篇一:《力的合成》教案
《力的合成》教案
【教学目标】 一、知识与技能
1.理解合力、分力、力的合成的概念。
2.理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。
3.掌握平行四边形定则的含义和使用方法,会用它求两个分力的合力。
4.通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。
二、过程与方法
1.通过合力与分力概念的建立过程,体会物理学中常用的研究方法(等效替代法)。
2.通过探究求互成角度的两个力合力方法的过程,向学生渗透科学研究的基本过程。 【教学重点】
1.合力与分力的关系。2.平行四边形定则的应用。 【教学方法】
讨论、交流、演示实验和讲授法
【教学过程】
一、合力与分力概念的教学
演示实验一:两个女同学互成角度地施加拉力共同提一桶水,使水桶悬空静止;一位男同学单独提这桶水,也可以使水桶悬空静止。教师用投影给出这两次实验中水桶受力的示意图。
教师指出:F1。F2共同作用时产生的效果与F单独作用时产生的效果相同。师:从刚才的实验中我们得知,几个力共同作用的效果可以同一个力单独作用产生的效果相同,我们把这共同作用的几个力叫做分力,产生相同效果的单独作用的力叫那几个分力的合力。板书:一、合力与分力板书:1.合力与分力的概念
几个力共同作用的效果同某一个力单独作用的效果相同,共同作用的这几个力叫做分力,单独作用的这个力叫那几个分力的合力。
教师指明:前面实验中,F是F1。F2的合力,F1。F2是F的分力。
师:<实验一>中为了使水桶处于平衡状态,我们用两个力F1。F2同时作用于它;如果去掉F1。F2而换上它们的合力F单独作用于它,该水桶仍平衡,这说明了F的作用与F1。F2的共同作用可以互相替代。
板书:2.几个分力与它们的合力在作用效果上是等效替代,不是并列、并存。
二、力的合成规律的教学
师:求几个分力的合力叫力的合成。本节课我们就来研究力的合成应该满足什么规律。
板书:二、力的合成
板书:1.求几个分力的合力叫力的合成
师:我们从最简单的情况入手,请同学们回忆初中所学知识,说出求同一直线上两个力的合力的方法。
学生进行回忆、讨论、回答,教师进行点拨、举例画图等。板书:2.同一直线上的两个力的合成
同方向:合力的大小等于两分力大小之和,合力的方向与任意一个分力方向相同
反方向:合力的大小等于两分力大小之差,合力的方向与较大的分力方向相同
师:求互成角度的两个分力的合力是否也是两个分力大小的加或者减呢?请同学们利用桌面上的实验器材,仿照演示实验二的做法进行实验探究。为了能够获知分力与合力的大小,F1。F2与F都通过弹簧秤钩住细绳套施加。学生思考、交流、讨论等,老师引导、点拨等,最后得出结论:将表示F1。
F2的有向线段的箭头分别与表示F的有向线段的箭头连接起来,这两个连线与表示F1。F2的有向线段构成的封闭图形是平行四边形。
板书:3.互成角度的两个力的合成满足平行四边形定则,即以表示这两个力的有向线段为邻边作出平行四边形,这两个邻边之间所夹的对角线就代表合力的大小和方向。
教师提醒学生注意:谁是邻边?哪个对角线代表合力?哪是实线,哪是虚线?
(1)同一直线上的力的合成规律是平行四边形定则的特例。教师用几何画板课件或平行四边形定则教具演示说明。(2)求三个或三个以上力的合力可以多次用平行四边形定则。
教师画板图说明。
三、平行四边形定则应用的教学
问题1、定性说明合力大小与两个分力大小之间的关系。
教师组织学生思考、讨论后得出:合力不一定比分力大,也不一定比分力小,它们之间满足
。
教师用几何画板课件或平行四边形定则教具进行解释。
问题2、力F1 =45N,方向沿水平指向正东。力F2 =60N,方向沿水平指向西北。求这两个力的合力的大小与方向。
教师用作图法(力的图示法)进行解题示范。最后提醒学生不要忘记表达出合力的方向以及如何表达。问题3、教材上的例题。
学生用作图法解完后,教师介绍计算法。
并用投影给出这两种方法的比较
四、课堂小结
1.合力和分力的概念。2.平行四边形定则的理解。3.采用平行四边形定则解题的方法。
篇二:力的合成优质课教案
第四节力的合成
? 指导思想与理论依据
本节教学根据课程的三维目标要求,突出培养学生实验探究能力,把本节课设计为实验探究式教学方式。在完成认知的过程中,通过提水桶实例感悟身边的物理学,通过实验探究发展学生的好奇心与求知欲,培养科学探索兴趣,培养勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。充分利用信息技术的辅助作用(力的合成动画)突破难点;而且,多媒体的应用不仅强化学生的感性认识,而且能让课堂气氛活跃,促使学生处于积极的思维状态。 ?
教学背景
(一)本节教材分析
在学生了解力的概念和常见力的基础上,研究多个力的合力问题,它是前几节内容的深化,依据等效思想给出合力与分力概念,并通过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则,使学生对矢量和标量认识得以完善。矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中,具有基础性和预备性.为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础.因此,本节内容具有承上启下的作用.
(二) 学情分析
本节教学设计面对普通班高中学生,此层次学生认识兴趣极低,基本上没有学习动机。他们在初中物理中,学习了同一直线上力的合成,“代数和”的运算在学生头脑中已成定势,通过实验探究感知力的合成定则,力争突破原有思维定势。
(三)教学方法实验探索法、归纳分析法.
(四)教学资源
实物投影仪、CAI课件,投影片、(学生探究实验用):方木板1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条,20 cm细线1条(两端打好套)、白纸1张、图钉几个、三角板一对、刻度尺.
教学流程:
1.复习初中同一直线上两个力的合成。
2.生活中并不都是同一直线上两个力合成,提水桶的实例引入新课 ,由提水桶实例感悟分力合力,提出探究问题
3.学生猜想并设计探究实验
4.实验探究力的合成方法
5.学生交流结果
6.得出四边形定则,图示法的应用
探究合力大小与分力关系
学生交流并结合课件说明
学习效果反馈
教学目标:
一、知识与技能
1.感悟合力与分力,领会等效替代思想
2.学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结出共点力合成定则。 会用作图法求共点力的合力,归纳合力的大小与分力大小关系.
3.培养学生的动手能力、观察能力、推理想象能力、协作能力、创新思维能力
二、过程与方法
1.通过生活现象感悟合力与分力,领会等效替代思想 通过实验探究归纳共点合成定则。
2.通过运用平行四边形定则作图归纳合力的大小与分力大小关系。
三、情感态度与价值观
1.通过处理实验数据,培养学生实事求是的科学态度。
2.通过灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、培养创新意识。
3.通过经历实验探索过程,体验物理学研究问题的思想方法,激发学习兴趣
教学重点
通过实验探索“力的合成”所遵循的定则.
教学难点
1.实验数据推理获得“平行四边形定则”.
2.合力大小与分力关系
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
学生观看生活现象:请两位同学亲历体验提水桶。1.请两位同学分别单手提水桶。说出你的感受。2.请两位同学共同单手提水桶。说出你的感受。3.请思考:比较一下两个人拉开些点距离提水桶省力还是靠近些距离提水桶省力?
上述物理情景中蕴含怎样的知识,你能用科学的语言概括它吗?
本节课我们从此现象出发来学习有关力的合成知识.
(从生活走进物理,激发兴趣)
二、新课教学
复习:初中所学同一直线上二力合成的方法,完成课本P59讨论交流1.
生活中并不都是两个力合成时是在同一直线上,展示例子。
(一)、合力与分力
学生继续观看生活中提水桶的实例,从物理学的角度谈自己的感悟,通过教师的启发完成以下知识的学习。(培养观察、想象、语言表达能力)
1、两种情景力的作用效果怎样?
(答:作用效果相同)
2、谁是谁的合力,谁是谁的分力?
(答:F是F1 、F2 的合力, F1 、F2是F的分力)
3、从力的作用效果看合力与分力关系?
(答:等效替代)
4、F是F1 、F2的合力,那F与F1 、F2大小关系怎样?(引入下个问题)
(二)力的合成:
1、学生回答下列问题(检查预习情况)
(1)、什么叫力的合成?
(答:求几个力的合力的过程,叫力的合成)
(2)、什么是共点力?
(答:如果几个力都作用在物体上的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力).
(3)、猜想F与F1 、F2的关系(学生可能在上一环境感悟中说出),设计怎样的实验验证你的猜想?
2、本节实验方案:用一条橡皮条代替水桶,用两支弹簧秤互成角度地把它拉长X,
读数F1 、F2为两个已知分力的大小,并记录两个分力方向,再用一支弹簧秤把橡皮条拉长到同一点,读数为合力F大小(两次力的作用效果相同),记录方向。画出各个力的图示,就能研究出力F与力F1、F2的关系.
(学生也可能提出其他方案)
3、一个同学到前面和老师一起演示,其他同学观看实验操作步骤。(也可以通过看视频学习如何进行实验操作)
4、投影实验操作步骤及注意事项
实验操作步骤:
(1).用图钉把白纸钉在方木板上.
(2).用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
(3).用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,用铅笔记下O点的位置及此时两条细绳套的方向,记录两弹簧秤的示数.
(4).用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出F1 、F2的图示。
(5).用一只弹簧秤钩住细绳套,把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数F 和细绳的方向,按选定的标度沿记录的方向作拉力F的图示.
为了减少误差,实验时要注意:
(1).正确选取弹簧秤.先将弹簧秤调零,再将两只弹簧秤钩好后对拉,若两秤在拉的过程中,读数相同,则可选;若不同,应另选,直至相同为止.
(2).拉动时,弹簧秤应保持与木板平行,在不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些.
(3).实验中两分力F1 、F2的夹角不要取的太大.
(4).在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.
(5).读数时要正视,按有效数字正确读数和记录.
(6).作图时,应选定恰当的标度,尽量把图画大些,但也不能画出纸外。
5、实验数据分析猜想:
(想象、推理能力培养)
(1)合力F是否能用F1 、F2的代数和表示?(观察并计算)
(2)用虚线连接F1 、F2及力F的末端点并观察图示,有什么发现?
(方法提示)
(3)利用三角板以力F1 、F2 为邻边做平行四边形,画出其对角线F′,看力F、F′是否重合?
(4)若没有实验误差F′和F应该怎样.即实验结论:(逻辑推理、想象)
6、学生实验探究,教师答疑。
7、学生交流,展示探究结论:
力的平行四边形定则:求两个共点力的合力时,可分别用表示这两个力的有向 线段F1和F2为邻边做平行四边形,这两个邻边之间的对角线就是合力F的大小和方向,这就是平行四边形定则.
力的合成平行四边形定则适用于共点力的合成。
(三)运用平行四边形定则求合力。
(理论知识具体应用、并发现规律)
【例】已知共点力F1=4 N,F2=3 N,用作图法求出θ=30°,90°,120°时合力F的大小.归纳当两个分力夹角变大时,合力大小的变化情况
学生画图并展示学生作品,交流成果。
【教师】通过课件演示当分力F1 、F2 一定时,夹角θ在0~180°之间发生变化时,合力F
的大小变化情况.
(给学生感性认识,强化以下规律)
归纳:合力的大小与分力大小关系
夹角θ越大,合力就越小.合力最小值为F1-F2.同一直线方向相反合力最大值为
F1+F2同一直线方向相同合力F的取值范围|F1-F2|≤F≤F1+F2
合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力
(三)小结(首先由学生总结本节学到哪些知识)
通过生活现象感悟合力与分力,知道等效代替是物理中研究问题的一种方法.
求互成角度的二力的合力的方法——力的平行四边形定则
知道合力的大小与分力大小关系|F1-F2|≤F≤F1+F2
(四)课堂学习效果反馈
学案[达标演练,小组讨论]
?板书设计
课题
力的合成
一、合力与分力的效果
等效替代
二、互成角度的两个力合成的方法
平行四边形定则
三、合力与分力大小关系
|F1-F2|≤F≤F1+F2
?附:课前预习:
1、通过怎样的实例来说明合力与分力,互为等效替代关系。
2、什么叫力的合成?什么叫共点力?
1、你想设计怎样的实验归纳出力的合成方法?
2、在实验中用什么方法找出分力F1、F2及合力F?
怎样使分力F1、F2的作用效果与合力F的作用效果相同?
3、在实验过程中需要记录哪些实验数据,怎样描述力的大小和方向?
4、你是怎样通过猜想及推理归纳出力的合成法则?
?教学设计说明:
我所任教的学生是本地区普通中学。学生的特点是基础差,底子薄,多数学生没有学习兴趣。根据学生现状,在教学过程中努力落实新课程的三维目标,尽力培养和提高学生的科学素养。
通过以下一些途径力争完成教学目标。
课前安排预习,在学习本节之前的一节课,把本节的教学内容,通过学案思考题的形式,给学生留作业,督促学生在课前先自学,初步了解本节内容。如何根据等效替代的思想设计实验,实验需要的器材,实验步骤等先有所了解。
在教学过程中,通过生活实例引入新课,体现物理学来源生活,回归于生活;而且是学生身边发生的事,激发学生的学习兴趣,使他们想学。
突出物理学的实验特色。学生对实验也特别感兴趣,但他们不懂得怎样通过实验探究问题,所以在教学中先给学生演示一遍实验操作过程,告诉他们实验中要注意的事项。告诉他们对获得的实验数据如何推理,猜想,如果没有实验误差的话,应该怎样?培养和提高学生的实验探究能力,使之了解科学家研究问题的思想方法,力争通过此过程提高学生的科学素养。
每一步知识学习都按着循序渐进,逐步完善过程,所以把已知三个分力求合力问题当作思考题留给学生,本节重点培养学生的实验探究能力。
篇三:力合成教案
3.4 力的合成 第一课时 教案
[教材分析]
力的合成是解决力学的基础和工具,力的合成不过关,后续课的学习中,对牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理的理解和应用都无从谈起.力的合成是矢量的合成,是为以后物体受力分析作准备的一节课,理解力的合成需要掌握一种方法,那就是等效的方法.这节课从实验入手,学生通过自己动手找出合力与分力之间的关系,这样容易使学生接受.通过实验和多个实例说明一个事实:由于两个力作用在一个物体上,物体所表现出来的形变量或者运动状态的改变跟一个力作用在这个物体上时,物体所表现出来的形变量或者运动状态的变化相同.对于平行四边形定则的教学,可以在初步的矢量合成的基础上进一步加深,可以先进行在一条直线上力的合成,然后再进行互成角度力的合成.平行四边形定则让学生在实验过程中得出,让学生自己发现规律,有利于锻炼学生的能力.
对于共点力的教学,重点在于利用演示实验和生活实例,形象地对比共点力和非共点力,在此基础上建立共点力的图景.
本节是学生未接触过的全新内容.等效观点、力的合成等内容,学生都感到别扭.如果力的合成的平行四边形定则掌握不好,后续课程中的合成、电场磁场的叠加就不能得心应手.因此这节课在物理学中的地位和作用至关重要.
[教学目标]
一、知识与技能
1、掌握力的平行四边形定则,知道它是力的合成的基本规律。
2、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力;能从力的作用效果理解力的合成。掌握合力与分力的概念。
3、会用作图法求解两个共点力的合力;并能判断其合力随夹角的变化情况,掌握合力的变化范围,会用直角三角形知识求合力。
二、过程与方法
1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。
2、培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。
3、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。
三、情感、态度与价值观
1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。
2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度,激发学生探索与创新的意识。
3、培养学生合作、交流、互助的精神。
[教学重点]
1、通过实验归纳出力的平行四边形定则
2、力的平行四边形定则的理解和应用。
[教学难点]
1、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力
2、合力与分力间的等效替代关系,尤其是合力的大小随两个分力之间夹角变化的关系。 [课时安排]
2课时
[教学用具]
木板、白纸、橡皮筋、细绳套、图钉、弹簧测力计、刻度尺、三角板、铅笔、哑铃 [教学方式]
教师启发与引导,学生自主与合作
[教学过程]
一、新课引入
教师:前面学习了生活中常见的三种性质的力,他们是?
学生:重力、弹力、摩擦力
教师:物体受到这些力后会如何运动?比如(PPT1,向左3N,向右6N)
引导学生说出:相当于给物体施加一个向右3N的力
教师:如果受到这样四个力的作用,物体会如何运动?(PPT1,向左3N,向右6N,向上5N,向下1N)
引导学生类比想到找一个力,这个力单独作用时对物体产生的效果与上面四个力的效果相同,知道这一个力的方向也就知道了物体的运动方向
把这一个力叫其他几个力的合力,其他几个力叫这个力的分力
已知分力求合力叫力的合成(引出标题)
教师:合力与分力什么关系,联系生活中一个大人提水和两个小孩一起提水的情景,问是不是两个小孩的力大小之和等于大人的力?
学生活动:积极思考,领会合力、分力的等效替代关系。
演示实验一:让两个学生抬一个3英镑重的哑铃,注意让学生远离,张大两个力的夹角。让这两个学生其中的一个自己提哑铃,问这个学生两个人抬容易还是一个人提容易? 目的是让所有的学生都能知道合力与分力不是简单的代数和关系。
点评:通过实践体验,让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同目的是激发学生学习兴趣,引导学生体会等效观点
演示实验二:教师自己用力的合成演示仪演示相互垂直的两个力3N和4N,找合力 注意:一定要引导学生明白如何保证一个力的作用效果与两个力的作用效果相同?以及为何要保证效果相同
教师活动:教师出具合力与分力关系模拟演示器,告诉学生有关的器材,以及实验的目的,让学生自己设计一个实验来探究求合力的方法(学生可能提出好多不同的设计方案,教师要引导学生选择其中的最佳方案)。教师可提出如下问题:在这个实验中合力与分力等效的标志是什么?(橡皮条的伸长量相等)
学生活动:根据老师出示的合力与分力关系模拟演示器,思考:在这个实验中研究什么问题?在这个实验中合力与分力等效的标志是什么?用什么样的方案去探究?然后与邻近的同学交换一下意见。
结果合力为5N。引导两个相互垂直,大小之比3:4:5,学生能想到勾股定理
提示学生似乎合力与分力有一定的几何关系
实验三:学生实验,学生开始实验前先小组讨论学案探究二的四个问题
讨论后一小组为单位说出讨论结果,教师进一步追问
1、 为什么要保证效果相同?
保证是合力与分力的关系
2、 弹簧测力计读数时的注意事项
调零、正视、平拉
3、 用细绳显示力的方向与力的大小有关系吗?
用两点成一线的方法画力方向,绳长与力大小无关
4、 如何力的图示,为什么要作力的图示?
同一标度下,用有方向的线段代表力的大小与方向
画出力的图示后才能具体去摸索合力与分力的关系
演示实验四:让学生说出实验步骤,教师利用演示实验二的器材做示范。一定要让学生说出步骤,说出注意事项,以及做力图示后的摸索思路,这样才能让学生自己完成实验的过程中比较顺利,也是基于课堂时间的因素,不能由学生从零开始探究。
学生实验成果展示。
让学生说出自己的结论(教师同时板书学生的结论)
告诉学生经过大量的精确实验证实了学生找到的平行四边形规律是准确的。这一规律被叫做平行四边形定则。
教师点评:学生的猜想是否正确,教师要给学生验证的机会:让学生进行分组实验,测量三组数据,处理完后得出自己验证的结论,即原来的猜想是否正确。让学生自己选出各组
的代表,把实验的情况进行汇报,教师和学生一起进行归纳总结。最后得出求合力的方法一一平行四边形定则。
在上述过程中教师要引导学生对各组的操作情况、数据处理、语言表述等进行评价和分析。
学生活动:根据学生自己的猜想,利用课桌上仪器进行实验验证,测量三组数据进行处理,看结果如何。(实验过程中同学之间要团结协作,密切配合),各组的学生代表要在同学们面前陈述本组的实验结论,和其他组的情况相比较,最后全班同学一起得出求合力的方法。
点评:验证探究的结果是否正确。培养学生科学的思维方法——探究、验证,以及严谨的科学态度。
教师活动:教师提问:请同学们用比较准确而又简捷的语言表述出平行四边形定则。 学生活动:积极思考并回答老师的问题。
点评:概括得出平行四边形定则,培养学生抽象和概括的能力。
[课堂反馈]
回归课堂开始时的问题,PPT显示,让学生说出结果,
如图所示,四个相互间的夹角为90°的力,大小如图所示,则它们合力大小和方向如何? 向左3N,向右6N,向上5N,向下1N
教师总结:水平方向等效为向右3N,竖直方向等效为向上4N,然后用平行四边形定则进行合成。教师在PPT上演示合成过程。
[课堂结束]
平行四边形定则不单单适用于力的合成运算,事实上也适用于前面学到的位移、速度等所有矢量的运算,是所有矢量运算的运算法则,下节课我们将学习用平行四边形定则处理实际问题