邱維旺力的合成教學(xué)設(shè)計.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)生已初步具備對簡單受力物體的受力分析后，要分析物體受幾個力共同作用下的運動狀態(tài)就需要學(xué)習(xí)本節(jié)知識力的合成，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要由平行四邊形定則進行合成。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)生共同參與的實驗。該實驗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的基礎(chǔ)，所以一定要在本節(jié)知識上下足功夫，讓學(xué)生把知識掌握牢固。二、教學(xué)對象分析：學(xué)生剛從初中進入高中，其學(xué)習(xí)方法還停留在初中的知識主要靠記憶的學(xué)習(xí)方式，所以在這一時期我們的教學(xué)不僅僅是知識的傳授，還要注意教會學(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)的演示實驗可以用探究性實驗也可以是驗證性實驗，但考慮到本堂課容量很大，既要考慮節(jié)約時間還要便于操作，所以采取用驗證性方式進行。但實驗要求學(xué)生參與還要讓每一個學(xué)生看清實驗的每一個細(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，引入兩個力的合成動畫課件，把合成時的規(guī)律及合力與分力間關(guān)系非常直觀的展現(xiàn)出來，把實驗過程投影出來，使學(xué)生理解實驗原理；再在讀數(shù)時直接用展示臺上的攝像頭拍攝全過程，以便于每一個學(xué)生都能清楚的看到實驗的全過程。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，學(xué)生要犯很多細(xì)小錯誤，在上課時一一糾正幾乎不可能，所以要用到展示臺投影把學(xué)生練習(xí)時的典型錯誤投影出來統(tǒng)一糾正。這樣操作可以達到面批面改和讓學(xué)生共同參與糾錯的雙重作用。教學(xué)目標(biāo)： 一、知識目標(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，會用作圖法求共點力的合力。 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，主動尋找解決問題的方法。2在實驗的過程中，掌握正確的方法，結(jié)果要符合實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的精神。教學(xué)重點：（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：（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、實驗法、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、量角器課時安排：1課時學(xué)習(xí)目標(biāo): 1、知道共點力的概念 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、會用圖示法求共點力的合力 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（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，但一個人力氣又太小，那我們就可以采取兩個人一起提來達到同樣的效果。雖然采取的方式不同，但達到的效果是一樣的。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，我們可以用兩根繩子產(chǎn)生的兩個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，也就是用一個力來等效代替兩個力。那我們把這兩個被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、 幾個基本概念1.合力、分力（投影儀投影）用一個力F來等效代替幾個力時，被代替的幾個力叫F的分力，用來代替的F叫這幾個分力的合力。黑板板書：一、合力與分力（問）實際生活中物體往往會受到多個力的作用，力太多了我們研究起來難免會覺得復(fù)雜，那我們能不能求出一個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、力的合成如果幾個力沒有作用在同一物體上的分散力，我們也無法用一個合力來等效代替這幾個分力。比如同學(xué)們都往教室外跑，我要想把你們拉回來，那我到底拉那個的是。所以我們要把分力合成的話，這些力必須要是共點力。 （問）那什么又是共點力呢？（讓學(xué)生思考片刻后投影儀投影“共點力”圖片，再引導(dǎo)回答）顧名思義就是共同作用于一點，或作用線相交于同一點的一組力。3.共點力（投影儀投影）：共點力：如果幾個力都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。黑板板書：三、共點力二、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，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1：兩個共點力F1 =4N; F2 =9N。（1）當(dāng)它們方向相同時，合力為多大？ （2）當(dāng)它們方向相反時，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: 已知兩個互成90度的分力，其中F1=30N，F(xiàn)2=40N，用作圖法求這兩個分力的合力為多少？像這種不共線的兩個力要怎么合成呢？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（動畫演示）展示一個用兩個力拉彈簧和一個力拉彈簧的動畫引導(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，他說是因為他站在巨人的肩上，那我們也來站在前人肩上，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)確的實驗證明：如果用表示兩個共點力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鄰邊之間的對角線表示出來。這叫做力的平行四邊形定則。（投影儀投影）：平行四邊形定則：如果用表示兩個共點力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鄰邊之間的對角線表示出來。這叫做力的平行四邊形定則。平行四邊形定則：如果用表示兩個共點力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鄰邊之間的對角線表示出來。不共線的二力合成是否遵循平行四邊形定則？讓我們做個實驗來畫出力的圖示來驗證力在合成時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時間的事，今天我們只一起來做個實驗驗證一下。實驗過程：用事先粘貼在黑板上的橡皮筋做力的合成實驗。實驗時的注意事項;橡皮筋的自然伸長時的“O”點要記下。用兩把彈簧秤拉伸時要保證細(xì)繩與彈簧秤的拉勾要在一條線上。（斜拉時發(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。記錄時要記下兩分力的大小和方向。畫平行四邊形時，不是真實存在力的線段用虛線表示。實驗順序：用兩把彈簧秤把橡皮筋從“O”點拉長到“O”點，按緊彈簧秤；記錄下，細(xì)線的方向和兩個分力的大小。撤去其中一把彈簧秤，用一把彈簧秤把橡皮筋同樣從“O”點拉長到“O，”，記下此時細(xì)線的方向和力的大小。用直尺畫出一個共用標(biāo)度。用力的圖示法作出F1 ， F2 及 F連接兩個分力與合力的箭頭頂點?？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贸鲥e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，因為不是真實存在的力） 4、畫出分力夾角上的對角線。 5、用直尺量出對角線的長度，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：可以求任意夾角的合力；但因為作圖時誤差較大，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: 已知兩個互成90度的分力，其中F1=30N，F(xiàn)2=40N，用作圖法求這兩個分力的合力為多少？ 2.幾何知識法如果能通過幾何知識方法求得兩分力為鄰邊組成的平行四邊形的對角線，就能求出合力的大小。如上圖中我們可以根據(jù)幾何知識勾3股4弦5得出合力為50N。書上“思考與討論”有這么一個問題：有兩個力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。比較那個同學(xué)的速度更快，那個同學(xué)得出的結(jié)果更準(zhǔn)確。 優(yōu)缺點：求出的合力準(zhǔn)確，但當(dāng)夾角不特殊時不容易求。 （本節(jié)整合點二）投影學(xué)生上課是舉手問問題的場景，本節(jié)課在畫圖時要注意很多的細(xì)節(jié)問題，學(xué)生在初學(xué)畫圖時不能把握細(xì)節(jié)是很普遍的問題，所以在課堂練習(xí)時老師要注意輔導(dǎo)學(xué)生，但全班學(xué)生都有問題時，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，找出一些典型錯誤作業(yè)本放到展示臺上當(dāng)面批改，這是展示臺的第二大功效?？梢允箤W(xué)生很快學(xué)會又好又快的畫圖。3.多個分力的合成 采取逐次合成法合成。（用動畫課件演示）二力合成中，合成一次兩個力就變成一個力了，即每合成一次就要減少一個力。（投影儀投影）例3：有三個共點力，其中F1=2N, F2=4N; F3=2N,且F1與F2反向，F(xiàn)1與F3垂直。求這三個分力的合力為多少？ 四、互成角度的兩個分力與合力的關(guān)系（投影儀投影）（投影儀投影）例4：有兩個力，一個是8N，一個是12N，合力的最大值等于 20N ，在分力的夾角為 0 時取得；最小值等于 4N ，分力夾角為 180 時取得。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、一個物理思想：等效代替2、一個定則：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 計算法：準(zhǔn)確、非特殊角時計算較復(fù)雜。黑板板書：七、小結(jié)：1.一個物理思想 2.一個定則 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，用展示臺演示實驗讓每一個學(xué)生都能看清過程，能用一節(jié)課的時間很好的掌握作圖