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2019-2020年高一物理《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版 　　一、三維目標(biāo) 　　1．知識(shí)與技能 　?、僬莆樟Φ钠叫兴倪呅畏▌t； 　　②初步運(yùn)用力的平行四邊形法則求解共點(diǎn)力的合力； 　?、蹠?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。 　　2．過程與方法 　?、倌軌蛲ㄟ^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。 　　3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 　?、僭趯?shí)驗(yàn)的過程中，掌握正確的方法，結(jié)果要符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； 　?、谂囵B(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的求實(shí)精神； 　　③培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。 　　二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析 　　1．重點(diǎn)：本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn)。 　　2．難點(diǎn)：對(duì)物體進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析、通過作圖法確定合力是本章的難點(diǎn)。 　　三、教學(xué)方法 　　1．關(guān)于矢量合成講解的教法 　　本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn)．由于學(xué)生剛開始接觸矢量的運(yùn)算方法，在講解中需要從學(xué)生能夠感知和理解的日?，F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā)，理解合力的概念，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出力的合成規(guī)律，由于矢量的運(yùn)算法則是矢量概念的核心內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于初上高中的學(xué)生來說，是一個(gè)大的飛躍，因此教學(xué)時(shí)，教師需要注意規(guī)范性，但是不必操之過急，通過一定數(shù)量的題目強(qiáng)化學(xué)生對(duì)平行四邊形定則的認(rèn)識(shí)。 　　由于力的合成與分解的基礎(chǔ)首先是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，在前面力的知識(shí)學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)單個(gè)力的分析過程有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，在知識(shí)的整合過程中，教師可以通過練習(xí)做好規(guī)范演示。 　　2．關(guān)于作圖法求解幾個(gè)共點(diǎn)力合力的教法 　?、僭谥v解用作圖法求解共點(diǎn)力合力時(shí)，可以在復(fù)習(xí)力的圖示法基礎(chǔ)上，讓學(xué)生加深矢量概念的理解，同時(shí)掌握矢量的計(jì)算法則。 　　②注意圖示畫法的規(guī)范性，在本節(jié)可以配合學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。 　　3．共點(diǎn)力概念講解的教法 　　關(guān)于共點(diǎn)力的概念講解時(shí)需要強(qiáng)調(diào)不僅作用在物體的同一點(diǎn)的力是共點(diǎn)力，力的作用線相交于一點(diǎn)的也叫共點(diǎn)力。注意平行力于共點(diǎn)力的區(qū)分（關(guān)于平行力的合成請(qǐng)參考擴(kuò)展資料中的“平行力的合成與分解”），教師講解示例中要避開這例問題。 　　四、教學(xué)工具 　　多媒體儀器（以視頻方式演示實(shí)驗(yàn)等）教學(xué)設(shè)計(jì)過程： 　　五、教學(xué)過程 　　1．新課引入 　　由“曹沖稱象”故事引入──等效替代思想 　?、偻ㄟ^對(duì)初中學(xué)過的單個(gè)力產(chǎn)生的效果，與兩個(gè)力共同作用的效果相同，引出共點(diǎn)力、合力和分力的概念，同時(shí)出示教學(xué)圖片，如：兩個(gè)人抬水、一根細(xì)線和兩根細(xì)線懸掛同一個(gè)物體。（圖片可以參見多媒體素材中的圖形圖像） 　?、谔釂枺阂阎粋€(gè)物體由一根細(xì)線懸掛或由兩根細(xì)線懸掛，其效果怎么樣？能否等效替代？（教師講解時(shí)注意強(qiáng)調(diào)：‘述力的時(shí)候，要同時(shí)說明大小和方向，體現(xiàn)力的矢量性） 　　教師引導(dǎo)學(xué)生得到正確答案后，總結(jié)出“同一直線上二力合成”的規(guī)律： 　　物體受幾個(gè)力共同作用，我們可以用一個(gè)力代替這幾個(gè)力共同作用，其效果完全相同，這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力。已知幾個(gè)力，求它們的合力叫力的合成。 　　指明： 　　（1）同一直線上，方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之和，方向跟這兩個(gè)力的方向相同。 　　（2）同一直線上，方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之差，合力的方向跟較大的力方向相同。 　?、厶釂枴⑷魞蓚€(gè)力不在同一直線上時(shí)，其合力大小又是多少？合力的方向怎樣？ 　　教師出示投影和圖片：兩個(gè)學(xué)生抬水對(duì)比一個(gè)同學(xué)抬水，讓學(xué)生考慮：一個(gè)力的效果與兩個(gè)力的效果相同，考慮一下是否“合力總比分力大”？ 　　2．新課教學(xué) 　?、傺菔?：將橡皮筋固定在A點(diǎn)，演示用兩個(gè)力F1、F2拉動(dòng)橡皮筋到O點(diǎn)，再演示用F力將橡皮筋拉到O點(diǎn)，對(duì)比兩次演示結(jié)果，運(yùn)用力的圖示法將力的大小方向表示出來，為了讓學(xué)生更好的獲得和理解力的平行四邊性法則，在實(shí)驗(yàn)前，教師可以設(shè)計(jì)F1、F2的大小為3N和4N，兩個(gè)力的夾角為90度，這樣數(shù)學(xué)計(jì)算比較簡(jiǎn)單，學(xué)生很容易會(huì)發(fā)現(xiàn)F1、F2和F的關(guān)系滿足勾股定理，進(jìn)而得到力的平行四邊性定則，教師總結(jié)：兩個(gè)互成角度的力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊，作平行四邊形，所夾的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。 　　如何進(jìn)行力的合成呢？請(qǐng)同學(xué)看下面實(shí)驗(yàn)（多媒體展示和視頻文件展示） 　　（1）把放木板固定在黑板上，用圖釘把白紙定字再生放木塊上。 　　（2）用圖釘把橡皮條一端固定在A點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)自然狀態(tài)在O點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)上系著細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套。 　?。?）用兩彈簧秤分別勾住繩索，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O′點(diǎn)。讓學(xué)生記下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。 　　（4）放開彈簧秤，使結(jié)點(diǎn)重新回到O點(diǎn)，再用一只彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O′，讀出彈簧秤的示數(shù)F，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出F1、F2和F1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，即對(duì)角線與合力重合，也就是說，對(duì)角線就表示F1、F2的合力。 　　（6）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，要求操作的規(guī)范，遵從實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盡量把誤差減小到最小。 　　要求同學(xué)用平行四邊形法則作出F1與F2的合力，與實(shí)際合力對(duì)照，相距多遠(yuǎn)，差距大不大。 　　總結(jié)：可見互成角度的兩個(gè)力的合成，不是簡(jiǎn)單的斤兩個(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，這兩鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這就要平行四邊形定則。以后我們還要利用這個(gè)定則進(jìn)行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵從平行四邊形定則。 　　如果在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)角線與合力相距比較遠(yuǎn)，那就找一找原因，是否有錯(cuò)誤操作，即使操作完全正確，也會(huì)有實(shí)驗(yàn)誤差，也不會(huì)完全重合。 　　這種情況很正常，一個(gè)規(guī)律的得出要很多人在很長(zhǎng)時(shí)間里，進(jìn)行許多此實(shí)驗(yàn)才總結(jié)出來，并不是一次實(shí)驗(yàn)就能得到。 　　②運(yùn)用平行四邊形定則求互成角度的兩個(gè)力的合力。 　　例：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N，方向豎直向上，用作圖法求解合力F的大小和方向。 　　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F＝15N 即可求出。 　　教師要在黑板上板演示。 　?。?）鞏固訓(xùn)練：（出示投影片） 　　兩個(gè)力互成90角，大小分別為45和60N，用作圖法求出合力的大小和方向。 　?。?）如果是三個(gè)共點(diǎn)力作用在物體上，又如何求他們的合力呢？為什么可以這樣求？ 　　學(xué)生討論會(huì)得到：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，就得到其合力。因?yàn)槊恳淮魏铣啥甲駨拿績(jī)闪εc其合力產(chǎn)生共同效果的思想，所以可以這樣合成。 　?。?）請(qǐng)同學(xué)完成P13的思考與討論。 　　提問，如果兩個(gè)分力F1．　F2，他們的夾角不定，求其合力的范圍。（用作圖法） 　　同學(xué)們用作圖法得到： 　　Fmax=F1+F2（兩力夾角為0） 　　Fmin=F1－F2（兩力夾角為180，F(xiàn)合于大的方向一致） 　　夾角在0──180之間，后介于 Fmin與Fmax之間。 　　總結(jié)：1．兩個(gè)供電力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和。 　　 2．合力F可大于某一分力，也可以小于某一分力。 　　小結(jié)：互成角度的兩個(gè)力的合力F與這兩個(gè)力F1和F2是什么關(guān)系呢？ 　　以F1和F2的力的圖示為一組鄰邊做平行四邊形，這個(gè)平行四邊形的對(duì)角線就可以表示合力F的大小和方向。 　　改變兩個(gè)力的夾角重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以看出，上述的用平行四邊形的對(duì)角線來表示它們的合力都是成立的。 　　兩個(gè)互成角度的力，它們的合力小于這兩個(gè)力之和，大于這兩個(gè)力之差。這兩個(gè)力的夾角減小時(shí)合力增大。當(dāng)兩個(gè)力的夾角減小到0時(shí)，兩個(gè)力變?yōu)橥粭l直線上同方向的，合力等于二力之和。這兩個(gè)力的夾角增大時(shí)，合力減小，夾角增大到180時(shí)，這兩個(gè)力變?yōu)橥恢本€上，方向相反，合力等于二力之差。所以，上一節(jié)我們所學(xué)的同一直線上二力的合成問題是今天所學(xué)的知識(shí)的特殊情況。 　　六、板書設(shè)計(jì) 第四節(jié) 力的合成 　　1．幾個(gè)概念 　?。?）合力與分力： 　　注：合力與分力只是等效替代 　?。?）力的合成：求幾個(gè)力的合力。 　?。?）共點(diǎn)力：作用在物體同一點(diǎn)或者作用線相交于同一點(diǎn)的幾個(gè)力 　　2．同一直線上力的合成 　?。?）兩個(gè)分力方向相同 F=F1+F2 　　（2）兩個(gè)分力方向相反 F =F2-F1 　　3．互成角度的力的合成 　　滿足平行四邊形定則 　?。麱1－F2｜≤F合≤ F1＋F2