邱維旺力的合成教學(xué)設(shè)計(jì).doc

第三章第四節(jié)：力的合成南康二中高一物理組 邱維旺教材分析：一、教材內(nèi)容分析本節(jié)是人教版高一物理第三章第四節(jié)內(nèi)容，這一章學(xué)生學(xué)習(xí)了力、重力、彈力、摩擦力，學(xué)生已初步具備對(duì)簡單受力物體的受力分析后，要分析物體受幾個(gè)力共同作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就需要學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)力的合成，學(xué)生在初中只學(xué)習(xí)了簡單的共線二力合成，忽然接觸到本節(jié)的不共線二力合成時(shí)要由平行四邊形定則進(jìn)行合成。合成方式比較抽象，給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成一定的困難為了鍛煉學(xué)生的協(xié)作能力、動(dòng)手能力和思考問題能力，本節(jié)課還要學(xué)生共同參與的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)然而力的合成是力的分解、力的正交分解及牛頓第二定律等知識(shí)的基礎(chǔ)，所以一定要在本節(jié)知識(shí)上下足功夫，讓學(xué)生把知識(shí)掌握牢固。二、教學(xué)對(duì)象分析：學(xué)生剛從初中進(jìn)入高中，其學(xué)習(xí)方法還停留在初中的知識(shí)主要靠記憶的學(xué)習(xí)方式，所以在這一時(shí)期我們的教學(xué)不僅僅是知識(shí)的傳授，還要注意教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的學(xué)習(xí)方法和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。三、教學(xué)環(huán)境分析：在教室里安裝了投影儀設(shè)備都可以用，由于本節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)可以用探究性實(shí)驗(yàn)也可以是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但考慮到本堂課容量很大，既要考慮節(jié)約時(shí)間還要便于操作，所以采取用驗(yàn)證性方式進(jìn)行。但實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生參與還要讓每一個(gè)學(xué)生看清實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)?！耙恢Х酃P加張嘴”的常規(guī)教學(xué)方式很難講給學(xué)生講明白，但如果加入多媒體講解本節(jié)知識(shí)，引入兩個(gè)力的合成動(dòng)畫課件，把合成時(shí)的規(guī)律及合力與分力間關(guān)系非常直觀的展現(xiàn)出來，把實(shí)驗(yàn)過程投影出來，使學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理；再在讀數(shù)時(shí)直接用展示臺(tái)上的攝像頭拍攝全過程，以便于每一個(gè)學(xué)生都能清楚的看到實(shí)驗(yàn)的全過程。學(xué)生認(rèn)為難以理解比較抽象的地方理解起來就變得很簡單了。在畫平行四邊形求合力時(shí)，學(xué)生要犯很多細(xì)小錯(cuò)誤，在上課時(shí)一一糾正幾乎不可能，所以要用到展示臺(tái)投影把學(xué)生練習(xí)時(shí)的典型錯(cuò)誤投影出來統(tǒng)一糾正。這樣操作可以達(dá)到面批面改和讓學(xué)生共同參與糾錯(cuò)的雙重作用。教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)目標(biāo)： 1理解合力、分力與力的合成的概念。 2了解矢量、標(biāo)量的定義。 3掌握力的平行四邊形定則，會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。 4要求知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。 二、能力目標(biāo)：1培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、合作能力、物理思維能力。2掌握“等效代替”的思想并能在實(shí)際生活中應(yīng)用該思想。 三、情感目標(biāo)： 1給學(xué)生樹立信心，在困難中敢于面對(duì)，主動(dòng)尋找解決問題的方法。2在實(shí)驗(yàn)的過程中，掌握正確的方法，結(jié)果要符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神。教學(xué)重點(diǎn)：（1）用作圖法求合力 （2）理解合力與分力的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)：（1） 用作圖法求合力（2） 合力與分力的關(guān)系教學(xué)方法： 教授法、實(shí)驗(yàn)法、演示法教學(xué)用具： 多媒體器材、橡皮筋、封裝膠布、彈簧秤、細(xì)線、三角板、量角器課時(shí)安排：1課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo): 1、知道共點(diǎn)力的概念 2、知道合力和分力是從力的效果的角度區(qū)分 3、掌握平行四邊形定則，它是力的合成的基本法則 4、會(huì)用圖示法求共點(diǎn)力的合力 5、知道矢量和標(biāo)量的概念，知道它們有不同的運(yùn)算規(guī)則。九、教學(xué)過程：導(dǎo)入新課（投影儀投影拔河、提水及燈線圖片）通過拔河圖片展示把學(xué)生引入到“作用力”的場景中來。展示提水圖片時(shí)（問）大家在家?guī)筒粠透改缸黾覄?wù)？當(dāng)看到母親提水累了，我們想去幫忙提，但一個(gè)人力氣又太小，那我們就可以采取兩個(gè)人一起提來達(dá)到同樣的效果。雖然采取的方式不同，但達(dá)到的效果是一樣的。我們把這種方式不同但效果相同的代替叫做“等效代替”。（投影儀投影路燈拉線圖片）在生活中我們常用“等效代替”來解決實(shí)際問題，比如，在沒有發(fā)明電燈之前我們走夜路可以用火把照明，發(fā)明電燈后我們可以用電筒來等效代替火把照明，當(dāng)然還可以給馬路安裝探照燈。在安裝探照燈時(shí)，我們可以用兩根繩子產(chǎn)生的兩個(gè)斜向上的拉力把一盞電燈吊在燈桿上。我們也可以用一根繩子來“取代原來的兩根繩子，用物理力學(xué)來分析，也就是用一個(gè)力來等效代替兩個(gè)力。那我們把這兩個(gè)被F取代的（F1、F2）叫F的分力；把用來等效代替F1、F2的F叫作F1、F2的合力。F與F1、F2的關(guān)系也就是等效的代替與被代替關(guān)系。一、 幾個(gè)基本概念1.合力、分力（投影儀投影）用一個(gè)力F來等效代替幾個(gè)力時(shí)，被代替的幾個(gè)力叫F的分力，用來代替的F叫這幾個(gè)分力的合力。黑板板書：一、合力與分力（問）實(shí)際生活中物體往往會(huì)受到多個(gè)力的作用，力太多了我們研究起來難免會(huì)覺得復(fù)雜，那我們能不能求出一個(gè)合力來等效代替這些分力，從而簡化分析過程呢？（答）：能2.力的合成（投影儀投影）求幾個(gè)已知分力的合力叫力的合成。 黑板板書：二、力的合成如果幾個(gè)力沒有作用在同一物體上的分散力，我們也無法用一個(gè)合力來等效代替這幾個(gè)分力。比如同學(xué)們都往教室外跑，我要想把你們拉回來，那我到底拉那個(gè)的是。所以我們要把分力合成的話，這些力必須要是共點(diǎn)力。 （問）那什么又是共點(diǎn)力呢？（讓學(xué)生思考片刻后投影儀投影“共點(diǎn)力”圖片，再引導(dǎo)回答）顧名思義就是共同作用于一點(diǎn)，或作用線相交于同一點(diǎn)的一組力。3.共點(diǎn)力（投影儀投影）：共點(diǎn)力：如果幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。黑板板書：三、共點(diǎn)力二、力的合成原則 力要怎么合成呢？我們先從簡單的二力合成入手，請大家回憶一下初中的知識(shí)，初中已經(jīng)學(xué)過共線的二力合成，即方向相同或相反的合成。 （投影儀投影）：1.二力合成：（1） 共線二力合成：例1：兩個(gè)共點(diǎn)力F1 =4N; F2 =9N。（1）當(dāng)它們方向相同時(shí)，合力為多大？ （2）當(dāng)它們方向相反時(shí)，合力為多少？ ， 結(jié)論： A、方向相同的二力合成： F= F1 + F2 方向與二力的方向一致。B、方向相反的二力合成：F=F1 - F2 方向與二力中較大的力方向一致。（2）不共線的二力合成：例2: 已知兩個(gè)互成90度的分力，其中F1=30N，F(xiàn)2=40N，用作圖法求這兩個(gè)分力的合力為多少？像這種不共線的兩個(gè)力要怎么合成呢？是不是也像共線二力合成一樣合力就等于70N呢？ （視學(xué)生具體回答的答案引導(dǎo)答）：不是，要怎么合成呢？黑板板書：四、力的合成（一） 共線二力合成（二） 不共線二力合成（動(dòng)畫演示）展示一個(gè)用兩個(gè)力拉彈簧和一個(gè)力拉彈簧的動(dòng)畫引導(dǎo)出“分力于合力的等效代替”思想。從分力于合力的圖示中直接給出平行四邊形定則。牛頓之所以有那么大的成就，他說是因?yàn)樗驹诰奕说募缟希俏覀円瞾碚驹谇叭思缟?，看前面科學(xué)家們是怎么合成不共線的分力的。物理學(xué)家們經(jīng)過大量準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)證明：如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1 ， F2的線段為鄰邊做平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來。這叫做力的平行四邊形定則。（投影儀投影）：平行四邊形定則：如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1 ， F2的線段為鄰邊做平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來。這叫做力的平行四邊形定則。平行四邊形定則：如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1 F2的線段為鄰邊做平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來。不共線的二力合成是否遵循平行四邊形定則？讓我們做個(gè)實(shí)驗(yàn)來畫出力的圖示來驗(yàn)證力在合成時(shí)遵循平行四邊形是否正確。要想從走長征路是非常困難又費(fèi)時(shí)間的事，今天我們只一起來做個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。實(shí)驗(yàn)過程：用事先粘貼在黑板上的橡皮筋做力的合成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng);橡皮筋的自然伸長時(shí)的“O”點(diǎn)要記下。用兩把彈簧秤拉伸時(shí)要保證細(xì)繩與彈簧秤的拉勾要在一條線上。（斜拉時(shí)發(fā)出的吱吱聲表明有摩擦力）拉力大小不要超過彈簧秤量程，彈簧秤要與黑版面平行。記錄時(shí)要記下兩分力的大小和方向。畫平行四邊形時(shí)，不是真實(shí)存在力的線段用虛線表示。實(shí)驗(yàn)順序：用兩把彈簧秤把橡皮筋從“O”點(diǎn)拉長到“O”點(diǎn)，按緊彈簧秤；記錄下，細(xì)線的方向和兩個(gè)分力的大小。撤去其中一把彈簧秤，用一把彈簧秤把橡皮筋同樣從“O”點(diǎn)拉長到“O，”，記下此時(shí)細(xì)線的方向和力的大小。用直尺畫出一個(gè)共用標(biāo)度。用力的圖示法作出F1 ， F2 及 F連接兩個(gè)分力與合力的箭頭頂點(diǎn)?？偨Y(jié)得出結(jié)論：由分力為鄰邊畫出的平行四邊形，分力夾角上的對(duì)角線可以表示兩分力的合力。（情感引導(dǎo)）同學(xué)們?yōu)槭裁磿?huì)得出錯(cuò)誤的答案呢？問題就在于我們并不知道的事物規(guī)律，卻用別的規(guī)律來類似歸納。在生活中固然有很多時(shí)候我們可以用類似歸納，但這種方法不一定可靠，所以我們要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待科學(xué)，不能什么都用，好像是這樣、可能是是這樣。三、不共線二力合成的方法1.作圖法: 1、根據(jù)分力實(shí)際大小制定出共用標(biāo)度。 2、根據(jù)分力的大小及方向畫出分力的力的圖示。 3、以兩分力圖示為鄰邊畫出平行四邊形。（箭尖用虛線連接，因?yàn)椴皇钦鎸?shí)存在的力） 4、畫出分力夾角上的對(duì)角線。 5、用直尺量出對(duì)角線的長度，再根據(jù)標(biāo)度確定出合力的大小。 6、用量角器量出合力的方向夾角。(用什么方法？量角器測量)優(yōu)缺點(diǎn)：可以求任意夾角的合力；但因?yàn)樽鲌D時(shí)誤差較大，使得求出的合力的誤差較大。在回過頭去解前面出現(xiàn)的例2.例2: 已知兩個(gè)互成90度的分力，其中F1=30N，F(xiàn)2=40N，用作圖法求這兩個(gè)分力的合力為多少？ 2.幾何知識(shí)法如果能通過幾何知識(shí)方法求得兩分力為鄰邊組成的平行四邊形的對(duì)角線，就能求出合力的大小。如上圖中我們可以根據(jù)幾何知識(shí)勾3股4弦5得出合力為50N。書上“思考與討論”有這么一個(gè)問題：有兩個(gè)力F1 和 F2，請自行設(shè)定它們的大小，用作圖法求出它們之間的夾角為0度，60度，90度，150度，180度時(shí)合力F的大小。讓學(xué)生同桌間一人用作圖法求60度、90度、120度的合力，一人用幾何法求合力。比較那個(gè)同學(xué)的速度更快，那個(gè)同學(xué)得出的結(jié)果更準(zhǔn)確。 優(yōu)缺點(diǎn)：求出的合力準(zhǔn)確，但當(dāng)夾角不特殊時(shí)不容易求。 （本節(jié)整合點(diǎn)二）投影學(xué)生上課是舉手問問題的場景，本節(jié)課在畫圖時(shí)要注意很多的細(xì)節(jié)問題，學(xué)生在初學(xué)畫圖時(shí)不能把握細(xì)節(jié)是很普遍的問題，所以在課堂練習(xí)時(shí)老師要注意輔導(dǎo)學(xué)生，但全班學(xué)生都有問題時(shí)，但老師到底該輔導(dǎo)誰。但是當(dāng)我們引入多媒體后，把學(xué)生課堂練習(xí)收上來，找出一些典型錯(cuò)誤作業(yè)本放到展示臺(tái)上當(dāng)面批改，這是展示臺(tái)的第二大功效?？梢允箤W(xué)生很快學(xué)會(huì)又好又快的畫圖。3.多個(gè)分力的合成 采取逐次合成法合成。（用動(dòng)畫課件演示）二力合成中，合成一次兩個(gè)力就變成一個(gè)力了，即每合成一次就要減少一個(gè)力。（投影儀投影）例3：有三個(gè)共點(diǎn)力，其中F1=2N, F2=4N; F3=2N,且F1與F2反向，F(xiàn)1與F3垂直。求這三個(gè)分力的合力為多少？ 四、互成角度的兩個(gè)分力與合力的關(guān)系（投影儀投影）（投影儀投影）例4：有兩個(gè)力，一個(gè)是8N，一個(gè)是12N，合力的最大值等于 20N ，在分力的夾角為 0 時(shí)取得；最小值等于 4N ，分力夾角為 180 時(shí)取得。例5：下列哪組力的合力可能為3N（ B ） A、 3N ;8N B、10N ;12N C、40N; 20N D、10N ; 5N五、小結(jié) （投影儀投影）1、一個(gè)物理思想：等效代替2、一個(gè)定則：所有的矢量合成都遵循平行四邊形定則。3、兩種方法：作圖法：直觀明了、誤差較大 計(jì)算法：準(zhǔn)確、非特殊角時(shí)計(jì)算較復(fù)雜。黑板板書：七、小結(jié)：1.一個(gè)物理思想 2.一個(gè)定則 3.兩種方法六、練習(xí)課本后的2，3，4題七、教學(xué)札記：從上課結(jié)果來看，用展示臺(tái)演示實(shí)驗(yàn)讓每一個(gè)學(xué)生都能看清過程，能用一節(jié)課的時(shí)間很好的掌握作圖