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1、2022年高中物理 第二章 力 第5節(jié) 力的合成教案 教科版必修1
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識(shí)與技能:
(1)掌握力的平行四邊形定則,知道它是力的合成的基本規(guī)律。
(2)初步運(yùn)用力的平行四邊形定則求解共點(diǎn)力的合力;能從力的作用效果理解力的
合成、合力與分力的概念。
(3)會(huì)用作圖法求解兩個(gè)共點(diǎn)力的合力;并能判斷其合力隨夾角的變化情況,掌握
合力的變化范圍,會(huì)用直角三角形知識(shí)求合力。
2.過(guò)程與方法:
(1)能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示歸納出互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則。
(2)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度、觀察能力、分析能力、協(xié)
作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)
2、能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問(wèn)題的方法的
能力。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
(1)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。
(2)培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)生活、事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識(shí)。
(3)培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神
【重點(diǎn)】
(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形定則
(2)力的平行四邊形定則的理解和應(yīng)用
【難點(diǎn)】
(1)對(duì)物體進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析、通過(guò)作圖法確定合力
(2)合力與分力間的等效替代關(guān)系,尤其是合力的大小與兩個(gè)分力間夾
角的關(guān)系
教學(xué)策略:通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和聯(lián)系實(shí)際舉例,使學(xué)生自然地接受力的平行四邊
3、形定則,
理解其運(yùn)用方法,并能用以解決相關(guān)問(wèn)題。
【設(shè)計(jì)思想】
新課標(biāo)對(duì)高中物理教學(xué)明確要求,以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為核心,把學(xué)生活動(dòng)的過(guò)程、方法以及經(jīng)歷活動(dòng)過(guò)程中的體驗(yàn)作為課程標(biāo)準(zhǔn)之一。依據(jù)這種教學(xué)理念,為了讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究過(guò)程,了解科學(xué)研究方法,把力的合成規(guī)律這種全新的知識(shí),讓學(xué)生去研究,獲得親身感受,加深對(duì)矢量合成法則的理解。所以這節(jié)課主要是實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)腦、動(dòng)手,猜想、實(shí)驗(yàn)研究找出合力與分力之間的關(guān)系,體會(huì)等效替代的思想和矢量合成的方法――平行四邊形定則。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,倡導(dǎo)他們勇于發(fā)表自己的看法,大膽猜想,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,從而鍛煉學(xué)生的能力。
但是高一學(xué)生剛接觸
4、矢量,對(duì)矢量的運(yùn)算沒(méi)有任何感性認(rèn)識(shí),沒(méi)有任何生活經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,以前有的只是對(duì)如質(zhì)量、時(shí)間等標(biāo)量的代數(shù)運(yùn)算。所以對(duì)他們來(lái)說(shuō),研究力的合成定則是一個(gè)難題,教學(xué)過(guò)程中注重老師的“引導(dǎo)”、學(xué)生的“研究”,體現(xiàn)老師是主導(dǎo)、學(xué)生是主體的原則,淡化教師的“教”,加強(qiáng)小組間的學(xué)習(xí)、交流、討論,讓學(xué)生積極參與課堂活動(dòng),猜想、設(shè)計(jì)方案、探求規(guī)律,使學(xué)生始終處于積極探求知識(shí)的過(guò)程中。同時(shí)一方面盡量增加學(xué)生參與的機(jī)會(huì),親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,另一方面充分利用演示實(shí)驗(yàn)、多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)手段,提高整個(gè)課堂教學(xué)的效果。
【教學(xué)資源】
合力與分力關(guān)系模擬演示器(磁性黑板、帶磁鐵的滑輪、鉤碼、橡皮筋(帶細(xì)繩
套)、實(shí)驗(yàn)
5、器材(學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)用);方木塊1塊、彈簧秤2個(gè)、橡皮筋1條,20cm
細(xì)線1條(兩端打好套)、白紙1張、圖釘幾個(gè)、三角板一對(duì)
【教學(xué)設(shè)計(jì)】
課堂引入----問(wèn)題:在現(xiàn)實(shí)生活中,一個(gè)物體往往會(huì)同時(shí)受到幾個(gè)力的作用,對(duì)于我們研究問(wèn)題不利,這就要求我們要對(duì)這些力先做一些處理,以方便研究。
為解決這些問(wèn)題,今天這節(jié)課我們一起來(lái)研究第五節(jié)力的合成。
【課堂學(xué)習(xí)】
感受合力和分力:生活中常見(jiàn)到這樣的事例
1、一個(gè)力的作用效果=兩個(gè)力的作用效果
2、一個(gè)力的作用效果=多個(gè)力的作用效果
問(wèn)題1:這個(gè)過(guò)程中有一個(gè)重要的物理思想,是什么?合力和分力的定義是什么?什么叫力的合成?
1、
6、合力與分力:一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力。原來(lái)的幾個(gè)力叫做分力。
2、力的合成:求幾個(gè)力的合力的過(guò)程,叫做力的合成。
3、說(shuō)明:用這個(gè)力來(lái)代替那幾個(gè)力,這就是力的等效代替。注意:不是物體又多受了一個(gè)合力。
問(wèn)題2:力合成的法則是什么呢?
1、同一直線上的力的合成
(1)兩個(gè)力的方向相同
(2)兩個(gè)力的方向相反
2、互成角度的兩個(gè)力的合成:探究求合力的方法
結(jié)論:遵循平行四邊形法則:以表示這兩個(gè)力的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)法則叫做平行四邊形法則。
問(wèn)題3:平行四邊形法則具體的
7、應(yīng)用?
1、作圖法(即力的圖示法)求合力
2、計(jì)算法求合力
問(wèn)題4:F1、F2大小一定,合力隨分力間夾角θ如何變化,合力的范圍如何?
(1)F合隨F1和F2的夾角增大而減小。
(2)θ=0°時(shí),即F1、F2共線同方向:F合=F1+F2 ,合力最大 。
(3)θ=180°時(shí),即F1、F2共線反方向:F合=|F1-F2|,合力最小 ,合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同。
(4)合力的取值范圍:|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
(5)F合可能大于、等于、小于 F1、F2。
8、
問(wèn)題5:多力合成的方法?
例:三個(gè)力F1=4N、 F2= 5N、F3= 6N的合力F的大小的范圍?
例:三個(gè)力的大小分別為F1=4N、 F2= 5N和F3= 6N,已知其合力為0,則F1、 F2的合力的大小和方向如何?
問(wèn)題6:什么叫共點(diǎn)力?
1、共點(diǎn)力:幾個(gè)力同時(shí)作用在物體的同一點(diǎn),或它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。
2、平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。
【課堂小結(jié)】
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
一、合力、分力與力的合成的概念(等效替代)
二、力的合成
三、平行四邊形定則(適用于所有矢量的運(yùn)算)
四、多力合成的方法
五、共點(diǎn)力
【課堂反饋】
1.一個(gè)物體
9、受到兩個(gè)力的作用,則( )
A.當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí),物體所受合力一定為零
B.當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí),物體所受合力可能為零
C.當(dāng)兩個(gè)力中一個(gè)較大時(shí),物體所受合力一定與較大的力同方向
D.當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí),物體所受合力將取最大值
2.關(guān)于共點(diǎn)力,下列說(shuō)法中正確的是( )
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,這兩力是共點(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,則這兩力是共點(diǎn)力
C、作用在一個(gè)物體的幾個(gè)力,如果它們的作用點(diǎn)在同一點(diǎn)上,則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力
D、作用在一個(gè)物體的幾個(gè)力,如果它們力的作用線匯交于同一點(diǎn),則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力
3.物體受到
10、兩個(gè)方向相反的力的作用, F1=8N, F2=10N, 當(dāng)F2由10N逐漸減小到零的過(guò)程中, 這兩個(gè)力的合力的大小變化是 ( )
A.逐漸變小
B.逐漸增大
C.先變大后變小
D.先變小后變大
4.作用在同一物體上的兩個(gè)力F1=F2=15N,用作圖法分別求出夾角為300、900、1200時(shí)合力的大小和方向.
5.如圖3-4-5所示,懸掛在天花板下重60N的小球,在均勻的水平風(fēng)力作用下偏離了豎直方向θ=30°角.求風(fēng)對(duì)小球的作用力和繩子的拉力.
6.如圖3-4-6所示,懸線AO與天花板夾角為600,線AO的拉力F1=24N,線BO與墻壁垂直,線BO的拉
11、力F2=12N.求:
(1) 用圖解法求F1和F2的合力.
(2) 用計(jì)算法求F1、F2的合力的大小.
7.物體受到三個(gè)力的作用, 其中兩個(gè)力的大小分別為5N和7N, 這三個(gè)力的最大值為21N, 則第三個(gè)力的大小為多少?這三個(gè)力的合力最小值為多少?若三個(gè)力的最大值為30N,則三個(gè)力的合力的最小值為多少?
參考答案
1. B
2. CD
3. D
4. 34.6N
6. 20.8N
7. 9N 0
【課后測(cè)評(píng)】
1.關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力與其合力的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是
A.合力大小隨著兩力夾角的增大而增大
B.合力大小一定大于分力中最大者
C.兩分力夾
12、角小于180°時(shí),合力隨夾角的減小而增大
D.合力不能小于分力中最小者
E.合力F一定大于任一個(gè)分力
F.合力的大小可能等于F1也可能等于F2
G.合力有可能小于任一個(gè)分力
2.兩個(gè)共點(diǎn)力,一個(gè)是40 N,另一個(gè)未知,合力大小是100 N,則另一個(gè)力可能是
A.20 N B.40 N
C.80 N D.150 N
3.兩個(gè)共點(diǎn)力的夾θ固定不變,其合力為F,當(dāng)其中一個(gè)力增大時(shí),下述正確的是
A.F一定增大
B.F矢量可以不變
C.F可能增大,也可能減小
D.當(dāng)0<θ<90°,F(xiàn)一定減小
4.物體受到兩個(gè)相反的力作用,二力大
13、小F1=5 N,F(xiàn)2=10 N,現(xiàn)保持F1不變,將F2從10N減小到零的過(guò)程,它們的合力大小變化情況是
A.逐漸變小 B.逐漸變大
C.先變小后變大 D.先變大后變小
5.有三個(gè)力:Fl=2 N,F(xiàn)2=5 N,F(xiàn)3=8 N,則
A.F2和F3可能是F1的兩個(gè)分力
B.F1和F3可能是F2的兩個(gè)分力
C.F1和F2可能是F3的兩個(gè)分力
D.上述結(jié)果都不對(duì)
6.如圖3-4-6所示,有5個(gè)力作用于同一點(diǎn)O,表示這5個(gè)力的有向線段恰好構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線,已知F3=10 N,則這5個(gè)力的合力大小為_(kāi)_______.
圖3-4-6
14、
7.同時(shí)作用在某物體上的兩個(gè)力,大小分別為6 N和8 N.當(dāng)這兩個(gè)力之間的夾角由0°逐漸增大至180°時(shí),這兩個(gè)力的合力將由最大值________逐漸變到最小值________.
8.作用在同一物體上的三個(gè)力,它們的大小都等于5 N,任意兩個(gè)相鄰力之間的夾角都是120°,如圖3-4-7所示,則這三個(gè)力合力為_(kāi)_______;若去掉Fl,而F2、F3不變,則F2、F3的合力大小為_(kāi)_______,方向?yàn)開(kāi)_______
圖3-4-7 圖3-4-8
9.六個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F、2F、3F、4F、5F、6F,相互之間夾角均為60°,如圖3-4-8所示,則它們
15、的合力大小是________,方向________,
10.有兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力Fl和F2,當(dāng)它們間的夾角為90°時(shí)合力為F,則當(dāng)它們夾角為120°時(shí),合力的大小為_(kāi)_______.
11.在研究?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力合成的實(shí)驗(yàn)中得到如圖3-4-9所示的合力F與兩個(gè)分力的夾角的關(guān)系圖,問(wèn):
圖3-4-9
?。?)兩個(gè)分力的大小各是多少?
?。?)合力的變化范圍是多少?
參考答案
1. CFG
2. C
3. C
4. C
5. D
6. 30 N
7. 14 N 2 N
8. 0 N 5 N 與Fl相反
9. 6F 與5F相同
10. F
11.(1)8 N 6 N (2)2 N≤F≤14 N