(2019新教材)2020-2021學(xué)年教科版物理必修第一冊(cè)：3.4力的合成-教案

1、力的合成 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識(shí)與技能 1 1理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念。 2 2理解合力與分力的等效性。 3 3掌握兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。 4.4. 掌握平行四邊形定則的內(nèi)容，會(huì)用它求兩個(gè)分力的合力。 二、過(guò)程與方法： 1 1通過(guò)學(xué)習(xí)合力和分力的概念，了解物理學(xué)常用的方法 等效替代法。 2 2經(jīng)歷應(yīng)用探究實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀： 1 1在探究求合力的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)合作精神。 2 2培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 教學(xué)重點(diǎn)： 1 1合力與分力的關(guān)系。 2 2得出平行四邊形定則

2、的探究過(guò)程。 3 3平行四邊形定則的應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)：從代數(shù)求和到矢量求和的思維跨越。 【教學(xué)過(guò)程】 一、 導(dǎo)入新課 思考： 如圖放在地面上的小車(chē)受到四個(gè)力的作用， 你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？ 教師總結(jié)：用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代以上四個(gè)力的共同作用， 而效果不變， 上述問(wèn)題就迎 刃而解了。這就是我們要講的力的合成。 出示動(dòng)畫(huà)：小車(chē)受四個(gè)力的作用和一個(gè)力的作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)。 二、講授新課 （一）共點(diǎn)力的合成 1 1共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè) 力叫作共點(diǎn)力 I 2.2. 合力和分力 看下面圖片說(shuō)一說(shuō)你觀察到了什么？由此可得出什么結(jié)論? 水桶所受拉力示意

3、圖吊燈所受拉力示意 教師總結(jié)：兩個(gè)小孩分別用力Fi、F2共同提著一桶水和一個(gè)大人單獨(dú)用力 F F 提著這桶水, 都能產(chǎn)生讓水桶保持靜止的效果。 用拉力為 F F 的一根線懸掛吊燈和用拉力分別為 F1、F2兩根線懸掛吊燈都能產(chǎn)生使吊燈保持 靜止的效果。 結(jié)論：由于 F F 產(chǎn)生的效果和Fi、F2產(chǎn)生的效果相同，所以 F F 是Fi、F2的合力，F(xiàn)i和F2是 F F 的分力。 （1 1） 合力：假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作 那幾個(gè)力的合力。 出示圖片：一個(gè)大人和兩個(gè)小孩提水 （2 2） 分力：假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)力就叫作

4、那個(gè)力的分力。 （二）力的合成 1.1. 力的合成：在物理學(xué)中，我們把求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫作力的合成； 2.2. 同一直線二力合成 出示動(dòng)畫(huà)：同一直線二力合成 教師總結(jié)： 耳 同一方問(wèn)： 思考：互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力，如何得到合力的大小和方向呢? 互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力還是簡(jiǎn)單的加減嗎？有沒(méi)有什么可遵守的規(guī)律嗎？ (三) 實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律 1.1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究分力與合力的關(guān)系，尋找求合力的方法。 2.2. 實(shí)驗(yàn)原理 合力的作用效果與幾個(gè)分力共同作用的效果相同。 3.3. 實(shí)驗(yàn)器材 方木塊、白紙、彈簧稱(chēng)(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩、三角板、刻度尺、圖釘 4.4. 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)

5、 在桌面上固定一個(gè)貼有白紙的方木板，用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上靠近頂端 中點(diǎn)的 A A 點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套。 出示圖片 (2) 用彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置 0 0。 出示圖片 (3) 用鉛筆從 0 0 點(diǎn)沿著兩繩的方向畫(huà)直線，作出兩個(gè)力 F1和F2的圖示。 (4) 只用一只彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置 0 0 點(diǎn)，讀出彈簧秤的示 數(shù)，記下細(xì)繩的方向，作出這個(gè)力 F F 的圖示。研究這三個(gè)力的大小及方向的關(guān)系。 出示圖片 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 彈簧秤使用前要先調(diào)零； 彈簧秤拉長(zhǎng)方向和所測(cè)拉力方向應(yīng)保

6、持與木板平行； 彈簧、指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生磨擦。 出示：力的合成的平行四邊形定則視頻 5.5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 教師總結(jié)：實(shí)驗(yàn)表明，在兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形， 這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)規(guī)律叫作平行四邊形定則。 注意：作圖要準(zhǔn)確，兩個(gè)分力Fi、F2和合力 F F 要畫(huà)成實(shí)線并標(biāo)有箭頭，平行四邊形的另外 兩條平行線必須畫(huà)成虛線。 （四）用平行四邊形定則求兩個(gè)力的合成 思考與討論 1 1：觀察下面不同角度下F1、F2合力，由此可得出什么結(jié)論？由此可推斷合力 什么時(shí)候最大，什么時(shí)候最?。亢狭Φ姆秶绾? 教師總結(jié)：互成角

7、度的二個(gè)共點(diǎn)力如果保持大小不變， 它們的合力將隨夾角的增大而減 ?。?合力有可能大于或小于或等于任何一個(gè)分力。 Fi、F2同向合力最大，反向合力最小。 合力大小范圍Fi F2 F Fi F2 思考討論 2 2:如果兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上，怎樣應(yīng)用平行四邊形定則求出它 們的合力？ 先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力， 直到把所有的力都合成進(jìn) 去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。 知識(shí)拓展：位移合成時(shí)也遵從平行四邊形定則 一個(gè)人從 A A 走到 B B，發(fā)生的位移是 ABAB，又從 B B 走到 C C,發(fā)生的位移是 BCBC。在整個(gè)運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中，這個(gè)人的位移是 AC

8、 AC , ACAC 是合位移。 三、課堂練習(xí) 1 1 有兩個(gè)力，一個(gè)是10 N , 一個(gè)是2 N ,這兩個(gè)力的合力的最大值是 _ ,最小值是 _ : 它們的合力范圍 _ o 答案：1212、8 8 8 F 12 2 2已知兩個(gè)相互垂直的力的合力為50 N，其中一個(gè)力的大小為40 N，則另一個(gè)力的大小 為（ ） A A. 10 N B B. 20 N C C. 30 N D D . 40 N 答案：C C 3.3. 關(guān)于力的分解，下列敘述中正確的是（ ） A.A. 8 N的力可以分解為兩個(gè)8 N的分力 B.B. 8 N的力可以分解為兩個(gè)3 N的分力 C.C. 8 N的力可以分解為13 N和4

9、N的兩個(gè)分力 D.D. 8 N的力可以分解為16 N和7 N的兩個(gè)分力 答案：A A 4.4. 如圖所示，一個(gè)重60 N的物體置于光滑的水平面上，當(dāng)用一個(gè) F 20 N的力豎直向上 拉物體時(shí)，物體所受的合力為（ ） A.A. 0 N B.B. 40 N，方向豎直向下 C.C. 40 N，方向豎直向上 D.D. 80 N，方向豎直向上 答案：A A 拓展提高 1 1 兩個(gè)共點(diǎn)力Fi、F2的合力為 F F,下列說(shuō)法中正確的是（ A A 合力 F F定大于任一個(gè)分力 B.B. 合力的大小既可能等于Fi，也可能等于F2 C.C. 合力 F F 有可能小于任一個(gè)分力 D.D. 合力 F F 的大小隨Fi、F2、間的夾角增大而減小 答案：BCDBCD 2 2下列說(shuō)法中正確的是（） A A 兩