高中物理人教版力的合成市公开课一等奖省赛课获奖

物理必修①·人教版新课标导学第1页第三章4力合成第2页※了解协力与分力概念，体会等效替换物理思想※※经过试验，验证力合成法则※知道共点力，知道共点力平衡条件※※掌握平行四边形定则，会用作图法、计算法求共点力协力第3页第4页1课前预习2课内探究3素养提升4课堂达标5课时作业第5页课前预习第6页当一个物体受到几个力共同作用时，假如一个力_____________跟这几个力共同___________相同，这一个力叫做那几个力_______，那几个力叫做这个力_________。协力与分力关系为____________关系。协力与分力作用效果作用效果协力分力等效替换第7页1．力合成：求几个力_______过程。2．两个力合成(1)遵照法则——__________________(2)方法：以表示这两个力线段为______作平行四边形，这两个邻边之间对角线表示___________________。3．两个以上力合成方法：先求出任意两个力协力，再求出这个协力与___________协力，直到把___________都合成进去，最终得到结果就是这些力协力。力合成协力平行四边形定则邻边协力大小和方向第三个力全部力第8页1．定义：几个力假如都作用在物体_______，或它们_____________________，这几个力就叫做共点力。2．力合成适用范围：力合成遵从平行四边形定则，只适合用于______。共点力同一点作用线相交于同一点共点力第9页『判一判』(1)两个力协力一定等于这两个力代数和。(

)(2)两个力协力一定大于其中任意一个力大小。(

)(3)两个力协力方向可能与两个分力方向都不相同。(

)(4)共点力一定作用于物体上同一点。(

)(5)共点力一定作用于同一物体上。(

)××√×√第10页解析：大人拉力与两小孩拉力效果相同，A正确；由共点力合成法则知协力一定，夹角越大，分力越大，故B、C错，D正确。AD第11页第12页方法：①先求出F1和F2协力F12；②再求出F3和F4协力F34；③最终将F12和F34合成。第13页课内探究第14页如图所表示是大家都很熟悉“曹冲称象”故事。图中曹冲依据什么得到大象和船上石头重力相等？其中包含什么思想方法？请你结合生活经验再举一个相同例子。探究一对协力与分力深入了解第15页提醒：在船吃水线相同情况下，一头大象重力与一堆石头重力相当。其中包含了等效替换思想方法，即一头大象和一堆石头作用效果相同。结合生活经验举例：一桶水能够由一个成年人单独提起，也能够由两个小孩共同提起。两个小孩对水桶作用效果与一个成年人对水桶作用效果相同。第16页1．协力与分力相关性(1)等效性：协力作用效果与分力共同作用效果相同，它们在效果上能够相互替换。(2)同体性：各个分力是作用在同一物体上，分力与协力为同一物体，作用在不一样物体上力不能求协力。(3)瞬时性：各个分力与协力含有瞬时对应关系，某个分力改变了，协力也同时发生改变。第17页2．协力与分力间大小关系当两分力F1、F2大小一定时(1)两力同向时协力最大：F＝F1＋F2，方向与两力同向；(2)两力方向相反时，协力最小：F＝|F1－F2|，方向与两力中较大力同向。(3)两力夹角为θ时，如图，协力随θ增大而减小，协力大小范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。第18页尤其提醒：(1)在力合成中分力是实际存在，每一个分力都有对应施力物体，而协力没有与之对应施力物体。(2)协力为各分力矢量和，协力能够大于两个分力中任何一个力，也能够小于两分力中任何一个力，还有可能和分力大小相等。第19页解题指导：解答本题时需要把握以下两点：(1)协力与分力作用效果相同，但不一样时作用在物体上；(2)协力与分力遵照平行四边形定则。D第20页第21页BD第22页解析：由题意可知，弹簧秤是测量小桶重力，而与绳子长短无关，故A错误，B正确；协力一定，当两绳夹角越大时，分力也越大，甲图中绳拉力之间夹角小于乙图中夹角，则甲图中绳拉力比乙图中小，故C错误，D正确；故选B、D。第23页两人同拉一辆车以下列图所表示，每人都用100牛力拉，车受到拉力一定是200牛吗？提醒：不一定。两个力协力并非等于两个力大小之和，应依据平行四边形定则，用作图或者计算方法求得协力。探究二求协力方法第24页1．作图法依据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，然后用测量工具测量出协力大小、方向，详细操作流程以下：第25页2．计算法能够依据平行四边形定则作出分力及协力示意图，然后由几何知识求解对角线，即为协力。以下为求协力两种特殊情况：第26页第27页尤其提醒：(1)作图时，协力、分力要共点，实线、虚线要分清，标度要唯一且适当。(2)作图法和计算法均为矢量运算通用方法。第28页第29页解题指导：本题可用作图法或计算法求解。(1)作图法简单、直观，是物理学中惯用方法之一，但不够准确。(2)在应用计算法时，要画出力合成示意图。(3)两力夹角为特殊角(如120°、90°等)时，应用计算法求协力更简单。解析：把两根钢索拉力看成沿钢索方向两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们协力。由对称性可知，协力方向一定沿塔柱竖直向下。下面用两种方法计算这个协力大小：第30页解法一：作图法以下列图甲所表示，自O点引两根有向线段OA和OB，它们跟竖直方向夹角都为30°。取单位长度为1×104N，则OA和OB长度都是3个单位长度，作出平行四边形和对角线OC。量得对角线OC长为5.2个单位长度，所以协力大小为F＝5.2×1×104N＝5.2×104N。第31页第32页B第33页1．试验目标(1)验证两个力合成时平行四边形定则。(2)经过验证力平行四边形定则，培养用图象法处理试验数据并得出结论能力。2．试验原理若某个力F′作用效果与两个力F1、F2共同作用效果都能使橡皮条伸长到同一点，则F′为F1和F2协力，作出F′图示，再依据平行四边形定则作出F1和F2协力F图示，比较F′、F，分析在试验误差允许范围内是否大小相等、方向相同。即可验证平行四边形定则。探究三试验：验证力平行四边形定则第34页3．试验器材方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔。4．试验过程(1)钉白纸：用图钉把白纸固定在水平桌面上方木板上。(2)拴绳套：用图钉把橡皮条一端固定在板上A点，橡皮条另一端拴上两个细绳套。第35页第36页(4)一个力拉：①只用一个测力计，经过细绳把橡皮条上结点拉到一样位置O。②记下测力计读数和细绳方向。(5)重复：改变F1和F2夹角和大小，再做两次。第37页5．数据处理(1)理论值：在白纸上按百分比从O点开始作出两个弹簧测力计拉力F1和F2图示，利用刻度尺和三角板依据平行四边形定则求出协力F。(2)测量值：按一样百分比用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F′图示。(3)相比较：比较F′与用平行四边形定则求得协力F在试验误差允许范围内是否相等。第38页6．操作技巧及注意事项(1)正确使用弹簧测力计①弹簧测力计选取方法：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉，若两只弹簧测力计在对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不一样，应另换，直至相同为止。②弹簧测力计不能在超出它测量范围情况下使用。③使用前要检验指针是否在零刻度线上，不然应校正零位。④被测力方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦。⑤读数时应正对、平视刻度。第39页(2)试验注意事项①不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，方便准确地统计结点O位置。②互成角度两个力协力改变，看橡皮条结点O位置改变，而在每次试验中橡皮条结点位置一定不能改变。③经验得知两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出协力F误差也越大，所以试验中不要把θ角取得太大，普通以小于90°为最正确。橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计挂钩应防止与纸面摩擦。第40页④拉橡皮条细线要长些，标识每条细线方向方法是使视线经过细线垂直于纸面，在细线下面纸上用铅笔点出两个定点位置，并使这两个点距离要尽可能远些。⑤作图要用尖铅笔，图百分比要尽可能大些，要用严格几何方法作出平行四边形，图旁要画出表示力百分比线段，且注明每个力大小和方向。第41页第42页B．只用一只弹簧测力计，经过细绳拉橡皮条，使它伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计示数F′和记下细绳方向。请指出以上步骤中错误或疏漏：A中是_________________________，B中是__________________________。(2)该学习小组纠正了(1)中问题后，某次试验中两个弹簧测力计拉力F1、F2已在图中画出，图中方格每边长度表示2N，O点是橡皮条结点，请用直角三角板严格作出协力F图示，并求出协力大小为_______________。没有统计两拉力方向没有说明要把结点拉至O点第43页(3)乙图是马诗雨同学在白纸上依据试验结果作出力示意图，F和F′中______是F1和F2协力实际测量值。解题指导：掌握试验原理及操作步骤是解题关键。F′第44页第45页第46页(1)试验统计纸如图乙所表示，两弹簧测力计共同作用时，O点为结点位置，拉力F1和F2方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3方向过P3点。力F1大小如弹簧测力计所表示，F1＝______N(已知F2＝2.63N，F3＝4.41N)。(2)同学们在操作过程中有以下议论，其中正确是___。A．两根细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．同一次试验中只要橡皮筋伸长量相同，结点O点位置能够变动D．橡皮条应该与两绳夹角角平分线在同一直线上(3)请在答题纸上作出F1和F2协力F(标度已给出)；并求出协力F＝______N。2.92B4.30第47页解析：(1)由图知1N之间有10小格，一个小格代表0.1N，所以弹簧测力计示数为2.92N。(2)经过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时，并非要求两细绳等长，故A错误；测量力试验要求尽可能准确，为了减小试验中因摩擦造成误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；本试验采取“等效法”，为了使两次拉伸橡皮条效果相同，要求两次拉橡皮条时必须将其结点拉至同一个位置，结点O点位置不能够变动，故C错误；两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线夹角平分线上，故D错误，故选B。第48页(3)依据平行四边形定则先作出F2与F1协力，如图所表示，由图得F1、F2协力大小4.30N。第49页素养提升第50页1．平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态。2．平衡条件：协力为零(共点力作用时)。3．主要