2019-2020年高中物理力的合成教案1 新人教版必修1【教學(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)目標(biāo)(1) 理解合力和力的合成的概念；(2) 掌握力的平行四邊形定則，會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。會(huì)用直角三角形知識(shí)計(jì)算兩個(gè)共點(diǎn)力的合力；(3) 要求知道合力的大小與分力間夾角的定性關(guān)系。2、能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，通過實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)的物理思維能力。3、德育目標(biāo)在實(shí)驗(yàn)過程中，掌握正確的方法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的求實(shí)精神。【教學(xué)重點(diǎn)】力的合成的平行四邊形定則?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】合力的大小與分力間夾角的定性關(guān)系。【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)、歸納法。【教具準(zhǔn)備】平行四邊形定則演示器、鉤碼、彈簧秤、細(xì)線、三角板；學(xué)生每?jī)扇艘唤M：方木板、白紙、彈簧秤（兩個(gè)）、橡皮條、細(xì)繩套兩個(gè)、三角板、刻度尺、圖釘（幾個(gè)）?！菊n時(shí)安排】2課時(shí)【教學(xué)過程】 一、導(dǎo)入新課F1F2F甲乙如圖甲，一個(gè)人用力F可以把一筒水提起來；如圖乙，兩個(gè)人可用力F1、F2把同樣的一筒水抬起來。那么力F的作用效果與F1、F2共同作用的效果如何呢？ 學(xué)生：效果是一樣的。老師：我們這節(jié)課就來學(xué)習(xí)力的等效替代所遵循的規(guī)律。二、新課教學(xué)1、幾個(gè)概念(1)合力：一個(gè)力作用在物體上，它產(chǎn)生的效果如果跟幾個(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。 如上例中力F就叫做F1與F2的合力。(2)力的合成：求幾個(gè)力的合力，叫做力的合成。(3)共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。(4)矢量和標(biāo)量矢量：既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。標(biāo)量：只有大小，沒有方向的物理量，叫做標(biāo)量。2、力的合成(1)同一條直線上的兩個(gè)力的合成(結(jié)合初中學(xué)習(xí)的知識(shí)歸納總結(jié))當(dāng)F1、F2同向時(shí)，合力的大小等于兩分力的大小之和，F(xiàn)F1F2，合力的方向跟兩個(gè)力的方向相同；當(dāng)F1、F2反向時(shí)，合力的大小等于兩分力的大小之差，F(xiàn)F1F2，合力的方向跟兩個(gè)力中較大的那個(gè)力的方向相同；(2)互成角度的兩個(gè)力的合成。實(shí)驗(yàn)探索(可以加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，變直接給出為實(shí)驗(yàn)探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科研方法，鼓勵(lì)創(chuàng)新，全面提高學(xué)生素質(zhì)。)A）實(shí)驗(yàn)儀器中用的彈簧秤和橡皮條、細(xì)繩套、白紙、方木板，這些器材各發(fā)揮怎樣的功能？B）合力與分力作用效果相同，怎樣去體現(xiàn)？C）合力如何表示，分力如何表示？D）合力、分力的關(guān)系與合力的圖示、分力的圖示之間的關(guān)系怎樣？E）實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄些什么？怎樣處理這些實(shí)驗(yàn)記錄？最后得出什么結(jié)論？如何進(jìn)行力的合成呢？請(qǐng)同學(xué)看下面實(shí)驗(yàn)（請(qǐng)一位同學(xué)上講臺(tái)幫忙）把方木板固定在黑板上，用圖釘把白紙固定在方木塊上。GEOF1F2FABC用圖釘把橡皮條一端固定在G點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)自然狀態(tài)在E點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)的另一端系著細(xì)繩套。用兩彈簧秤分別勾住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)。記下O的位置，用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿兩條細(xì)紙的方向畫線，記下F1、F2的力的大小。放開彈簧秤，使結(jié)點(diǎn)重新回到E點(diǎn)，再用一只彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O，讀出彈簧秤的示數(shù)F，記下細(xì)繩套的方向，按同一標(biāo)度作出F1、F2和F的力的圖示。用三角板以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)幾乎是F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線。經(jīng)過前人們很多次的、精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，最后確認(rèn)，對(duì)角線的長(zhǎng)度、方向，跟合力的大小、方向一致，也就是說，對(duì)角線就表示F1、F2的合力。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，數(shù)據(jù)處理，要求操作規(guī)范，遵從實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盡量把誤差減小到最小。要求學(xué)生用平行四邊形定則作出F1與F2的合力，與實(shí)際合力進(jìn)行比較?？偨Y(jié)：可見互成角度的兩個(gè)力的合成，不是簡(jiǎn)單的兩個(gè)力相加減，而是用表示兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這就是平行四邊形定則。只要是矢量的合成，都遵從平行四邊形定則。以后我們要利用這個(gè)定則進(jìn)行速度、加速度等的合成。F1F2FO平行四邊形定則用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來，這就叫做力的平行四邊形定則。三角形定則根據(jù)平行四邊形對(duì)邊平行且相等的性質(zhì)，力的平行四邊形定則可用更簡(jiǎn)單的力的三角形定則來代替。把代表F1和F2的線段首尾相接地畫出來，最后從第個(gè)一力矢量的起點(diǎn)畫向第二個(gè)力矢量終點(diǎn)的有向線段就表示合力F的大小和方向，這就叫做力的三角形定則。F1F2FOF1F2FOF1F2FO(3)兩個(gè)以上力的合成依次用平行四邊形定則先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。F1F2FF12F3力的多邊形定則將需要合成的各個(gè)力的有向線段首尾相接地依次連接(與順序無關(guān))，最后從第一個(gè)力的起點(diǎn)連向最后一個(gè)力的終點(diǎn)，封閉多邊形的有向線段就表示所要合成的各個(gè)力的合力，這種作圖方法叫做力的多邊形定則。(先按三角形定則將中間過渡的合力作出，然后再將其擦去，顯示出多邊形)F1F2F3若各個(gè)力矢量首尾連接后自行封閉，則表示這些力的合力等于零。思考練習(xí)：若物體受到三個(gè)力作用，三個(gè)力的合力為零，則三力首尾相接，將構(gòu)成封閉的矢量三角形。試分析右圖中三個(gè)力的合力為多少？(答案：2F3)F1F2FOABCD(4)兩個(gè)共點(diǎn)力合力的計(jì)算兩個(gè)共點(diǎn)力大小分別為F1、F2，夾角為，以兩力為鄰邊作平行四邊形OBAC，過A作OC延長(zhǎng)線的垂線，垂足為D。在直角三角形OAD中，合力F的大小為F化簡(jiǎn)后得F(1)合力F的方向與分力F2之間的夾角為，則tan(2)(1)、(2)兩式是計(jì)算合力F的大小和方向的計(jì)算公式。其中(2)式不能死套，可從所作的直角三角形中靈活計(jì)算。思考與討論：力F1和F2的大小一定，合力F的大小跟兩個(gè)力的夾角的關(guān)系？(通過作圖、制作教具或用動(dòng)態(tài)課件展示變化過程，分析得出結(jié)論)F1F2F當(dāng)0時(shí)，F(xiàn)F1F2，方向跟兩分力方向相同。當(dāng)090時(shí)，合力一定大于每個(gè)分力。當(dāng)90120時(shí)，合力有可能小于較大分力。當(dāng)120180時(shí)，合力至少小于一個(gè)分力。當(dāng)180時(shí)，F(xiàn)F1F2，合力與較大分力的方向相同。當(dāng)角在0和180之間變化時(shí)，F(xiàn)，合力的方向也隨的變化而變化，且當(dāng)FF2時(shí)，F(xiàn)與F1之間的夾角最大。合力F的取值范圍為：F1F2F15NOF1F2FF1F2例題：力F145N，方向水平向右。力F260N，方向豎直向上，用作圖法和計(jì)算法求解合力F的大小和方向。作圖法解：選擇某一標(biāo)度，利用0.5cm的長(zhǎng)度表示15N的力，作出力的平行四邊形，用刻度尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度L，利用F15N 即可求出合力F的大小為75N。用量角器量得合力F與力F1的夾角為53。計(jì)算法解：合力F的大小為：F75N，合力F的方向：tanF2/ F14/3，故得合力F與力F1的夾角為53。三、小 結(jié)這節(jié)課主要學(xué)習(xí)了共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則，掌握用作圖法求兩個(gè)共點(diǎn)力的合力，并且用作圖法得出兩力夾角不定的情況下，合力F的取值范圍。會(huì)計(jì)算兩互相垂直的共點(diǎn)力的合力。四、作 業(yè)P14 練習(xí)四 (1)、(2)、(3)、(4)【板書設(shè)計(jì)】 五 力的合成1、幾個(gè)概念(1)合力：一個(gè)力作用在物體上，它產(chǎn)生的效果如果跟幾個(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。 (2)力的合成：求幾個(gè)力的合力，叫做力的合成。(3)共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。(4)矢量和標(biāo)量矢量：既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。標(biāo)量：只有大小，沒有方向的物理量，叫做標(biāo)量。2、力的合成(1)同一條直線上的兩個(gè)力的合成當(dāng)F1、F2同向時(shí)，F(xiàn)F1F2，方向跟兩個(gè)力的方向相同；當(dāng)F1、F2反向時(shí)，F(xiàn)F1F2，方向跟兩個(gè)力中較大的那個(gè)力的方向相同。(2)互成角度的兩個(gè)力的合成實(shí)驗(yàn)探索F1F2FO平行四邊形定則用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來，這就叫做力的平行四邊形定則。三角形定則把代表F1和F2的線段首尾相接地畫出來，最后從第一力矢量的起點(diǎn)畫向第二個(gè)力矢量終點(diǎn)的有向線段就表示合力F的大小和方向，這就叫做力的三角形定則。F1F2FOF1F2FOF1F2FO(3)兩個(gè)以上力的合成F1F2FF3依次用平行四邊形定則力的多邊形定則(4)兩個(gè)共點(diǎn)力合力的計(jì)算兩分力大小分別為F1、F2，夾角為，以分力為鄰邊作平行四邊形OBAC，過A作OC延長(zhǎng)線的垂線，垂足為D。在直角三角形OAD中，合力F的大小為F1F2FOABCDF化簡(jiǎn)后得F(1)合力F的方向與分力F之間的夾角為，則tan(2)思考與討論：力F1和F2的大小一定，合力F的大小跟兩個(gè)力的夾角的關(guān)系？F1F2F當(dāng)0時(shí)，F(xiàn)F1F2，方向跟兩分力方向相同。當(dāng)090時(shí)，合力一定大于每個(gè)分力。當(dāng)90120時(shí)，合力有可能小于較大分力。當(dāng)120180時(shí)，合力至少小于一個(gè)分力。當(dāng)180時(shí)，F(xiàn)F1F2，合力與較大分力的方向相同。當(dāng)角在0和180之間變化時(shí)，F(xiàn)，合力的方向也隨的變化而變化，且當(dāng)FF2時(shí)，F(xiàn)與F1之間的夾角最大。合力F的取值范圍為：F1F2FF1F2例題：