人教版必修一3.4《力的合成》WORD教案5

人教版必修一3.4《力的合成》WORD教案5

力的合成 ‎【教学目标】：‎ 1． 从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，体会等效替代的思想。‎ 2． 通过实验探究求合力的方法，得到力的平行四边形定则，并了解这是矢量运算的普遍规则。‎ ‎3．会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力；了解合力的大小与分力夹角的关系。‎ ‎4．能应用力的合成分析日常生活中的有关问题。‎ ‎【教学重点】‎ ‎1．从力的作用效果相同来理解合力与分力的概念 ‎2．设计实验，探究求合力的方法 ‎3．平行四边形法则的理解及应用 ‎【教学难点】‎ 实验探究方案的设计和实施，实验结论的得出 ‎【教学流程】‎ 创设情境，提出合力与分力概念——给出问题情境，激发思考合力与分力关系——设计探究求合力的实验方案——分组实验——学生讨论，得出结论——练习与拓展（例题、合力大小与角度关系、多力合成）‎ ‎【教学过程】‎ 一、创设情境，提出合力分力的概念 ‎1．出示卡通画，介绍共点力概念 在大多数实际问题中，物体同时受到几个力，引入共点力和非共点力概念，分别给出共点力和非共点力的图片示例。在研究中如果使用质点模型，则受力均可以作为共点力处理。 本节课研究物体受共点力的情况。‎ 出示卡通画：‎ ‎ ‎ 小车均匀速向前运动，一头牛拉车的效果与三位同学拉车的效果相同。‎ ‎2．学生小实验 一个力气大的男生在讲台上提起一桶水，使水桶保持静止；另外两位同学一起提起这桶水并使之保持静止。分析在两种情况下这桶水的受力情况，并画出示意图。提问：可以发现各个力之间有什么关系？‎ ‎ ‎ ‎ 学生讨论得到：F单独作用和F1、F2共同作用的力的效果相同。‎ ‎3．引出等效替代关系，提出合力、分力概念 从前面两个情境出发，抓住共同点：一个力单独作用时可以和多个力一起作用时产生相同的作用效果。自然地引出等效替代的关系，并从力的角度分析，得到合力、分力的概念。‎ 用问题引导学生讨论合力、分力的概念：‎ 谈合力、分力的出发点在于什么？‎ ‎（力的作用效果相同，可以用一个合力去替代几个分力的作用）‎ 合力与几个分力同时存在吗？‎ ‎（不是，合力只是几个分力的等效替代，并不是物体又多受到了一个力）‎ 二、探究求合力的方法 ‎1．情境讨论，激发认知冲突 ‎ 提问：前面三位同学拉车的情境中，如果三位同学水平向右的拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的合力是多少呢？方向是怎么样的呢？‎ ‎ （学生利用以前所学的知识，可以得到合力F=F1+F2+F3，方向与三个拉力方向相同）‎ ‎ 提问：把所有的分力相加就得到合力的大小，这个方法就是求合力的方法吗？请学生讨论。‎ ‎ （有学生提出异议，以前学过，两个力方向相反时，合力应该是两个力相减，方向与较大的力方向相同）‎ ‎ 提问：求合力就是把分力相加或者相减吗？‎ 实验：两个弹簧秤互成一定角度，提起几个钩码保持静止，分别读出弹簧秤示数。用一个弹簧秤提起同样的钩码保持静止，读出弹簧秤示数。‎ 提问：两个分力大小与合力既不满足相加关系，也不满足相减关系。如果给定两个分力，到底应该怎么去求这两个力的合力呢？‎ ‎2．设计探究实验 ‎ 提出任务：探究合力与分力之间到底有什么样的关系。介绍可用的实验器材：木板、白纸、弹簧秤（2个）、橡皮条、细绳、刻度尺、图钉、三角板。‎ 问题讨论，引导实验设计：‎ ‎①根据器材，可以用什么方法来得到分力，以及两个分力的合力？‎ ‎（两个弹簧秤拉橡皮条和一个弹簧秤拉橡皮条，使作用效果相同）‎ ‎②怎么样保证分力的作用效果与合力的作用效果相同？‎ ‎（把橡皮条一端固定，保证另一端与绳子的节点拉到相同的位置）‎ ‎③需要记录哪些数据？怎么样来记录？‎ ‎（橡皮条节点的位置，合力和分力的大小。引导讨论是否需要记录力的方向。讨论文字记录的不足，引导思考怎样更好地同时记录描述力的大小和方向？力的图示。）‎ ‎ 请各小组学生再整理探究实验的方案，确定明白实验的目的、过程、操作。‎ ‎3．小组实验，记录实验结果 各小组根据自行整理好的方案进行实验，并用力的图示记录实验结果。教师巡视，观察各小组实验进行情况，进行适当指导。‎ 4． 思考讨论，得出实验结论 ‎ 观察实验得到的F及F1、F2的大小和方向，猜想F1、F2和F之间有什么样的关系。引导学生适当地添加辅助线，研究几何关系。‎ ‎（学生得出，连接分力和合力的末端，得到的几何图形大致是一个平行四边形）‎ 两个分力为平行四边形的一对邻边，合力为此对邻边所夹的对角线。‎ 各个小组实验时，力的大小和方向都各不相同，都能大致得到这样一个结论，说明有一 定的普遍性。请各小组再次实验，改变力的大小、方向，看是否满足同样的结论。‎ 演示实验，特殊角度特殊值验证（即大纲版教材中本节的演示实验）。橡皮条一端固定，另一端与绳系为节点。两分力互成90度，分别由三个钩码、四个钩码的重力提供。合力沿橡皮条拉伸方向，由5个钩码的重力提供。‎ 三、平行四边形定则 两个共点力合成时，遵循平行四边形法则：以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，两邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。‎ 讨论：为什么力的合成（两个力相加）不是简单的加减，而是满足平行四边形法则呢？‎ ‎（力是既有大小，又有方向的矢量，相加时既要考虑大小又要考虑方向，所以满足的法则必须是大小和方向同时考虑的。）‎ 思考：对于有大小有方向的矢量相加，是否都不能简单地加减呢？‎ ‎ 平行四边形定则适用于所有矢量的合成。‎ 四、练习与拓展 ‎1．利用平行四边形定则求合力 通过实验，可以发现一种直观的求两个分力的合力的方法——作图法。请学生描述，用作图法求合力的步骤。看教科书例题，规范作图法的方法步骤，强调不能遗漏合力的方向。‎ 如果两个分力夹角为90度，那么此时力所成平行四边形为矩形，可以应用直角三角形的知识来计算合力的大小方向。再看教科书例题，请学生计算得到合力大小方向。‎ ‎2．合力与两分力夹角的关系 ‎ 提问：从平行四边形法则可以知道，合力的大小和方向随着F1、F2的夹角而变化。这个变化有什么样的规律？‎ ‎ （学生画图思考，讨论）‎ ‎ 用几何画板制作的课件演示，合力随分力夹角的变化而变化。请学生根据演示总结出规律。‎ ‎ （夹角为0度时，合力最大；夹角为180度时，合力最小；成其它角度时，大小介于二者之间）‎ ‎3．两个以上力的合成 ‎ 提问：通过平行四边形法则知道两个力合成的方法，那如果有三个或者更多的力呢，应该如何合成？‎ ‎ 学生思考讨论，得到利用平行四边形法则的多力合成方法。‎ ‎ 总结多力合成方法，并告知下节课会进一步学习更简单的多力合成方法。‎