高中物理《3.4力的合成》导学案 新人教版必修1
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§4.力的合成——问题导读(命制教师:张宇强)§4.力的合成——问题导读使用时间:11月30日——12月2日姓名班级【学习目标】明确学习目标,做到有的放矢。
我们这一节的学习目标是:1、知道合力与分力的概念,知道共点力的概念,知道平行四边形定则只适用于共点力;2、理解合力与分力的关系是在作用效果上的等效代替;3、掌握力的平行四边形定则,学会作图,并能把握几种特殊情形,会求共点力的合力。
4、知道合力的大小与分力间夹角的关系。
【问题导读】认真阅读《课本》P61—63内容,并完成以下导读问题:1、两个孩子可以一起提起一桶水,一个成年人也可以独自提起一桶水,这说明成年人的提水桶的力等效的替代了两个孩子的力,则这个成年人提水桶的力是两个孩子提水桶力的力,这两个孩子的提力叫成年人提力的力。
2、叫做力的合成。
3、两个力合成时,以为邻边作,就代表合力的大小和方向。
这个法则叫做。
求两个以上的力的合力:先求出,再求出,直到,最后得到的结果就是所有这些力的合力。
4、共点力:如果一个物体受到两个或更多力的作用,当这些力或者虽不,但它们的交于一点,这样的一组力叫做共点力。
力的合成的平行四边形定则,只适用于力。
§4.力的合成——课堂导学姓名班级一、根据《课本》P62实验回答下列问题:1、这个实验的探究目的是什么?2、图3.4-2中F1、F2、F、F0各代表什么力?3、为什么图乙和图丙中都要把小圆环拉到O点?4、通过探究能得到怎样的结论?【课上基础训练】★1、利用力的平行四边形定则,画出以下两图中F1和F2的合力:二、求合力的方法:1、图解法:步骤:选择某一标度→用力的图示法画出两个分力→用平行四边形定则画出合力→根据所选标度求出合力的大小,用量角器量得合力方向。
用图解法求合力时,选用的标度不能太小,标度太小会导致误差增大。
【课上基础训练】★2、用力的图示法求F1和F2的合力:2、计算法:利用三角函数和三角形中的几何关系求合力,常用的有勾股定理、相似三角形的对应比例关系等。
3.4 《力的合成和分解》教学设计一、教材分析学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法,在第一章也初步接触过位移的矢量合成,本节的内容进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。
教科书首先结合提水桶、吊灯悬吊在天花板上等实例,根据等效思想提出合力与分力的概念;然后提出力的合成和分解的探究问题,并设计实验进行探究,得出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则;最后,从物理量运算的角度,提升对矢量和标量的认识。
二、学情分析对于本章来说,把牛顿第三定律由原来在牛顿运动定律之后,提前放入本章,这就为解答共点力平衡问题的受力分析奠定了必要的知识基础。
为此,本章在重力、弹力、摩擦力的后面,增加“牛顿第三定律”一节课文,并在该节课文中,专门设立了一个“物体受力的初步分析”小标题,为分析“共点力的平衡”问题设下伏笔。
在这一节中,把力的合成和分解设计为一节课,其教学目标很明确,只要求学生会用等效替换的方法根据平行四边形定则进行力的合成和分解的运算,并不要求学生解答具体实际情境中的受力问题,而把这些问题放在“共点力的平衡”中去解决,这有利于帮助教师理解和规范力的合成和分解的教学目标。
三、教学建议平行四边形定则是本节的重点和难点。
这个定则是矢量运算普遍遵从的法则,对后续学习具有重要影响,因此本节内容是整个高中物理的重要内容,是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容,因此平行四边形定则是学习的重点。
矢量运算的法则完全不同于算术运算法则,从思维方式上看对学生来说具有较大的跨度,因此平行四边形定则是学生学习的难点。
四、教学目标和教学重难点1、教学目标(1)、知道合力与分力的概念,体会等效替换的思想。
(2)、通过实验探究,得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边形定则。
(3)、会利用作图和三角函数知识求解合力或者分力。
(4)、知道矢量相加遵从平行四边形定则,标量相加遵从算术法则。
能区别矢量和标量。
【学习目标】1.掌握力的平行四边形定则。
2.初步运用力的平行四边形法则求解共点力。
3.会用作图法求解两个共点力的合力。
4.能判断合力随其夹角的变化情况。
【学习重难点】1.合力与分力的关系。
2.得出平行四边形的实验过程。
3.平行四边形定则的应用。
【预习找疑自学】一、合力与分力(3分钟)如图3-4-1所示,图乙中的细绳对物体施加的一个力与图甲中细绳对物体施加的两个力__________相同,因此,可以用这一个力代替那两个力。
(1)概念:一个力产生的效果跟原来几个力共同产生的效果__________,这一个力就叫做那几个力的合力,原来的几个 力叫做分力。
(2)关系:合力与分力是一种“等效替代”关系。
在力的合成中,分力是实际存在的,合力是 虚拟的,并不存在。
二、力的合成(10分钟)1.求合力的方法(1)课本第62页实验中,为保证用一个力和用两个力拉小圆环产生的效果相同,应把小圆环 拉到同一个点O 。
(2)在实验中分别记下分力F 1、F 2和合力F 的____________和____________。
(3)用力的图示法在白纸上画出F 1、F 2和合力F 时,力的标度必须________________________。
2.平行四边形定则两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作___________,这两个邻边之间的 ____________就代表合力的大小和方向。
3.求多个力的合力多个力合成时,先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有 的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
用作图法作出如图3-4-2所示的四个力的合力。
三、共点力(2分钟)课题课型 年级 主备人 审查人 3.4力的合成新课 高一 王留峰 王哲图3-4-11.定义:如果一个物体受到两个或更多力的作用,这些力共同作用在同一点上,或者虽不作 用在同一点上,但它们的延长线交于同一点的一组力。
在甲、乙、丙三个图中,图_________ 中的三个力属于共点力。
第4节力的合成和分解导学案【学习目标】1.通过实验探究,得出力的合成与分解遵从的规律——平行四边形定则。
2.会用作图法和直角三角形的知识解决共点力的合成与分解问题。
3.运用力的合成与分解知识分析日常生活中的相关问题,培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
【学习重难点】1.合力与分力的关系(重点)2.平行四边形定则及应用(重点)3.实验探究方案的设计与实验(重点难点)【知识回顾】一、作用力和反作用力1.两个物体之间的作用总是相互的。
2.一个物体对另一个物体施加了力,后一物体一定同时对前一物体也施加了力,即同时存在着施力物体和受力物体。
3.物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
二、牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
2.对牛顿第三定律的进一步理解(1)作用力和反作用力的三个特征:①等值;①反向;①共线。
(2)作用力和反作用力的四个性质:①异体性;①同时性;①相互性;①同质性。
三、物体受力的初步分析1.分析受力的两条思路(1)根据物体运动状态的变化来分析和判断其受力情况;(2)根据各种力的特点,从相互作用的角度来分析物体受力。
2.受力分析的基本步骤明确研究对象按顺序找力已知力必须是接触力画性质力,不画效果力【自主预习】一、合力和分力1.共点力:几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫作共点力。
2.合力与分力:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力。
假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同,这几个力就叫作那个力的分力。
二、力的合成和分解1.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)合成规律:两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线表示合力的大小和方向,这个规律叫作平行四边形定则。
(3)多个力的合成:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到将所有的力都合成进去。
高中物理必修一第三章第4节力的合成经典例题解析1.关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系,下列说法中正确的是( ) A.F大小随F1、F2间夹角的增大而增大B.F大小一定大于F1、F2中最大者C.F大小随F1、F2间的夹角的增大而减小D.F大小不能小于F1、F2中最小者解析:当两分力夹角为0时,合力最大为两分力之和,当夹角为180°时,合力最小为两分力之差,0<θ<180°时,合力随夹角的增大而减小。
答案:C2.一个重为20 N的物体置于光滑的水平面上,当用一个F=5 N的力竖直向上拉该物体时,如图3-4-8所示,物体受到的合力为( )A.15 N B.25 N 图3-4-8 C.20 N D.0解析:物体处于静止状态,合力为0。
答案:D3.两个共点力的大小分别为F1=15 N,F2=8 N,它们的合力不可能等于( )A.9 N B.25 NC.8 N D.21 N解析:大小为15 N和8 N的共点力合力大小范围为7 N≤F≤23 N,故25 N不可能是其合力大小,答案为B。
答案:B4.如图3-4-9是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根轻绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一竖直平面内。
如果要减小手指所受的拉力,可采取的办法是( )A.只增加绳的长度B.只增加重物的重量图3-4-9 C.只将手指向下移动D.只将手指向上移动解析:手指所受拉力的大小等于绕过动滑轮的绳子两端的拉力F1、F2的合力F的大小,如图所示。
只增加绳的长度,F1、F2的大小及其夹角不变,则合力F不变,A错误;只增加重物的重量,F1、F2的大小增大,夹角不变,则合力F变大,B错误;手指向下移动,F1、F2大小不变,夹角变小,则合力F变大,C错误;同理,D正确。
答案:D。
高中物理3.5力的分解导学案新人教版必修1力的分解【学习目标】1、知道力分解是力的合成的逆运算;2、通过实验探究,理解从力的实际作用效果分解力,并能用力的分解分析日常生活中的问题;3、会用图解法求分力,用直角三角形知识计算分力。
【重点、难点】1、理解力的分解是力的合成的逆运算,利用平行四过形进行力的分解;2、如何判断力的作用效果及分力之间的确定。
预习案【自主学习】1、力的分解是力的合成的______________,同样遵守____________定则。
2、同一个力,如果没有其它限制,可以分解为_______________对大小、方向不同的分力。
对一个实际问题,要根据力的________来分解。
3、一个力分解为互成角度的两个力时,要有确定的解必须已知两个分力的_______或一个分力的_______。
【学始于疑】探究案【合作探究一】在练习本上做出一条对角线,然后作这条对角线相邻的两条边,看能作出多少个平行四过形?由此能得出什么结论?结论:。
θFG2G1【合作探究二】把一个物体放在倾角为θ的斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不能竖直下落,从力的作用效果看,应该怎样将重力分解?两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?1、物体所受的重力此时产生的两个效果分别是:效果一:。
效果二:。
2、应该将重力沿方向和方向进行分解。
3、两个分力的大小与斜面倾角有什么关系?结论:。
α【合作探究三】如图,某同学设计的一个小实验,他将细绳的一端系在中指上,绳子的另一端系在直杆的A端,杆的另一端顶在掌心上,组成一个“三角支架”,在直杆的A端悬挂一重物,并保持静止,则从力的作用效果看,应该怎样向A端竖直向下的拉力F分解?两个分力的大小与细绳和直杆夹角α有什么关系?合作讨论:1、A端竖直向下的拉力F此时产生的两个作用效果分别是:效果一:。
效果二:。
2、应该将竖直向下的拉力F沿和方向进行分解?3、两个分力的大小与细绳和直杆夹角α有什么关系?合作探究结论:上面这个实例说明通常在实际情况中,我们是根据力的来分解一个力,这就要求在力的分解之前必须搞清楚力的,这样就确定了分力的方向,此时力的分解将是唯一的。
力的合成水桶放前面师:上课!同学们好,请坐。
课堂的开始,我为大家准备了一桶水。
接下来,我需要两位同学帮忙来提起这桶水。
好,这两位穿黑色衣服的同学。
嗯,好的,请回。
大家可以看到,两位同学轻而易举的就把水桶提起来了。
现在,老师自己也提起这桶水。
同样的一桶水,两个人可以提起来,一个人同样也可以做到,这两个过程虽然不一样,但是他们的作用效果确是一样的。
现在,大家就将这两个过程中水桶所受到的拉力的示意图画在你的导学案上。
(板书:受力分析)我看大部分同学都已经画完了,看一下黑板,和老师画的一样吗?诶,看来大部分同学都画对了!由此我们可以知道,当一个物体受到几个力共同作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力的效果和原来几个力的作用效果是相同的,这个力就叫那几个力的合力,原来的几个里叫做分力。
(板书:一、概念 1、分力;2、合力)求这几个力的合力的过程,就叫做力的合成。
也就是这节课我们所要学习内容。
(3板书:§3.4力的合成 3、力的合成:求这几个力的合力的过程)刚才我们说,一个合力和几个分力的作用效果是一样的,这是一种什么样的思想呢?对,等效替代的思想。
接下来,同学们进一步思考一下,当合力和分力处在同一条直线上时,它们之间有什么样的关系呢?王浩同学非常积极,请你来说。
嗯,他说当几个分力在同一方向时,合力的大小等于几个分力之和;当它们处于相反的方向时,要先确定正方向…………非常好,请坐。
那当分力和合力不在同一条直线上,它们之间还是简单的相加减的关系吗?大家都说不是,那他们遵循什么样的规律呢?我们通过实验来进行探究。
(板书:实验探究:F1和F2不在同一条直线时,分力与合力的关系)同学们桌子上有一个轻质的小圆环挂在橡皮筋的一端,还有一张白纸和两个弹簧测力计。
我们将橡皮筋的一段固定在白纸上,另一端用两个弹簧测力计朝不同的方向拉动小圆环,此时,圆环受到F1和F2的作用和橡皮筋对它的拉力F0,记录下此时小圆环的位置O,那么现在,我们要找一个力,使其作用效果与F1和F2的作用效果相同,我该怎样去找这个力呢?王浩同学举手了,请你来回答一下。
2011-2012高一年级(物理)学科导学案3.4力的合成【课标分析】初步掌握物理学屮的等效替代思想,为后续学习(运动的分解、等效电路等)进行思想渗透,引导学牛通过实验准确掌握矢量的合成方法。
【学习目标】1.能从力的作用效果理解合力和分力的概念。
2.进一步理解矢址和标呈的概念,知道它们有不同的运算规则。
3.寧握力的平行四边形定则,知道它是矢量合成的普遍规则。
会用作图法求共点力的合力。
会用直角三角形知识计算合力。
4.知道合力的人小与分力间夹角的关系。
5. --------------------------------------------- 初步了解物理学研究方法Z “等效法”【学习重点】1•理解合力与分力的关系;2•掌握平行四边形定则的内容及其应用:【学习难点】利用平行四边形定则合成几个力的合力;【课前预习】1、如果一个力的________和儿个力 _____________ 的相同,那么_________________________ 叫合力,_________________________________ 叫分力。
2、_______________________________ 叫力的合成。
3、力的合成遵循________________________ 法则,所谓 __________________________ 法则就是____________________________________________________________________________________4、在同直线上的力合成时可以转化代数运算,具体的做法是________________________________5、当互成角度的两个力牙、F2合成吋在角度不确定的情况下,它们合力的収值范围是________________________ ,当两力的夹角为 ________ 时取最大值____________ ,当两力的夹角为_______ 时取最小值 _________________ o6、共点力:______________________________________________________ °*7、三个或三个以上共点力的合成方法:____________________________________【导学园地】力的合成一、合力和分力如果一个力作用在物体上,它产牛•的效果跟儿个力共同作用在物体上产牛的效果和同, 则这个力就叫那儿个力的合力,而那儿个力就叫这个力的分力。