自己举例：如一个大人和两个小孩提水、建房屋时很多人抬一块预制板上楼，而塔机或吊车可直接将它吊上楼去等。
（4）引导学生归纳得出合力与分力的概念。
【小结】以上这些事例说明一个力作用的效果与两个(多个)力共同作用而产生的效果相同。物理学中我们叫它等效，也可以叫等效代替。
【小结】如果一个力产生的作用效果跟另外几个力共同作用产生的效果相同，则这个力可以用来替代那几个力。这个力就叫那几个力的合力，那组成合力的每一个力叫分力。
注：①强调“效果相等”；
②回到前面的例子中练习哪些是合力，哪些是分力；
③总结所用的研究方法：等效替代法。
2、同一直线上二力的合成

【案例讲解】图中，既有人在车前拉，又有人在车后推，车同时受到拉力F1和推力F2的作用，并且这两个力的方向相同。那么，这时拉力和推力的合力是多大呢？
图中，悬在空中作业的工人同时受到重力G和拉力F的作用，这两个方向相反。此时重力和拉力的合力又该怎样计算呢？
一个物体可能同时受到几个力的作用，求几个力的合力叫力的合成。求几个力的合力很复杂，在今后的学习中逐渐涉及，初中阶段不予研究；但若几个力在一条直线上时，求它们的合力就比较简单。在一条直线上的两个力的合力的大小、方向怎样呢？
下面我们来探究这个问题：
40100250 首先思考：在一个物体上施同一直线上的两个力，有哪些可能性。（通过潜水艇受到的重力和浮力、推车受到的推力和拉力得出：方向相同和方向相反两种情况）
①提出问题：【讨论】
当两个分力方向相同时，合力的大小如何？方向怎样？
当两个分力方向相反时，合力的大小如何？方向怎样？
②猜想与假设：（让学生自己假设）可能与其中一个力相等；可能等于它们的积、商、和、差；可能……
③制定计划和设计实验：
设计：先用两个弹簧测力计在一条直线上方向相同拉动弹簧，记下拉动之前的位置和拉到某个位置的位置如图1所示，记下两个测力计的示数值，填在书上的表格中。
再用方向相反的两个力做同样的实验，如图2所示。
（实验时应注意：应保持在弹簧或橡皮筋的弹性限度内，以便读数准确和避免被拉坏；老师演示，学生自己记录在书上）
④得出结论：（通过收集的数据）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，方向跟这两个力的方向相同，即F=F1+F2
4772025273050（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，方向跟较大的那个力的方向相同，即F=F1－F2
【交流与讨论】
在多人划艇运动中也运用了合力的知识。请分析一下，运动员是如何运用合力的呢？
当物体所受合外力为零时，情况会怎样呢？ →保持静止或者匀速直线运动
3、〔练习反馈〕
（1）书上P132图7－13图中，若大人用的拉力为F1=100N,小孩用的推力F2＝60N，则合力的大小和方向如何？（“方向”要说出具体的方向）物体的运动情况如何？
（2）两个力分别是45N，反方向拉弹簧测力计，则弹簧测力计受到的合力多大？它的示数多少？
【能力提升】
①合力不是物体受到的力，而是几个力作用的效果的表示，如前面的蚂蚁搬树叶，是不是除了受到蚂蚁的力之外还同时受到我的手的力？
②计算合力时，必须弄清每个力的方向，最好画出力的示意图。特别地：重力的方向是竖直向下；物体在空中运动时受空气阻力的方向与运动方向相反；压力、支持力的方向与物体表面垂直。
如：a、向上抛出的纸团，它的重力为10N，受到的阻力为1N，则在上升和下降的过程中受到的合力的大小和方向怎样？
b、起重机用30000N的力向上吊一质量为2吨的货物，求货物受到的合力的大小和方向怎样？
c、同一直线上的两个力大小分别是F1=10N、F2=30N，则合力的大小和方向怎样？
D、弹簧测力计下挂有重15N的物体，当用手竖直向上托住这个物体时，弹簧测力计的示数是10N，则手对物体向上的力的大小是多少？（5N）
E、用8N竖直向下的力把重5N的木块紧紧压在地面上，地面受到的压力是多大？如果用同样大小的力把同样重的木块紧紧压在天花板上，天花板受到的压力是多大？（13N、3N）
③若物体在一条直线上受到多个力时，合力的求法怎样？（同向相加，反向相减）
如：众人划桨开大船就是多个力作用的结果；蚂蚁搬树叶也是多个力作用的结果。
④若一个物体受多个力而静止时，所有的力的合力为0
如一物体的重力为30N，用20N向上提物体，没提动，则这两个力的合力多大，方向如何？物体受到的合力多大？为什么？（其实还受到支持力的）
⑤没有在一条直线上的两个力的合力怎样？（大小介于两个力的大小之和和两个力的大小之差之间）
如作用在一个物体上的两个力分别为8N和3N，那么它们的合力最小为多大？最大为多大？
【作业设计】P134作业第1、2、3、4、5题。
三、教学小结
1．今天我学到了什么知识？
2．我掌握了哪些研究方法？
3．我还存在的疑惑是什么？
四、板书设计
五、教后反思