34力的合成(第一课时)教案
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第三章 相互作用
3.4 力的合成(第一课时)
★教学目标
(一)知识与技能
1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念.
2.掌握平行四边形定则,会用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等的角度进行力的相互替代.
(二)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.
(三)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
★教学重点
1.合力与分力的关系.
2.平行四边形定则及应用.
★教学难点
实验探究方案的设计与实施.
★教学过程
[新课导入]
[复习提问]
师:力的概念是什么?
生:力是物体间的相互作用.
师:力的作用效果是什么?
生:力的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体发生形变.
[新课教学]
力的合成
[演示实验)让学生把一桶水或一个重物从地面上想办法放在桌面上.
师:(对一个大个同学提问)这位同学你的做法是什么?请具体操作一下.
生:我用一只手就可以把它提到桌面上.(同时演示)
师:(对瘦弱的女生提问)你们的做法是什么?
生:我们可以两个人把它抬上来.(同时演示)
师:同学们仔细观察会发现,一位力气大的同学只用一只手一个力就可以把水桶从地
面提到桌面上,两个女同学用两只手给水桶两个力,同样也把水桶从地面移动到桌面上,
不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的.在提水桶这个事件上,这一个力产生的
作用效果和两个力的作用效果是相同的.生活中还有哪些例子可以说明同样的问题?
生:(举身边的例子)狗拉雪橇在雪地上运动,打夯,抬重物和起重机相比较等等.
师:在这些例子中,一个力与几个力产生了同样的效果,可以用这一个力代替那几个
力,这一个力与那几个力是什么关系?
生:这一个力是那几个力的合力,那几个力是这一个力的分力.
师:请同学们用自己的话总结什么叫合力.
生: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,这个力的作
用效果跟原来几个力的作用效果相同,这个力就叫做那几个力的合力.
师:原来的那几个力叫做分力,你能用自己的话总结一下什么是力的合成吗?
生:求几个力合力的过程叫做力的合成
师:那么几个力的合力怎样来求呢?下面我们设计一个实验来探究一下求合力的方法.
实验探究求合力的方法
师:怎样求合力呢?我们先来看一个演示实验.(用两只弹簧秤成一定角度提起一个重
物,分别读一下两只弹簧秤的读数.然后用一只弹簧秤提起这个物体,看这时弹簧秤的读
数)
学生需要仔细观察读数
师:看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数.
生:(观察实验现象,读取实验数据并进行简单处理)一只弹簧秤的读数不等于两只弹
簧秤的读数之和,而是比两只弹簧秤读数之和稍微小一些.
师:这位同学观察应该等于一只弹簧秤的读数,可见力的合成并不是简单地相加减.那
么它们之间的关系到底是怎样的呢?首先明确实验的目的是什么.
生:探究求合力的方法.
师:实验依据的原理是什么?(启发合力的定义)
生:合力的作用效果与几个力共同作用的效果相同.
师:下面我们根据提供的器材,同学们分小组讨论,抓住合力和分力效果相同这一关
键,设计实验方案,选择适当的仪器,把不需要的仪器放在一边.(这里仪器的提供可以有
一些干扰项,比如说放置小车和打点计时器,锻炼学生选择仪器的能力)
注意:两个力共同作用的效果和一个力单独作用效果相同,怎样设计才能够更容易控
制两种情况下力的作用效果相同.
师:在做实验之前,让一个小组的同学介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计
过程.
生:力的作用效果有两种,一种是改变物体的运动状态,一种是使物体发生形变.要
探究一个力的作用效果和两个力的作用效果相同,从这两个方面人手都可以.,只是用力改
变物体的运动状态不如使物体发生形变容易控制,所以我们选择的是用力改变物体的形变
这种方法来探究合力和分力的关系;对于物体的选择,我们选择了容易发生形变的橡皮筋
来进行.在一个力和两个力共同作用下让橡皮筋的形变量相同.我们组选择的仪器是:方
木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮筋(两条)、细绳(两条)、刻度尺(或三角板)、图钉(若干,
用来固定白纸)
师:刚才这位同学代表他们组说得非常好,我们现在根据同学们自己选择的器材来设
计实验方案.首先考虑实验步骤怎样进行.
师:在这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么?
生1:橡皮筋伸长量相同.
生2:除了伸长量相同之外还应该伸长到同一个位置,因为力是矢量,既有大小又有
方向.
师:刚才第二个同学补充得非常好,一定要考虑到力的矢量性.两次实验中橡皮筋应
该伸长到同一个位置才能保证作用效果完全相同.
实验步骤:(1)在桌上平放一个方木板,在方木板上铺上一张白纸,用图钉把白纸固定
好.
(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点),在橡皮
筋的另外一端拴上两条细绳,细绳的另外一端是绳套.
(3)用弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点达到某一位置
O.
(4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向,分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件
下).
(5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个
力F1和F2的图示.
(6)只用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点,读出弹簧秤的示
数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示.
(7)探究这三个力的大小及方向的关系.
师:这就是今天我们用自己设计的实验探究出的结论,这个结论叫做平行四边形定则.
共点力
师:同学们自学课本上有关共点力的知识,在阅读的时候注意这样几个问题:
①什么样的力是共点力?
②你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题?
③力的合成的平行四边形定则有没有适用条件,如果有,适用条件是什么?
注:这一部分知识相对简单,可以通过学生自学锻炼学生的阅读能力和自学能力.
生l:如果一个物体受到两个或更多个力的作用,有些情况下这些力共同作用在同一
个点上,或者虽然不是作用于同一个点上,但是他们的延长线交于一点,这样的一组力叫
做共点力.
生2:掌握共点力时,不仅要看这几个力是不是作用于一个点,还要看它们的延长线
是不是交于一个点.
生 3:力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况.