人教版高中物理必修一教案8

人教版高中物理必修1教學(xué)設(shè)計(jì)課題力的合成和分解單元3學(xué)科物理年級(jí)高一學(xué)習(xí)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1．理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念以及特點(diǎn)。2．掌握平行四邊形定則的內(nèi)容，會(huì)用它求兩個(gè)分力的合力，并理解合力與分力大小關(guān)系。3．會(huì)用平行四邊形定則進(jìn)行作圖并計(jì)算。4．掌握根據(jù)力的效果和正交分解進(jìn)行分解的方法二．過(guò)程與方法：（1）通過(guò)學(xué)習(xí)合力和分力的概念，了解物理學(xué)常用的方法——等效替代法。（2）經(jīng)歷應(yīng)用探究實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則和三角形定則。三．情感態(tài)度與價(jià)值觀：（1）在探究求合力的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)合作精神。（2）培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。.重點(diǎn)1．合力與分力的關(guān)系。2．得出平行四邊形定則的探究過(guò)程。3．平行四邊形定則的應(yīng)用難點(diǎn)從代數(shù)求和到矢量求和的思維跨越。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課思考：運(yùn)送同樣的貨物，可以由一頭大象來(lái)完成，也可以有許多人來(lái)完成。教師總結(jié)：用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代以上四個(gè)力的共同作用，而效果不變，上述問(wèn)題就迎刃而解了。這就是我們要講的力的合成。出示圖片：大象拉貨學(xué)生思考討論創(chuàng)設(shè)情境，從而引出“等效替代”的思想，為引出力的合成做鋪墊講授新課思考：馬德堡小球和橋墩受到幾繩子的拉力，各個(gè)力的作用點(diǎn)有何特點(diǎn)？一、共點(diǎn)力的合成1、共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。針對(duì)練習(xí)：1．關(guān)于共點(diǎn)力，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，這兩個(gè)力一定是共點(diǎn)力B．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果是一對(duì)平衡力，則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力C．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上，則這幾個(gè)力可能是共點(diǎn)力D．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用線可以匯交于一點(diǎn)，則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力【答案】A2、合力和分力看下面圖片說(shuō)一說(shuō)你觀察到了什么？由此可得出什么結(jié)論？水桶所受拉力示意圖吊燈所受拉力示意教師總結(jié)：兩個(gè)小孩分別用力F1、F2共同提著一桶水和一個(gè)大人單獨(dú)用力F提著這桶水，都能產(chǎn)生讓水桶保持靜止的效果。用拉力為F的一根線懸掛吊燈和用拉力分別為F1、F2兩根線懸掛吊燈都能產(chǎn)生使吊燈保持靜止的效果。結(jié)論：由于F產(chǎn)生的效果和F1、F2產(chǎn)生的效果相同，所以F是F1、F2的合力，F(xiàn)1和F2是F的分力。合力與分力：假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相前者力就叫作后者力的合力。后者力就叫作前者力的分力。出示圖片：一個(gè)大人和兩個(gè)小孩提水二、力的合成1、力的合成：在物理學(xué)中，我們把求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫作力的合成；1.同一直線二力合成出示動(dòng)畫(huà)：同一直線二力合成教師總結(jié)：2.思考：互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力，如何得到合力的大小和方向呢？互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力還是簡(jiǎn)單的加減嗎？有沒(méi)有什么可遵守的規(guī)律嗎？實(shí)驗(yàn):探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄糠至εc合力的關(guān)系遵循什么樣的規(guī)律。2、實(shí)驗(yàn)原理合力的作用效果與幾個(gè)分力共同作用的效果相同。3、實(shí)驗(yàn)器材方木塊、白紙、彈簧稱(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩、三角板、刻度尺、圖釘4、實(shí)驗(yàn)步驟（1）在桌面上固定一個(gè)貼有白紙的方木板，用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上靠近頂端中點(diǎn)的A點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套。出示圖片（2）用彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置Ｏ。出示圖片（3）用鉛筆從Ｏ點(diǎn)沿著兩繩的方向畫(huà)直線，作出兩個(gè)力Ｆ1和Ｆ2的圖示。（4）只用一只彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置Ｏ點(diǎn)，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，作出這個(gè)力Ｆ的圖示。研究這三個(gè)力的大小及方向的關(guān)系.出示圖片實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：①?gòu)椈沙邮褂们耙日{(diào)零；②彈簧秤拉長(zhǎng)方向和所測(cè)拉力方向應(yīng)保持與木板平行；③彈簧、指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生磨擦。出示：力的合成的平行四邊形定則視頻5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩個(gè)力的合成教師總結(jié)：實(shí)驗(yàn)表明，在兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)規(guī)律叫作平行四邊形定則。注意:作圖要準(zhǔn)確，兩個(gè)分力F1、F2和合力F要畫(huà)成實(shí)線并標(biāo)有箭頭，平行四邊形的另外兩條平行線必須畫(huà)成虛線。思考與討論1：觀察下面不同角度下F1、F2合力，由此可推斷合力什么時(shí)候最大,什么時(shí)候最小?合力的范圍如何?教師總結(jié)：①互成角度的二個(gè)共點(diǎn)力如果保持大小不變，它們的合力將隨夾角的增大而減小；②合力有可能大于或小于或等于任何一個(gè)分力。③F1、F2同向合力最大，反向合力最小。④合力大小范圍︱F1F2︱≤F≤F1+F2針對(duì)練習(xí)1．關(guān)于兩個(gè)共點(diǎn)力的合力跟兩個(gè)分力的大小關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A．合力的大小一定大于它的任意一個(gè)分力的大小B．合力的大小一定等于它的兩個(gè)分力的大小之和C．合力可以比兩個(gè)分力都大，也可以比兩個(gè)分力都小D．合力的大小不可能與它的分力大小相等【答案】C2．三個(gè)共點(diǎn)力大小分別是F1、F2、F3，關(guān)于它們合力F的大小，下列說(shuō)法中正確的是（）A．F大小的取值范圍一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)大C．若F1∶F2∶F3=3∶6∶8，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零D．若F1∶F2∶F3=3∶6∶2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零【答案】C思考討論2：如果兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上，怎樣應(yīng)用平行四邊形定則求出它們的合力？先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)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。針對(duì)練習(xí)1．如圖所示，三個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P上，它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和一條對(duì)角線．已知F1=F2=F，則這三個(gè)力的合力等于A．3F B．4FC．5F D．6F【答案】A三、力的分解1、力的分解：在物理學(xué)中，我們把求一個(gè)力的分力的過(guò)程叫作力的分解。思考討論1：如果上述實(shí)驗(yàn)中，先只用一只彈簧秤，然后再用兩只彈簧秤通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置O，你能得到什么結(jié)論？由于各個(gè)力的數(shù)據(jù)都沒(méi)有改變，因此，力的分解也遵從平行四邊形定則。思考討論2：如果沒(méi)有限制，同一個(gè)力F可以分解為多少對(duì)分力？若沒(méi)有限制，同一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力。2、力的分解方法——按作用效果（1）物體受到斜向上拉力F的分解F的作用效果：①水平向右拉物體；②豎直向上提物體。（2）斜面上物體重力的分解重力G的作用效果：①使物體沿斜面向下滑；②使物體垂直向下壓緊斜面典型例題【例題1】某物體受到一個(gè)大小為32N的力，方向水平向右，還受到另一個(gè)大小為44N的力，方向豎直向上。求出這兩個(gè)力的合力的大小和方向。通過(guò)作圖求解解：選擇某一標(biāo)度，例如用1cm長(zhǎng)的線段表示10N的力。根據(jù)題意，作出二力合成的平行四邊形?！纠}2】如圖所示，物體放在傾角為θ的粗糙斜面上靜止不動(dòng)，把物體所受的重力G分解為F1、F2，下列說(shuō)法正確的是()

A．F2是物體受到的下滑力，F(xiàn)1是斜面受到的壓力B．F2是使物體有下滑趨勢(shì)的力，F(xiàn)1是使物體壓緊斜面的力C．物體受到的摩擦力等于Gcosθ，與F2等大反向D．若只減小斜面的傾角θ，兩個(gè)分力F1、F2均減小【答案】B四、矢量和標(biāo)量1、力的合成，按平行四邊形定則來(lái)確定合力的大小和方向。2、位移合成時(shí)也遵從平行四邊形定則。一個(gè)人從A走到B，發(fā)生的位移是AB，又從B走到C，發(fā)生的位移是BC。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，這個(gè)人的位移是AC，AC是合位移。3、矢量既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平行四邊形定則的物理量叫作矢量。4、標(biāo)量只有大小，沒(méi)有方向，相加時(shí)遵從算術(shù)法則的物理量叫作標(biāo)量。除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我們學(xué)過(guò)的物理量中，質(zhì)量、路程、功、電流等都是標(biāo)量。課堂練習(xí)1、有兩個(gè)力，一個(gè)是8N，一個(gè)是12N，這兩個(gè)力的合力的最大值是————最小值是————它們的合力范圍————————答案：20、4、4≤F≤202、已知兩個(gè)相互垂直的力的合力為13N，其中一個(gè)力的大小為12N，則另一個(gè)力的大小為（）A.32N B.25N C.5N D.1N答案：C3．已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為50N，分力F1的方向與合力F的方向成30°角，分力F2的大小為30N。則（）A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的C．F2有兩個(gè)可能的方向 D．F2可取任意方向【答案】C4．下列各組物理量中全部是矢量的是()A．位移、速度、加速度、力B．位移、時(shí)間、速度、路程C．力、位移、速率、加速度D．速度、加速度、力、路程【答案】A5.如圖所示，人拉著旅行箱前進(jìn)，拉力F與水平方向成α角，若將拉力F沿水平和豎直方向分解，則它的豎直分力為()A．Fsinα B．FcosαC．Ftanα D．Fcotα【答案】A6.為了行車(chē)的方便與安全，上山的公路都是很長(zhǎng)的“之”字形盤(pán)山公路，這樣做的主要目的是（）A．減小上山車(chē)輛受到的摩擦力B．減小上山車(chē)輛的重力C．減小上山車(chē)輛對(duì)路面的壓力D．減小上山車(chē)輛的重力平行于路面向下的分力【答案】D7．如圖所示，被輕繩系住靜止在光滑斜面上的小球．若按力的實(shí)際作用效果來(lái)分解，小球受到的重力G的兩個(gè)分力方向分別是圖中的（）A．1和4 B．2和4 C．3和4 D．3和2【答案】C8．一件行李重為G，被輕繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖所示，則()A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．行李對(duì)輕繩OA的拉力方向與F1方向相反，大小相等D．行李受到重力G、OA繩拉力F1、OB繩拉力F2，還有F共四個(gè)力【答案】BC9．一個(gè)物體受兩個(gè)力的作用，大小分別為4N、5N，這兩個(gè)力的合力可能是（）A．0N B．5N C．8N D．10N【答案】BC拓展提高1、如圖所示為兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F隨兩分力的夾角變化的圖象，則這兩個(gè)分力的大小可能為（）A．和 B．和 C．和 D．和【答案】B2.下列說(shuō)法中正確的是（）A.兩個(gè)力的合力一定大于這兩個(gè)力中的任意一個(gè)力B.兩個(gè)力都增大，則其合力也增大C.物體受到三個(gè)大小均為10N的力，不可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D.分解一個(gè)力可以有無(wú)數(shù)個(gè)分解方法，但每一個(gè)分解方法都遵守平行四邊形定則，因此分解力要按力的作用效果來(lái)進(jìn)行分解答案：D3.作用于O點(diǎn)的五個(gè)恒力F1、F2、F3、F4、F5的矢量圖的末端跟O點(diǎn)恰好構(gòu)成一個(gè)正六邊形，如圖所示，已知這五個(gè)恒力中的最大值F3=10N，則這五個(gè)力的合力的大小是（）A．0 B．10N C．20N D．30N【答案】D4．如圖所示，將一個(gè)已知力F分解為F1和F2，已知F=10N，F(xiàn)1與F的夾角為37°，則F2的大小不可能的是（）（sin37°=0.6，cos37°=0.8）A．4N B．6N C．10N D．100N【答案】A觀察圖片學(xué)生觀察圖片思考討論學(xué)生觀看動(dòng)畫(huà)同一直線二力合成學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作最后在老師的指導(dǎo)下得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生閱讀理解平行四邊形定則學(xué)生觀察下面不同角度下F1、F2合力，回答問(wèn)題學(xué)生記憶理解學(xué)生思考討論學(xué)生閱讀課文回答問(wèn)題學(xué)生思考論物體受到斜向上拉力F的分解，學(xué)生動(dòng)手畫(huà)出力的分解斜面上物體重力的分解學(xué)生動(dòng)手畫(huà)出力的分解學(xué)生通過(guò)作圖求解合力的大小學(xué)生利用計(jì)算法求合力學(xué)生練習(xí)學(xué)生閱讀課文說(shuō)出矢量和標(biāo)量學(xué)生練習(xí)幫助學(xué)生理解共點(diǎn)力的概念鍛煉學(xué)生的合作交流能力以及總結(jié)能力為理解合力和分力打下基礎(chǔ)學(xué)生在初中時(shí)就已有知識(shí)基礎(chǔ)，對(duì)于同一直線上兩個(gè)力的合成進(jìn)行鞏固讓學(xué)生敢于參與實(shí)驗(yàn)，樂(lè)于探索，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生共同協(xié)作、相互交流的品質(zhì)和動(dòng)手操作能力。掌握力的合成定則鍛煉學(xué)生的觀察總結(jié)能力。掌握力的合成的特點(diǎn)鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力掌握力的分解方法：按作用效果鞏固力的平行四邊形定則拓展學(xué)生的思維能力鞏固力的分解知識(shí)矢量相加遵從平行四邊形定則鞏固所學(xué)知識(shí)課堂小結(jié)1、力的合成遵循平行四邊形定則（1）合力大小范圍︱F1F2︱≤F≤F1+F2（2）合力有可能大于或小于或等于任何一個(gè)分力。（3）互成角度的二個(gè)共點(diǎn)力如果保持大小不變，它們的合力將隨夾角的增大而減??；2、力的分解遵循平行四邊形定則力的分解方法——按作用效果3、矢量既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平