物理《力的合成》教案新人教版必修

1、3.4 力的合成 教案一、教学目标1 利用实验归纳法，得出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则，并能 初步运用平行四边形定则求合力。2 培养动手操作能力、物理思维能力和科学态度。二、重点与难点分析通过探索性实验，归纳出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。三、教学器材教师用器材： 平行四边形定则实验器、 钩码（ 12个）、细线若干、 弹簧秤（3 只）、 橡皮筋（ 3 条）、方木板（ l 块）、平行四边形定则演示器（ 2 个）、投影（ 1 套）、微 机（ l 套）、三角板（ 2 个）。学生用器材 30 套，每套包括：方木板（ l 块）、弹簧秤（ 2 个）、橡皮筋（ 1 条）、 8幵白纸（

2、I张）、50cm细线（I根）、图钉（1个）、有刻度的三角板（2个）、记号 笔（ l 支）、大铁夹（ l 个）。四、主要教学过程I 引入教学复习与提问在初中，我们学过“一个力产生的效果，与两个力共同作用产生的效果相同， 这个力就叫做那两个力的合力，求两个力的合力叫做二力的合成。提问：已知同一直线上的两个力风、F。的大小分别为ZN 3N,如果民、F。的方向相同，那以它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？引导回答：SN方向与民、F。的方向相同。进一步提问：如果民、F。的方向相反，那么它们的合力大小是多少？合力沿什 么方向？（IN，方向与较大的那个力的方向相同。）（板书）同一直线上两个力的合力，与两个

3、力的大小、方向两个因素有关。并 讲述这就是初中所学的“同一直线上二力的合成。 ”（投影 1 ）在现实生活中，有这样的例子：两位同学沿不同方向共同用力提住 一袋上石，解放军战士一人也能提住同一袋上石。（演示1）将橡皮筋一端固定在 M点，用互成角度的两个力只、 F共同作用， 将橡皮筋的另一端拉到 0点；如果我们只用一个力，也可以将橡皮筋的另一瑞拉到 0点。如图1、图2所示。一个力F产生的效果，与两个力几、F。共同作用产生的效果相同，这个力 F就叫做 那两个力几、F的合力，而那两个力几、F就叫这个力F的分力。求见、尼两个力的 合力F，也叫做Th力的合成。如图3所示与初中的二力合成不同的是，凤、 F

4、不在同一直线上，而是互成角度这节课我们就来研究互成角度的两个力的合成（板书：15 力的合成）过渡同一直线上两个力的合力，跟两个力的大小、方向两个因素有关。那 么，（板书）互成角度的两个力的合力跟两个力的哪些因素有关呢？2 新课教学提问：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又 有什么样的关系？我们通过实验来研究这个问题。首先， 应该确定两个分力的大小、方向；再确定合力的大小、方向；然后才能研究合力与两个分力的大小、方向的关 系。那么怎样确定两个分力风、F。的大小。方向呢？启发学生回答：用弹簧秤测量分力的大小，分力的方向分别沿细绳方向，即沿 所标明的虚线方向。讲解弹簧秤的使

5、用在使用弹簧秤测量力的大小时，首先，要观察弹簧秤的零刻度及最小刻度，同 时要注意弹簧秤的正确使用及正确的读数方法。确定分力的大小：（边演示边讲解两人如何分工合作） 一位同学用两只弹簧秤分 别钩挂细绳套，同时用力互成角度地沿规定的方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸 长到0点；另一位同学用记号笔分别在相应位登记下两个弹簧秤的读数。这就是分力的大小注意：拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行。现在，请同学们观察 M 点有没有固定橡皮筋，规定的方向是不是明确，记录用 的油笔有没有？用铁夹子将木板固定在桌上。都准备好之后，左边同学技橡皮筋，右边同学读数并记录数据，测量两个分力的大小，测量完之后请举手！

6、指导学生进行分组实验 I提问：怎样确定合力 F 的大小、方向呢？引导学生回答：用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置0,弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。确定合力的大小和方向：一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置 0,另一位同学用记号笔记下细绳的方向,并在相应位置记下弹簧秤的读数。这就是合力的方向、大小。注意前后两次实验 0点应该重合。现在,请右边同学技橡皮筋,左边同学读数并记录数据,确定合力的大小和方向。视察学生实验情况到此为止,我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向。为了弄清 楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系,我们可以用力的图示法形象地将分

7、力和合力的大小、方向表示出来。数据处理l ）用力的图示法分别表示分力及合力：选择适当的标准长度（ 3cm 长的线段表 示 IN 力），利用三角板，从 O 点开始，用力的图示法分别表示两个分力及合力的大 小、方向。注意标准长度要一致。如图所示，有向线段OA OB 0C分别表示两个分力及合力。现在，请同学们用力的图示法将自己测量的分力和合力分别表示出来。提问：分力的大小分别等于多少？合力的大小等于多少？ 进一步提问：由此看来，互成角度的两个力的合成，不能简单地利用代数方法 相加减。那么合力与分力的大小、方向究竟有什么关系呢？同学们仔细看看，O A C B的位置关系有什么特点？（停顿 20 秒，引导

8、同学猜出）O、A、C B好像是一个平行四边形的四个顶点。OC好像是这个平行四边形的对角线。教师解说：OC好像是这个平行四边形的对角线，这毕竟是一种猜测，究竟 OC 是不是这个平行四边形的对角钱呢？我们可以以 OA OB为邻边作平行四边形 OACB 看平行四边形的对角线与 OC是否重合。2 ）用两个三角板，以表示两个分力的有向线段OA OB为邻边，用虚线作平行四边形OACB（示范。强调邻边，利用两个三角极作平行四边形。）现在请同学们以自己所得的 OA 0B为邻边，作平行四边形，并连接 OA 0B之 间的对角线。3 ）同学操作，教师指导，选出典型，投影讲评4 ）比较平行四边形的对角线和合力，发现对

9、角线与合力很接近5 ）四组同学所得结果都是结论 4），教师所得实验结果也是结论4），那么结论4）是不是普遍的呢？6 ）经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认，对角 线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对 角线就表示几、Fz的合力。可见求互成角度的两个力的合力，木是简单地将两个力相加减，而是（可以）用表示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钱就表示合力的大小和方向。这就是平行四边形定则。如图5所示。提问：有没有同学实验结果是对角线与合力相距比较远？有这种情况很正常，一个规律的得出，是由很多人在很长时间里，进行了许多 次实验，才能总结出来，并

10、要经得起实践检验。因此，一个规律，并木是通过一次 实验就能得到的。如果有同学实验结果是对角线与合力相距比较远，不要着急，课 下我们一起来看看问题出在哪里。现在我们就用平行四边形定则来求互成角度的两个力的合力。3 练习（略）4 小结（1）互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平 行四边形定则。即合力 F 的大小不仅取决于两个分力 F1、F2 的大小，而且取决于两 个分力的夹角。现在，就来观察一下合力与分力大小、方向的关系的动态情景。电脑演示合力F与两个分力Fi、F2的大小的关系；合力F与两个分力Fi、F2的夹角的关系；学生思考如果两个分力的大小分别为 Fi、F2,两个分力之间的夹角为。，当9 =0时，它们的合力等于多少？当。=180时，它们的合力又等于多少？（2）对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳法来完成的。实验归纳法的步 骤是：提出问题设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析多次实验、归 纳、总结得出结论。5 .作业(1) (略)(2)如图6所示，有12个质量相同的钩码，如图挂放AO OB的夹角为什么等于90 ”？6 .教学说明力的合成这一节课，我们一改传统教学中的“验证性”实验教学方式