力的合成PPT課件

人教版2004年普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理必修“1”,曲阜師范大學(xué)物理工程學(xué)院,梁婷,力的合成,一、教材分析,教材的地位和作用,力的合成安排在重力，彈力，摩擦力之后，無論教材怎樣改革，都沒改變這一點，這就是編者要從學(xué)習(xí)興趣和時間安排上，強(qiáng)調(diào)力的合成的工具和基礎(chǔ)地位，本節(jié)教材中出現(xiàn)了高中物理第一個“實驗”板塊，顯示了編者要搬開高中物理的這一個攔路虎的決心和對其重要性的認(rèn)識。,編者意圖,一、教材分析,本節(jié)實驗器材比較簡單，適合學(xué)生科學(xué)探究。通過探究，得到力的合成遵循的規(guī)律，從而自覺聯(lián)系生活、生產(chǎn)和科技實際，激發(fā)求知欲望和研究周圍事物的興趣。,本節(jié)重點,本節(jié)重點：探究力的合成的平行四邊形定則。,一、教材分析,二、學(xué)情分析,學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要的知識準(zhǔn)備有：力的矢量性、力的三要素、力的圖示、有關(guān)平行四邊形和三角形的幾何知識、等效替代的思想方法。,高一學(xué)生習(xí)慣于代數(shù)運算，即使對位移、加速度等矢量，之前也是由直接計算得出的，又因為有些學(xué)生幾何知識遷移能力較差，對力的平行四邊形定則這一圖形計算往往不習(xí)慣。通過探究實驗，則能加深學(xué)生對平行四邊形定則的理解?！暗刃娲笔歉咧形锢韺W(xué)習(xí)中常用的方法之一，但很多學(xué)生對此卻不甚熟悉，教師可以通過學(xué)生的實實踐體驗和對多個實例的分析說明，加深學(xué)生對等效替代的認(rèn)識。,二、學(xué)情分析,本節(jié)難點：在等效的基礎(chǔ)上理解平行四邊形定則。,理解力的合成、合力與分力的概念。理解力的平行四邊形定則。會用作圖法求解兩個共點力的合力，并能判斷其合力隨夾角的變化情況。,三、教學(xué)目標(biāo),在學(xué)習(xí)合力、分力、力的合成等知識的過程中，學(xué)習(xí)“等效替代”的方法。在“探究求合力的方法”的實驗過程中，初步學(xué)會“科學(xué)猜想、設(shè)計實驗、分析驗證、歸納總結(jié)”的科學(xué)探究方法，提高動手操作能力和觀察分析能力。,知識與技能,過程與方法,在“探究求合力的方法”的實驗過程中，體會合作、交流、互助的意義，體驗成功的喜悅。在應(yīng)用力的合成的知識解釋生活中實例的過程中，體會物理與生活的密切關(guān)系。,三、教學(xué)目標(biāo),情感態(tài)度與價值觀,四、教法學(xué)法,教法：以實驗探究為主，講授法為輔,矢量合成是重點也是難點，要讓學(xué)生心悅誠服地接受平行四邊形定則，就要讓學(xué)生親自實驗探索，這是實踐出真知的要求，也是突破重點和難點的關(guān)鍵。,學(xué)法：主動探究，互相協(xié)作，分析討論,五、教學(xué)過程,科學(xué)探究過程(25min)知識拓展深化(5min)自學(xué)共點力(3min)學(xué)習(xí)效果檢測(5min),學(xué)生自評（2min）,學(xué)生通過實踐體驗，感悟等效思想。,生活中常見到這樣的事例：一桶水可以由兩個人提，也可以由一個人提。,實驗：請兩位同學(xué)到講臺前共同提起重約200N一水桶；然后讓一位同學(xué)自己提起這一桶水。,思考：兩次提水的過程，作用效果是否相同？學(xué)生施加的力是否相同？,（一）新課導(dǎo)入,兩次提水的過程中，作用效果相同，幾位同學(xué)施加的力的大小不相同。,思考：生活中還有哪些事例是說明一個力與幾個力的作用效果相同？請舉例。,學(xué)生思考列舉實例：用兩條繩和一條繩吊著白熾燈、很多只狗拉著雪撬前進(jìn)、抗洪救災(zāi)中解放軍搬沙袋等。,如圖：用兩條繩可以吊著的燈，也可以用一條繩吊著。,通過列舉多個生活實例，進(jìn)一步體會效果相同的涵義。增加學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的能力，同時激發(fā)學(xué)生對生活的熱愛。,下圖：很多人才能拖動的物體，一頭大象就能拖動,這些實例說明一個力作用的效果與兩個(或多個）力共同用力作用而產(chǎn)生的效果相同。,物理學(xué)中我們叫它等效，也可以叫等效替代,如果一個力產(chǎn)生的作用效果跟幾個力產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力。組成合力的每一個力叫分力。,合力,力的合成,求幾個力的合力的過程叫做力的合成。,（二）新課教學(xué),1.用兩只彈簧秤通過兩個細(xì)繩差不多豎直的提起一個鉤碼，讀數(shù)；,2.用一個彈簧秤提起鉤碼，讀數(shù)。,讓兩個提鉤碼的彈簧秤有一定的夾角，讀數(shù)。,請學(xué)生利用兩個彈簧秤、鉤碼、細(xì)繩，模擬提水過程，看兩個力的代數(shù)和與一個力是否相等。,結(jié)論：矢量既有大小又有方向，當(dāng)它們的方向互成某一角度時，合力大小不再等于兩分力大小之和。即FF1+F2,合成即求和,？,學(xué)生可能猜想：FF1+F2(實驗中兩彈簧秤夾角大于120）；FF1+F2（實驗中兩彈簧秤夾角小于120）；FF1+F2（實驗中兩彈簧秤夾角有大于120也有小于120的，做了多次；最直觀經(jīng)驗）。,學(xué)生通過模擬提水的實驗，養(yǎng)成有根據(jù)的進(jìn)行科學(xué)猜想與假設(shè)的習(xí)慣。并通過猜想引出下面的探究實驗。,根據(jù)模擬實驗的結(jié)果,猜想分力與合力可能存在什么關(guān)系？,究竟哪種猜想是正確的？,?,在這個實驗中合力與分力等效的標(biāo)志是什么？合力、分力的關(guān)系與合力的圖示、分力的圖示之間的關(guān)系怎樣？實驗應(yīng)記錄些什么？,首先獨立設(shè)計，然后小組交換意見，形成小組的設(shè)計方案。學(xué)生自告奮勇代表本組同學(xué)到講臺展示方案；下面的學(xué)生觀察，找出操作同學(xué)的不妥之處。補充與完善各組的方案。,設(shè)計實驗：探究求合力的方法,思考,即探究力的合成遵循的規(guī)律,進(jìn)行實驗,分組實驗，每組測量3組數(shù)據(jù)，處理完后得出自己驗證的結(jié)論，即原來的猜想是否正確。然后各組選出代表，把實驗結(jié)果匯總報告。,學(xué)生猜測組成的圖形為平行四邊形，怎么證明這個結(jié)論呢？提示：借助尺子和量角器，利用初中幾何知識驗證自己猜想。,通過驗證探究的結(jié)果是否正確，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。,驗證猜想,結(jié)論：兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個法則叫做平行四邊形定則。,力F1=45N，方向水平向右，力F2=60N，方向豎直向上。求這兩個力合力的大小和方向。,作圖法，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范作圖，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖鲌D習(xí)慣。,計算法，方法拓展，開闊同學(xué)解題思路。,這兩個力的合力F的大小和方向能否用其它的方法求？如何求？,例題,F,O,F1,F2,作圖法：,15N,計算法：,選擇適當(dāng)標(biāo)度，做出力的平行四邊形。用刻度尺量出對角線的長度。根據(jù)比例關(guān)系求出合力的大小是75N。用量角器量出合力與F1的夾角是53。,解：,兩個力F1、F2的合力F的大小和方向隨著F1、F2的夾角變化而如何變化？什么情況下合力最大？最大值為多大？什么情況下合力最?。孔钚≈禐槎啻?？合力F是否總大于原來兩個力F1、F2？,1.合力與分力的夾角的關(guān)系,思考：,結(jié)論：合力與分力的夾角的關(guān)系,當(dāng)=0時，F(xiàn)有最大值Fmax=當(dāng)=180時，F(xiàn)有最小值Fmin=,合力既可以大于，也可以小于或等于原來的任意一個分力。,F,合力隨著的增大而減小。,思考：,前面學(xué)習(xí)的都是兩個力的合成，如果是三個力或者三個以上的力的合成，應(yīng)該怎樣進(jìn)行處理？,由兩個力合成擴(kuò)展到多個力合成，強(qiáng)化了合成的“等效性”思想，前后呼應(yīng)，有利于學(xué)生對等效思維方法的真正領(lǐng)悟。這兩個問題可加深學(xué)生對力的合成規(guī)律的認(rèn)識。,2.多力合成,多個力的合成,F12,F123,F1234,將任兩力合成，再與其它力合成，直到求出最終的合力。,力的合成的平行四邊形定則是不是在任何情況下都能用？有沒有適用的條件？,在閱讀的時候注意這樣幾個問題:什么樣的力是共點力？你認(rèn)為掌握共點力概念時應(yīng)該注意什么問題？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？,閱讀書本第63頁“共點力”,教材共點力的內(nèi)容，文字說明詳細(xì)，定義明確，且有圖片分析，適合學(xué)生自學(xué)，這樣設(shè)計有利與培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)分析能力。,非共點力,如果一個物體受兩個或多個力作用，這些力都作用在物體上的同一點，或者雖不作用在同一點上，但它們的延長線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。,注：力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點力。,共點力,學(xué)習(xí)效果檢測,關(guān)于合力與分力關(guān)系的理解1.兩個共點力F1、F2的合力為F，下列說法中正確的是A.合力F一定大于任一個分力B.合力的大小既可等于F1，也可等于F2C.合力F有可能小于任一個分力D.合力F的大小隨F1、F2間的夾角增大而減小,關(guān)于合力的大小范圍2.兩個共點力的合力最大為15N，最小為5N，則這兩個力的大小分別為_N和_N。,（三）課堂小結(jié),合力與分力間夾角的關(guān)系3如圖所示，兩個共點力F1、F2的大小一定，夾角是變化的，合力為F.在從0逐漸增大到180的過程中，合力F的大小變化情況是A.從最小逐漸增大到最大B.從最大逐漸減小到最零C.從最大逐漸減小到最小D.先增大后減小綜合應(yīng)用4如圖所示，質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是A.沿斜面向下B.垂直于斜面向上C.沿斜面向上D.豎直向上,學(xué)生自評,回顧這節(jié)課學(xué)到了哪些新知識？獲得了哪些處理問題的方法？有哪些成功的體驗和失敗的教訓(xùn)？,課堂小