(2019新教材)2020-2021学年教科版物理必修第一册：3.4力的合成-教案

1、力的合成 【教学目标】 一、知识与技能 1 1理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。 2 2理解合力与分力的等效性。 3 3掌握两个互成角度的力的合成规律。 4.4. 掌握平行四边形定则的内容，会用它求两个分力的合力。 二、过程与方法： 1 1通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法 等效替代法。 2 2经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定则。 三、情感态度与价值观： 1 1在探究求合力的实验过程中，培养学生严谨的科学态度和团结合作精神。 2 2培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 【教学重难点】 教学重点： 1 1合力与分力的关系。 2 2得出平行四边形定则

2、的探究过程。 3 3平行四边形定则的应用。 教学难点：从代数求和到矢量求和的思维跨越。 【教学过程】 一、 导入新课 思考： 如图放在地面上的小车受到四个力的作用， 你能判断它将向哪个方向运动吗？ 教师总结：用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用， 而效果不变， 上述问题就迎 刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。 出示动画：小车受四个力的作用和一个力的作用时的运动。 二、讲授新课 （一）共点力的合成 1 1共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个 力叫作共点力 I 2.2. 合力和分力 看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论? 水桶所受拉力示意

3、图吊灯所受拉力示意 教师总结：两个小孩分别用力Fi、F2共同提着一桶水和一个大人单独用力 F F 提着这桶水, 都能产生让水桶保持静止的效果。 用拉力为 F F 的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为 F1、F2两根线悬挂吊灯都能产生使吊灯保持 静止的效果。 结论：由于 F F 产生的效果和Fi、F2产生的效果相同，所以 F F 是Fi、F2的合力，Fi和F2是 F F 的分力。 （1 1） 合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作 那几个力的合力。 出示图片：一个大人和两个小孩提水 （2 2） 分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作

4、那个力的分力。 （二）力的合成 1.1. 力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成； 2.2. 同一直线二力合成 出示动画：同一直线二力合成 教师总结： 耳 同一方问： 思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢? 互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？有没有什么可遵守的规律吗？ (三) 实验：探究两个互成角度的力的合成规律 1.1. 实验目的 探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。 2.2. 实验原理 合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。 3.3. 实验器材 方木块、白纸、弹簧称(两个)、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉 4.4. 实验步骤 (1)

5、 在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端 中点的 A A 点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。 出示图片 (2) 用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置 0 0。 出示图片 (3) 用铅笔从 0 0 点沿着两绳的方向画直线，作出两个力 F1和F2的图示。 (4) 只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置 0 0 点，读出弹簧秤的示 数，记下细绳的方向，作出这个力 F F 的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。 出示图片 实验注意事项： 弹簧秤使用前要先调零； 弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保

6、持与木板平行； 弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。 出示：力的合成的平行四边形定则视频 5.5. 实验结论 教师总结：实验表明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形， 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个规律叫作平行四边形定则。 注意：作图要准确，两个分力Fi、F2和合力 F F 要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外 两条平行线必须画成虚线。 （四）用平行四边形定则求两个力的合成 思考与讨论 1 1：观察下面不同角度下F1、F2合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力 什么时候最大，什么时候最小？合力的范围如何? 教师总结：互成角

7、度的二个共点力如果保持大小不变， 它们的合力将随夹角的增大而减 小； 合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。 Fi、F2同向合力最大，反向合力最小。 合力大小范围Fi F2 F Fi F2 思考讨论 2 2:如果两个以上的共点力作用在一个物体上，怎样应用平行四边形定则求出它 们的合力？ 先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力， 直到把所有的力都合成进 去，最后得到的结果就是这些力的合力。 知识拓展：位移合成时也遵从平行四边形定则 一个人从 A A 走到 B B，发生的位移是 ABAB，又从 B B 走到 C C,发生的位移是 BCBC。在整个运动 过程中，这个人的位移是 AC

8、 AC , ACAC 是合位移。 三、课堂练习 1 1 有两个力，一个是10 N , 一个是2 N ,这两个力的合力的最大值是 _ ,最小值是 _ : 它们的合力范围 _ o 答案：1212、8 8 8 F 12 2 2已知两个相互垂直的力的合力为50 N，其中一个力的大小为40 N，则另一个力的大小 为（ ） A A. 10 N B B. 20 N C C. 30 N D D . 40 N 答案：C C 3.3. 关于力的分解，下列叙述中正确的是（ ） A.A. 8 N的力可以分解为两个8 N的分力 B.B. 8 N的力可以分解为两个3 N的分力 C.C. 8 N的力可以分解为13 N和4

9、N的两个分力 D.D. 8 N的力可以分解为16 N和7 N的两个分力 答案：A A 4.4. 如图所示，一个重60 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个 F 20 N的力竖直向上 拉物体时，物体所受的合力为（ ） A.A. 0 N B.B. 40 N，方向竖直向下 C.C. 40 N，方向竖直向上 D.D. 80 N，方向竖直向上 答案：A A 拓展提高 1 1 两个共点力Fi、F2的合力为 F F,下列说法中正确的是（ A A 合力 F F定大于任一个分力 B.B. 合力的大小既可能等于Fi，也可能等于F2 C.C. 合力 F F 有可能小于任一个分力 D.D. 合力 F F 的大小随Fi、F2、间的夹角增大而减小 答案：BCDBCD 2 2下列说法中正确的是（） A A 两