1、 第三章 第4节 力的合成(展示课)【教学目标】1知识与技能:(1)能从力的等效性理解合力和力的合成概念。(2)能通过实验探究求合力的方法力的平行四边形定则,并知道它是矢量运算的普遍法则。(3)初步掌握运用平行四边形定则求合力的要领,会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。(4)知道合力的大小和分力间夹角的关系。(5)能应用力的合成知识分析日常生活中有关问题,培养学生理解问题、解决问题的能力。2过程与方法:(1)通过学习合力和分力的概念,了解物理学常用的方法等效替代法。(2)经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定则。 3情感态度与价值观:(1)在探究求合力的实验过程中,培养学
2、生严谨的科学态度和团结合作精神。(2)培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。【教学重点难点】 1重点:理解合力、分力的概念及力的合成的方法。 2难点:平行四边形定则的理解与应用。【课前准备】 1多媒体课件、学生自主学案。 2实验器材:分组用(木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、弹簧测力计、刻度尺、量角器、铅笔)。【展示过程】 一、基本概念: 1.阅读课本举例说明,什么是合力,什么是分力,什么叫做力的合成?你如何理解“等效”和“替代”的含义? (1)一个力的作用效果和几个力的作用效果相同,则这一个力叫做那几个力的合力,那几个力称为这一个力的分力。 (2)求几个力的合力的过程,叫做力的合成。
3、 强调:力的合成是一种等效替代的方法,即用一个假设的力去替代几个共同作用的力,替代后这一个力的效果与原来的几个力是相同的。但合力并不客观存在,它是假想的力,是用来替代客观存在的分力的)。 2.通过阅读课本举例说明,什么样的力是共点力?你认为掌握共点力概念时应注意什么问题? (1)如果一个物体同时受到两个或更多的力的作用,这些力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这些力就称为共点力。 (2)力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力。 二、探究求合力的方法 1.你如何认识62页思考与讨论?(请对比同一直线两个力合力的求法) (1)同一直线上,方向相同的两个力的合力大
4、小等于两个力的大小之和,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, 合力的方向跟较大力方向相同。 设问:不在同一直线上的两个力怎样求合力? 2.请具体描述我们究竟要探究的是什么和什么的关系? 探究两互成角度共点力合力的方法 3.实验依据的原理是什么?为什么两次要拉到同一点O呢? 实验原理:合力的作用效果与几个分力的作用效果相同。体现效果相同 4.请思考:实验中应该用力的图示还是力的示意图如何去描述合力和分力? 完整描述力,需要画力的图示。 5.我们在实验中需要记录的数据有哪些? 用互成角度的两个力拉结点,使橡皮筋的结点伸长到O点;记下O点位
5、置,然后 记下两弹簧秤的读数,这就是力的大小。沿细绳方向在适当位置定下两点,确定力的方向。用一个拉力拉到同一结点,记下力的大小和方向。 6.为减小实验误差实验中我们需要注意哪些问题? (1)弹簧测力计在使用前应检查、校正; (2)拉力沿弹簧轴线方向,测力计与纸面平行; (3)拉力应适当大一些,减小相对误差; (4)结点小一些,细线细一些; (5)同一次实验所选标度应相同; (6)两个弹簧测力计拉的时候,夹角不要太大,也不要太小; (7)正确读数和记录。 7.假如让你去实施“探究求合力的方法”,请简要的设计一下你的操作步骤。 (1)把橡皮条一端A固定在铺有白纸、水平放置的木板上,在橡皮条的另一端
6、 B结上两个细绳套。 (2)用两个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条的B端,使橡皮条伸长到O点,记下O点的位置、两细绳所在的直线和两弹簧测力计的示数,这样就确定了两个分力的大小和方向; (3)用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条的B端,使它仍伸长到O点的位置,记下细绳所在的直线和弹簧测力计示数,这个力的作用效果与两个力同时作用时是相同的。 8. 实验的结论是什么?应用平行四边形定则适用范围和需要注意哪些问题? 实验结论总结:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个法则叫平行四边形定则。 说明:(1)平行四边形定则是矢量合成的通用法则。 (2
7、)力的合成的平行四边形法则,只适用于共点力。 9. 请根据平行四边形定则分析64页问题与练习第4题 (1)在两个分力F1、F2大小不变的情况下,两个分力的夹角越大,合力越小。 (2)合力大小范围:F1 - F2 F F1 + F2 (3)合力可能大于、等于、小于任一分力三、两个力合力的求法 气球在空中受到的空气浮力竖直向上,大小为4N,同时受到水平向右的风力作用,大小为3N。求气球受到的浮力与风力的合力。(要求用力的图示法和计算法求合力) 分析:分别用作图法和三角形的知识求解(板书求解过程)。 四、多个力合力的求法: 如图所示,六个共点力大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F,相邻的两个力
8、之间的夹角为600,求它们的合力大小和方向。 分析:1、多个力求合力思路; 2、两大小相等互成120角的合力; 3、两大小相等力的合力。【小结】 1.一种思想:等效替代 2. 一个定则:平行四边形 定则 适用所有矢量的合成和分解 3.两种方法:图解法和计算法 【作业】 1、P64 问题与练习1、2、3 2、有F15N,F28N,F310N,他们之间的夹角可以任意改变,求他们的最大合力和最小合力。 【板书设计】 1、合力与分力、力的合成 2、共点力 3、力的合成遵循平行四边形定则 内容:两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法
9、则叫做平行四边形定则。 4例题解题过程【教学反思】 本节内容在力学里占有重要的地位,是学习力学进行受力分析的基础,我采用了学生自主探究加学生展示的教学方法,本节为学生展示课,这符合我校2+2教学模式,也符合新课程改革的理念,有利于学生探究能力的加强,便于学生的可持续发展。在自主探究过程中,我采用的是学案引导,学生自主实验探究的方法,让学生自己选择实验器材,在学案探究问题引导下进行探究,得出实验结论平行四边形定则。为避免在学生展示平行四边形定则条件时存在的知识不足,在求合力方法之前就探究了共点力的概念,通过实际上课,我发现这样的自主学习效果总体还是比较良好的。 在学生展示过程中,学生抓住了等效代
10、替这个关键,通过课内、外实例让其余小组成员理解了合力与分力、力的合成和共点力的概念,从最简单的一条直线上的二力合成入手,并将其数字化,给其他学生以感性认识,让学生充分理解由特殊情形延展至互成角度的二力合成,激发学生的学习兴趣,通过对各组实验图示对比展示,让学生加深对实验注意事项和平行四边形定则的理解。 总之,本节课学生主体性得到了充分的体现,培养了学生的分析判断能力,通过实验探究和展示加深了学生对知识的理解,培养学生理解问题、解决问题的能力,在探究求合力的实验过程中,培养学生严谨的科学态度、团结合作精神和动手能力,通过展示培养了学生语言表达能力,收到很好的效果。 在学生展示中存在一些问题,如,表达不够严谨,逻辑性不够强,个别展示同学声音不够洪亮,板书比较凌乱和时间难以控制等问题。这些问题在以后教学中逐步解决。