力的加速度教案.doc

課題力的合成班級教材人教版高中物理必修一第三章第四節(jié)日期教材分析力的合成是在學(xué)習(xí)了力的、幾種基本的力以及力的三要素等等概念的前提下，開始學(xué)習(xí)的新知識，而本節(jié)知識后續(xù)課程中將要學(xué)習(xí)的牛頓定律、物體的平衡、動能定理、動量定理的理解和運用較為重要的作用。力的合成知識不過關(guān)，這些都無從談起。力的合成是矢量的合成，是為以后物體受力分析作準(zhǔn)備的一節(jié)課，理解力的合成需要掌握一種方法，那就是等效的方法.這節(jié)課從實驗入手，學(xué)生通過自己動手找出合力與分力之間的關(guān)系，這樣容易使學(xué)生接受.通過實驗和多個實例說明一個事實：由于兩個力作用在一個物體上，物體所表現(xiàn)出來的形變量或者運動狀態(tài)的改變跟一個力作用在這個物體上時，物體所表現(xiàn)出來的形變量或者運動狀態(tài)的變化相同.對于平行四邊形定則的教學(xué)，可以在初步的矢量合成的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深，可以先進(jìn)行在一條直線上力的合成，然后再進(jìn)行互成角度力的合成.平行四邊形定則讓學(xué)生在實驗過程中得出，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律，有利于鍛煉學(xué)生的能力. 對于共點力的教學(xué)，重點在于利用演示實驗和生活實例，形象地對比共點力和非共點力，在此基礎(chǔ)上建立共點力的圖景.本節(jié)是學(xué)生未接觸過的全新內(nèi)容.等效觀點、力的合成等內(nèi)容，學(xué)生都感到別扭.如果力的合成的平行四邊形定則掌握不好，后續(xù)課程中的合成、電場磁場的疊加就不能得心應(yīng)手.因此這節(jié)課在物理學(xué)中的地位和作用至關(guān)重要.教學(xué)目標(biāo)知識與技能 1.理解合力、分力、力的合成、共點力的概念. 2.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進(jìn)行力的相互替代.3.會用力的合成的平行四邊形定則進(jìn)行力的合成.4.會區(qū)分共點力和分共點力。 過程與方法 1.培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，理解問題的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力； 2.進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法教育，了解研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)探求知識的能力； 3.樹立等效觀點，形成等效思想，這是非常重要的處理問題的思想. 情感態(tài)度與價值觀 1.培養(yǎng)學(xué)生善于交流的合作精神，在交流合作中發(fā)展能力，并形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法. 2.通過力的等效替代，使學(xué)生領(lǐng)略跨學(xué)科知識結(jié)合的奇妙，同時領(lǐng)會科學(xué)探究中嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實的精神和態(tài)度.教重點點1根據(jù)力的作用效果進(jìn)行力的合成。 2.合力與分力的關(guān)系. 3.共點力和非共點力的概念和區(qū)分。教學(xué)難點運用等效替代思想理解合力概念教學(xué)教具黑板，水桶和兩根繩子，ppt ，兩個彈簧測力計，白紙板，直尺，鉛筆等教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動教學(xué)技能導(dǎo)入新課（故事導(dǎo)入）15分鐘故事導(dǎo)入5-8分鐘新課推進(jìn)：8-15板書：回顧實驗，并舉出其他例子提出探究問題設(shè)計實驗（探究合力的大小與分力的大小的關(guān)系）演示實驗作出實驗原理圖學(xué)生實驗得出結(jié)論實驗導(dǎo)入：各位同學(xué)，現(xiàn)在我們的講臺的下面有一桶水，大家可不要奇怪，我可不是想要請大家喝水哦，老師就是想請同學(xué)們幫我把這通水提到講臺上，有哪位同學(xué)愿意幫忙呢？ 從中挑選一個男生和兩位女生，分別讓他們將水桶提上講臺。（男生單手，女生兩人合力。）正如同們學(xué)所見，看來不管是柔弱的女子還是健壯的男孩都能夠?qū)⑼八岬街v臺上來，雖然是不同的人，用不同的方法，但是他們都達(dá)到了同樣的效果;：就是降水通過從講臺下提到了講臺上來。就是同樣的問題我們可以采用不同的方法來解決，講到這里我想到了一個報道：在一段山路上，由于雨水過多導(dǎo)致路面過滑，一輛拖拉機(jī)剛好從這里經(jīng)過，不慎落入了山溝里，司機(jī)閆師傅被壓在拖拉機(jī)后輪下面的水里，當(dāng)場昏迷，幸虧有村民進(jìn)過，急忙找到附近十幾個村民合力抬起車輪把閆師傅救出來抬到岸上才使閆師傅及時脫險.其實，在我們常見的搶險救災(zāi)中，除了用最原始的蠻力來抬動較大的重物以外，還有沒有什么辦法讓司機(jī)脫險呢？對，可以的，我們可以采用機(jī)械。在上面的兩個例子里，我們都發(fā)現(xiàn)：一個力與幾個力產(chǎn)生了同樣的效果，可以用這一個力代替那幾個力，這一個力是那幾個力的合力，那幾個力是這一個力的分力.那么我這節(jié)課來學(xué)習(xí)力的合成板書：標(biāo)題：力的合成 當(dāng)一個物體受到幾個力共同作用時，我們常?？梢郧蟪鲞@樣一個力，這個力的作用效果跟原來幾個力的作用效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力.求幾個力的合力的過程叫做力的合成.下面我們來探究一下求幾個力的合力的方法.板書：力的合成的定義根據(jù)幾個力的作用效果，求出和這幾個力的共同作用效果相同的一個力的過程。在剛才的實驗中，我們發(fā)現(xiàn)兩個女孩對水桶所施加的斜向上的這兩個力和男孩對水桶施加的向上的力的作用效果相同，那么我們就稱男孩對水桶所施加的力是兩個女孩對水桶所施加的力合力。這兩個力叫做分力并作圖： F1 F2 F上面都是較為粗糙的估測，那沒接下來我們做一個更加精確的實驗，看看合力和分力之間的關(guān)系。演示1：兩個彈簧秤互成角度地懸掛一個鉤碼，拉力分別為F1和F2；再用一個彈簧秤懸掛同一個鉤碼，拉力為F. 分析：F1和F2共同產(chǎn)生的效果與力F產(chǎn)生的效果是相同的，即均使鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài).由于力F產(chǎn)生的效果與力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力.這種等效代替的方法是物理學(xué)中常用的方法.問題：互成角度的兩個力的合力與分力的大小、方向是否有關(guān)？如果有關(guān)，又有什么樣的關(guān)系？ 我們通過實驗來研究這個問題. 實驗設(shè)計：一根橡皮條，使其伸長一定的長度，可以用一個力F作用，也可以用2個力F1和F2同時作用.如能想辦法確定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F與F1和F2間的關(guān)系. 演示2：將如圖3-4-1所示實驗裝置安裝在貼有白紙的豎直平板上. 橡皮條GE在兩個力的共同作用下，沿直線GC伸長了EO這樣的長度，若撤去F1和F2用一個力F作用在橡皮條上，使橡皮條沿著相同的直線伸長相同的長度，則力F對橡皮條產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，在力F1和F2的方向上各作線段OA和OB，根據(jù)選定的標(biāo)度，使它們的長度分別表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作線段OC，根據(jù)選定的標(biāo)度，使OC的長度表示F的大小. 學(xué)生實驗：將白紙釘在方木板上，用圖釘固定一橡皮筋，用兩只彈簧秤同時用力互成角度地沿規(guī)定方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸長到O點，記下此時兩彈簧秤的示數(shù)，這就是分力的大小，再用一只彈簧秤通過細(xì)繩套也把橡皮筋拉到位置O，彈簧秤的讀數(shù)就是合力的大小，細(xì)繩的方向就是合力的方向.用力的圖示作出這3個力觀察找出3個力之間的關(guān)系 演示3：以O(shè)A、OB為鄰邊作平行四邊形OACB，畫平行四邊形的對角線，發(fā)現(xiàn)對角線與合力很接近. 問題：由此看來，求互成角度的兩個力的合力，不是簡單地將兩個力相加減.那么互成角度的兩個力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向線段為鄰邊所作的平行四邊形的對角線來表示呢？下面請同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)來驗證.結(jié)論：總結(jié)平行四邊形定則：求互成角度的兩個力的合力，可以用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，這就是平行四邊形定則.如圖3-4-2.舉手要求參加回答：吊車，啟重機(jī)等等打開課本，做筆記，或勾畫重點演示實驗啟發(fā)引導(dǎo)探究實驗課堂小結(jié)結(jié)論：總結(jié)平行四邊形定則：求互成角度的兩個力的合力，可以用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，這就是平行四邊形定則.如圖3-4-2.問題2：合力F與F1和F2的夾角有什么關(guān)系？ 如果兩個分力的大小分別為F1、F2，兩個分力之間的夾角為，當(dāng)0時，它們的合力等于多少？當(dāng)180時，它們的合力又等于多少？平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種： 1.圖解法 （1）兩個共點力的合成：從力的作用點作兩個共點力的圖示，然后以F1、F2為邊作平行四邊形，對角線的長度即為合力的大小，對角線的方向即為合力的方向. 新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng) 用直尺量出對角線的長度，依據(jù)力的標(biāo)度折算出合力的大小，用量角器量出合力與其中一個力之間的夾角. 如圖3-4-3所示.圖3-4-3 圖3-4-3中F1=50 N，F(xiàn)2=40 N，合力F=80 N. （2）兩個以上力的合成：先求出任意兩個力的合力，再求出這個合力跟第三個力的合力，直到所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力. 2.計算法 先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式（如余弦定理）算出對角線所表示的合力的大小和方向.2.計算法 先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式（如余弦定理）算出對角線所表示的合力的大小和方向.圖3-4-4 當(dāng)兩個力互相垂直時，如圖3-4-4有： F= tan=F2/F1. 例1教材例題 例2如圖3-4-5所示，一個木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即F1、F2和靜摩擦力作用，而且三個力的合力為零，其中F1=10 N，F(xiàn)2=2 N.若撤去力F1，則木塊在水平方向受到的合力為多少？圖3-4-5 解析：F1和F2的合力F12F1F28 N，方向向右，又因物體受三力作用且合力為零，故靜摩擦力f8 N，方向向左. 若撤去力F1，則木塊受F2作用而有向左運動的趨勢，此時物體受到的靜摩擦力為2 N，方向向右，木塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),木塊在水平方向受到的合力為零. 答案：0 合力大小的范圍： 運用合力與分力關(guān)系模擬演示器，讓兩個力F1和F2之間的夾角由0180變化，可以得到： （1）合力F隨的增大而減小. （2）當(dāng)=0時，F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2，當(dāng)=180時，F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F2. （3）合力F既可以大于，也可以等于或小于原來的任意一個分力. 一般地|F1-F2|FF1+F2 問題：如何求多個力的合力？ 引導(dǎo)學(xué)生分析：任何兩個共點力均可以用平行四邊形定則求出其合力，因此對多個共點力的合成，我們可以先求出任意兩個力的合力，再求這個合力跟第三個力的合力，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. 3.矢量和標(biāo)量 問題：我們學(xué)過許多物理量，如：長度、質(zhì)量、時間、能量、溫度、力、速度等.這些物理量有什么異同？ 引導(dǎo)學(xué)生分析：力、速度是既有大小又有方向的物理量，而質(zhì)量、時間、能量、長度等物理量只有大小，沒有方向，前者叫矢量，后者叫標(biāo)量，矢量的合成遵守平行四邊形定則. 二、共點力 學(xué)生自學(xué)課本上有關(guān)共點力的知識，教師提示學(xué)生在閱讀的時候注意這樣幾個問題： 1.什么樣的力是共點力？ 2.你認(rèn)為掌握共點力概念時應(yīng)該注意什么問題？ 3.力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件，如果有，適用條件是什么？ 注：這一部分知識相對簡單，可以通過學(xué)生自學(xué)，鍛煉學(xué)生的閱讀能力和自學(xué)能力. 參考答案: 1.如果一個物體受到兩個或更多個力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一個點上，或者雖然不是作用于同一個點上，但是