力的合成教案

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3.4力的合成

学习目标:

1、知识与技能:

①理解合力、分力、力的合成的概念。

②通过实验掌握平行四边形定则求合力。

③理解力的合成本质上是从作用效果相同的角度进行力的相互替代。

2、过程与方法:

①通过学习合力和分力的概念,了解物理学常用的方法——等效替代法。

②通过实验探究方案的设计与实施,初步认识科学探究的意义和基本过程,并进行初步的探究。

③学生在自主找规律的过程中体会到学习的乐趣;实验结果在误差范围内是准确的。

3、情感态度与价值观

①培养学生善于交流的合作精神,在交流合作中发展能力,并形成良好的学习习惯和学习方法。

②通过力的等效替代,使学生领略跨学科知识结合的奇妙,同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。

重点与难点:

1、 重点:掌握力的平行四边形定则。

依据:教学目的和其在教材中的作用;学生基础和思维水平。

2、难点:实验探究方案的设计与实施。

依据:学生平时学习时养成接受知识的习惯,而不习惯自己主动设计方案探究

学情分析:

新课引入:

我们前面学习了力,并认识了重力、弹力、摩擦力三种力,今天我们进一步探讨:力的数学运算法则。

一、 合力和分力

实验演示:先用两个弹簧称竖直悬挂钩码,再用一个弹簧秤竖直悬挂同一个钩码

FFF1

F2 ⑴ FF

显然,这两个力同时作用的作用效果和这一个力单独作用的效果相同这种情况下,这两个力称为分力,这个力称为合力。求几个力的合力的过程称为力的合成。既然等效,则可相互替代,合力和分力满足等效替代。也就是说,我们可以用一个力替代两个力,那我们研究问题不就简单多了吗?那怎么样求合力呢?我们自然要找到分力和合力的数学运算关系。

二、 探究力的合成

1、提出问题:合力和分力间的数学关系是什么?

2、提出猜想:

学生相互讨论并交流

3.方案设计:

下面请大家根据提供给大家的实验器材(弹簧秤、钩码、木板、白纸、橡皮筋等),分组讨论,先设计出实验方案。这里请大家注意合力和分力的等效性。

学生分组讨论并交流方案

学生方案一:

学生方案二:

4.实验验证:

我们交流了两种设计方案,也许同学们还有更多更好的方案,下面请同学们根据设计的方案进行实验验证,然后得出实验结论

学生分组进行探究,总结结论

5.成果交流:

请三位同学将本组的实验成果展示在黑板上,然后逐一陈述本组的探究过程和结论

5.实验结论:

对学生的成果点评并总结结论

7.实验评估:

实验误差是不可避免的,那有哪些因素会引起实验误差呢?

⑴ 读数时的误差,如眼睛没有平视,读出的数据误差较大

⑵ 测量时细线与木板不平行导致误差

⑶ 两次拉橡皮条没拉到同一位置引起误差 三、 平行四边形法则

精确实验表明,两个力的合成满足平行四边形法则。

内容:两个力合成时,以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。

总结归纳:可见,求合力并不是就是简单的分力的代数和,还与力的方向相关。这样,我们就可利用平行四边形法则找到一个力等效替代两个力,从而简化问题。

应用:

1、两个小孩拉一辆车子,一个小孩用的力是45N,另一个小孩用的力是60N,这两个力的夹角是90°.求它们的合力.

2、两个和尚提一桶水,已知两个力大小均为10N,两个力之间的夹角为120º,求这桶水的重量?