高中力的合成教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02談“力的合成”。
摘要:探究式教學(xué)特別注重讓學(xué)生經(jīng)歷探索問(wèn)題的全過(guò)程,從中獲得體驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。本設(shè)計(jì)從日?,F(xiàn)象貼入,設(shè)置情景,引導(dǎo)學(xué)生圍繞問(wèn)題制定計(jì)劃,設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在收集數(shù)據(jù)并分析的基礎(chǔ)上,提出假設(shè)并驗(yàn)證,形成結(jié)論,最后通過(guò)集體交流評(píng)估,不斷完善方案,實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能,過(guò)程與方法,情感態(tài)度與價(jià)值觀三維目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:力的合成科學(xué)探究--
1設(shè)計(jì)思想
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》提出:“物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生積極參與,樂(lè)于探究,勇于實(shí)踐,勤于思考……培養(yǎng)其科學(xué)探究能力?!北驹O(shè)計(jì)正是從日常生活中的問(wèn)題入手,設(shè)置懸念,激活學(xué)生思維,引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題,經(jīng)歷科學(xué)探究的全過(guò)程,獲得體驗(yàn),猜想并驗(yàn)證力的合成法則──平行四邊形定則,并運(yùn)用其解決課前設(shè)置的問(wèn)題,從生活走向物理,從物理走向社會(huì),提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
2--
2.1科學(xué)探究
引言:三加四等于七大家都知道,那么,若一個(gè)物體同時(shí)受到作用于其上同一點(diǎn)的3牛和4牛的力,從效果上看,是否相當(dāng)于對(duì)物體施加一個(gè)7牛的力呢?即三“加”四等于七嗎?這兩個(gè)問(wèn)題有什么區(qū)別呢?經(jīng)過(guò)本節(jié)課的探索大家就明白了。
2.1.1貼近生活,提出問(wèn)題
大屏幕展示:①兩個(gè)同學(xué)共提一桶水,兩人手臂間夾角大些省力?還是小些省力?②河岸邊兩隊(duì)纖夫正沿河兩岸拉纖。③一條水平繃直的鋼絲,雜技演員一站上去,鋼絲變彎到一定程度……然后,引導(dǎo)學(xué)生了解合力與分力及其等效性、力的合成概念,并提出探討的核心問(wèn)題:合力與分力有什么關(guān)系呢?
[說(shuō)明:通過(guò)現(xiàn)象及問(wèn)題的呈現(xiàn),使學(xué)生感受到物理知識(shí)就在身邊,產(chǎn)生對(duì)物理學(xué)的親和感,萌發(fā)好奇心,激活思維,產(chǎn)生急于探究的沖動(dòng),這是科學(xué)探究活動(dòng)自主順利進(jìn)行的良好開(kāi)端。]
2.1.2制定計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
以兩個(gè)共點(diǎn)力合成為例,組織學(xué)生集體討論,學(xué)生依據(jù)已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn),自主思考,合作交流,主要解決以下問(wèn)題:(見(jiàn)表1)jAB88.cOM
[說(shuō)明:應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)方案,明確待測(cè)量,選擇器材,設(shè)計(jì)操作步驟。使學(xué)生體會(huì)解決此類問(wèn)題的基本思路和方法,提高學(xué)生自主設(shè)計(jì)、制定方案的能力。]
2.1.3分組實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)
根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的三種不同方案(見(jiàn)表2),分三個(gè)大組,每個(gè)大組又分若干個(gè)小組,進(jìn)行操作、測(cè)量,學(xué)生設(shè)計(jì)表格,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分工協(xié)作。
[說(shuō)明:三組設(shè)計(jì)大同小異,各有其優(yōu)缺點(diǎn),但具有互補(bǔ)性。對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)方案的熱情和信心及時(shí)給予鼓勵(lì),即使方案有缺陷或不完善,也絕不能簡(jiǎn)單地將其統(tǒng)一為某標(biāo)準(zhǔn)模式或方式,否則可能會(huì)挫傷學(xué)生的積極性和自信心??茖W(xué)探究中應(yīng)特別注意保護(hù)學(xué)生的求新、求異的創(chuàng)造熱情。]
2.1.4大膽猜想謹(jǐn)慎驗(yàn)證
根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù),學(xué)生經(jīng)分析初步發(fā)現(xiàn):力的合成并不是將兩個(gè)力簡(jiǎn)單相加,合力可能比任何一個(gè)分力都小,合力的方向一般也與兩個(gè)分力的方向不同。但要直觀地發(fā)現(xiàn)它們滿足平行四邊形還很不容易,這時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生以某組數(shù)據(jù)為例,在同一點(diǎn)分別做出兩個(gè)分力及其合力的力的圖示,鼓勵(lì)學(xué)生科學(xué)探究需“大膽猜想,小心驗(yàn)證”,分析并猜想得到平行四邊形定則,并用其它幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。
[說(shuō)明:猜想盡管帶有一定想象、推測(cè)成分,具有偶然性,但它是學(xué)生依據(jù)客觀事實(shí)和科學(xué)理論進(jìn)行思辨的結(jié)果,是創(chuàng)造思維的表現(xiàn),也是科學(xué)家科學(xué)研究中產(chǎn)生的新的想法,新的發(fā)現(xiàn)途徑之一。課堂上應(yīng)結(jié)合多媒體動(dòng)畫(huà),向?qū)W生形象展示,啟迪學(xué)生思維,做出猜想并驗(yàn)證,使學(xué)生了解猜想在科學(xué)探究中的重要意義。]
2.1.5交流評(píng)估形成結(jié)論
在猜想得到驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,A.B.C三組同學(xué)間互相交流各自用不同方案得出的結(jié)果,概括總結(jié)出平行四邊形定則,形成結(jié)論。然后分析各組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作的優(yōu)缺點(diǎn),提出改進(jìn)方法,進(jìn)一步完善方案。在了解矢量與標(biāo)量的區(qū)別后,明確平行四邊形定則是一切矢量合成的普遍法則。
2.2回歸生活
引導(dǎo)學(xué)生思考課前大屏幕呈現(xiàn)的問(wèn)題。先讓學(xué)生自己運(yùn)用所學(xué)知識(shí)認(rèn)真思考,必要時(shí)小組討論,協(xié)商解決,待學(xué)生基本完成后,利用多媒體動(dòng)畫(huà),直觀清晰地展示出力的合成知識(shí)在這些問(wèn)題中的具體應(yīng)用。解開(kāi)這一組謎團(tuán)后,可讓學(xué)生思考:實(shí)際中物體往往受到多個(gè)共點(diǎn)力,怎樣求多個(gè)共點(diǎn)力的合力呢?鼓勵(lì)學(xué)生課后繼續(xù)探究。
[說(shuō)明:通過(guò)學(xué)生間交流合作,培養(yǎng)集體協(xié)作意識(shí),在交流中發(fā)現(xiàn)不足并完善方案,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。在解決了一個(gè)問(wèn)題后,又發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題,使學(xué)生感受到科學(xué)探究過(guò)程就是在不斷解決又不斷提出問(wèn)題的過(guò)程中逐步深入的。最后讓學(xué)生帶著問(wèn)題離開(kāi)課堂,為其進(jìn)一步探究留下拓展的空間。]
延伸閱讀
力的合成
力的合成
[要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)]
1、力的合成和合力的概念。一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就是那幾個(gè)力的合力;力的合成是運(yùn)算過(guò)程。
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,求合力的方法可歸納為:如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么合力的大小與方向就可以用這個(gè)平行四邊形的對(duì)角線表示,這個(gè)法則就是平行四邊形法則。
3、合力隨兩分力間的夾角的增大而減小,合力的變化范圍是在兩分力之和與兩分力之差之間,即│F1-F2│≤F≤│F1+F2│
[范例精析]
例1在做“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)中,只用一個(gè)彈簧秤來(lái)代替鉤碼也可以完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),下面用單個(gè)彈簧秤完成實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中,正確的是()
A.把兩條細(xì)線中的一條與彈簧秤連接,然后同時(shí)拉動(dòng)這兩條細(xì)線,使橡皮條一端伸長(zhǎng)到O點(diǎn)位置,讀出秤的示數(shù)Fl和F2的值
B.把兩條細(xì)線中的一條與彈簧秤連接,然后同時(shí)拉動(dòng)這兩條細(xì)線,使橡皮條的一端伸長(zhǎng)到O點(diǎn),讀出彈簧秤的示數(shù)F1;放回橡皮條,再將彈簧秤連接到另一根細(xì)線上,再同時(shí)拉這兩條細(xì)線,使橡皮條再伸長(zhǎng)到O點(diǎn),讀出秤的示數(shù)F2
C.用彈簧秤連接一條細(xì)線拉橡皮條,使它的一端伸長(zhǎng)到O點(diǎn),讀出Fl;再換另一條細(xì)線與彈簧秤連接拉橡皮條,使它的一端仍然伸長(zhǎng)到O點(diǎn),讀出F2
D.把兩根細(xì)線中的一條細(xì)線與彈簧秤連接,然后同時(shí)拉這兩條細(xì)線,使橡皮條的一端伸長(zhǎng)到O點(diǎn),記下兩細(xì)線的方向及秤的示數(shù)Fl;放回橡皮條后,將彈簧秤連接到另一根細(xì)線上,再同時(shí)拉這兩條細(xì)線,使橡皮條一端伸長(zhǎng)到O點(diǎn),并使兩條細(xì)線位于記錄下來(lái)的方向上,讀出彈簧秤的讀數(shù)為F2.
解析:本實(shí)驗(yàn)是用橡皮條的伸長(zhǎng)來(lái)顯示力的作用效果,相同的作用效果應(yīng)該是使橡皮條沿相同的方向伸長(zhǎng)相同的長(zhǎng)度。用一只彈簧秤實(shí)驗(yàn),與用兩只彈簧秤完成該實(shí)驗(yàn)基本步驟相同,但必須保證效果相同,同時(shí)能完整地作出平行四邊形進(jìn)行比較.答案:D
拓展:本實(shí)驗(yàn)要研究合力和分力的關(guān)系,把第一次兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1和F2看作與第二次一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力F單獨(dú)作用的效果相同時(shí),F(xiàn)1、F2和F才構(gòu)成分力和合力的關(guān)系,在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,用橡皮條在拉力作用下發(fā)生的形變來(lái)反映力的作用效果,這個(gè)形變包括伸長(zhǎng)量和伸長(zhǎng)方向兩項(xiàng),伸長(zhǎng)量反映橡皮條所受合力的大小,伸長(zhǎng)方向反映橡皮條所受合力的方向,僅用其中的一項(xiàng)不能完整表示力的作用效果.
例如.關(guān)于“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是()
A.兩串鉤碼的拉力與某一串鉤碼的拉力作用效果相同
B.實(shí)驗(yàn)中不必記錄兩分力的夾角
C.實(shí)驗(yàn)中必須記錄兩分力的方向
D.實(shí)驗(yàn)中必須記錄橡皮條端點(diǎn)最終被拉到的位置
(答案:ACD)
例2.力F1=45N,方向水平向東。力F2=60N,方向水平向北,用作圖法求解合力F的大小和方向。
解析:選擇某一標(biāo)度,利用1.0cm的長(zhǎng)度表示15N的力,作出力的平行四邊形,如圖3-4-1所示,表示F1的線段長(zhǎng)3.0㎝,表示F2的線段長(zhǎng)4.0㎝。用刻度尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度L為5.0㎝,利用F=L×15/1.0N=75N求出,用量角器可量出合力的方向?yàn)闁|偏北53°。
拓展:涉及方向問(wèn)題的共點(diǎn)力合成時(shí),表示的方向應(yīng)該與地圖冊(cè)的方向一致。用圖解法求合力時(shí),選用的標(biāo)度不能太小,標(biāo)度太小會(huì)導(dǎo)致誤差增大。
例3、下列關(guān)于合力的敘述中正確的是()
A.合力是原來(lái)幾個(gè)力的等效代替,合力的作用效果與分力的共同作用效果相同
B.兩個(gè)力夾角為θ(0≤θ≤π),它們的合力隨θ增大而增大
C.合力的大小總不會(huì)比分力的代數(shù)和大
D.不是同時(shí)作用在同一物體上的力也能進(jìn)行力的合成的運(yùn)算
解析:力的合成基本出發(fā)點(diǎn)是力的等效代替.合力是它的所有分力的一種等效力,它們之間是等效代替關(guān)系。合力和作用在物體上各分力間的關(guān)系,在效果上是和各分力的共同作用等效,而不是與一個(gè)分力等效.因此只有同時(shí)作用在同一物體上的力才能進(jìn)行力的合成的運(yùn)算。就合力與諸分力中的一個(gè)分力的大小相比較,則合力的大小可以大于、等于或小于分力.這是因?yàn)榱κ鞘噶?,力的合成遵循平行四邊形定則,合力的大小不僅跟分力的大小有關(guān),而且跟分力的方向有關(guān).根據(jù)力的平行四邊形定則和數(shù)學(xué)知識(shí)可知,兩個(gè)力夾角為θ(0≤θ≤π),它們的合力隨θ增大而減小,θ=0°時(shí),合力最大,為兩分力的代數(shù)和;θ=180°時(shí),合力大小最小,等于兩分力代數(shù)差,所以合力的大小總不會(huì)比分力的代數(shù)和大.
正確解答AC
拓展:只有同時(shí)作用在同一物體上的幾個(gè)力才存在著等效的合力.求解多個(gè)力的合力時(shí),可以先把任意兩個(gè)力合成,再把合力與第三個(gè)力合成,直到把所有力都合成進(jìn)去。例如:三個(gè)方向互成120°角的力,F(xiàn)1=12N方向向東,F(xiàn)2=15N方向南偏西,F(xiàn)3=15N,方向西偏北。求這三個(gè)力的合力時(shí)可先把F2與F3合成,它們的合力為15N,方向向西,再與F1合成,所以三個(gè)力的合力等于3N,方向向西。如圖3-4-2所示。
【能力訓(xùn)練】
1.如果一個(gè)力的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生效果_____,這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的______,求幾個(gè)力的合力叫做___________.相同,合力,力的合成
2.力的合成遵循力的________________,求兩個(gè)力的合力時(shí),用力的圖示法作出以這兩個(gè)力的線段為_(kāi)______的平行四邊形的對(duì)角線,則對(duì)角線的長(zhǎng)度和方向表示____________________.平行四邊形定則,鄰邊,合力的大小和方向
3.有兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力,它們的合力的大小F合隨兩力夾角α變化的情況如圖3-4-3所示,則兩力的大小分別為_(kāi)______和.4N,8N
4.作用在某物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力F1=40N,F2=30N.當(dāng)兩個(gè)力的夾角為_(kāi)___時(shí),兩力的合力最大,其最大值是_______N;當(dāng)兩力的夾角為_(kāi)______時(shí)兩力的合力最小,其最小值是________N;當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí)合力的大小是________N,合力的方向?yàn)開(kāi)______(用與F1的夾角表示)0°70180°105037°
5.有五個(gè)力作用于一點(diǎn)O,這五個(gè)力的作用情況如圖3-4-4所示,構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線。已知F3=10N。則這五個(gè)力的合力大小為_(kāi)_______。30N
6.一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用,則(B)
A.當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí),物體所受合力一定為零
B.當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí),物體所受合力可能為零
C.當(dāng)兩個(gè)力中一個(gè)較大時(shí),物體所受合力一定與較大的力同方向
D.當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí),物體所受合力將取最大值
7.關(guān)于共點(diǎn)力,下列說(shuō)法中正確的是(CD)
A、作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果大小相等,方向相反,這兩力是共點(diǎn)力
B、作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果是一對(duì)平衡力,則這兩力是共點(diǎn)力
C、作用在一個(gè)物體的幾個(gè)力,如果它們的作用點(diǎn)在同一點(diǎn)上,則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力
D、作用在一個(gè)物體的幾個(gè)力,如果它們力的作用線匯交于同一點(diǎn),則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力
8.物體受到兩個(gè)方向相反的力的作用,F1=8N,F2=10N,當(dāng)F2由10N逐漸減小到零的過(guò)程中,這兩個(gè)力的合力的大小變化是(D)
A.逐漸變小
B.逐漸增大
C.先變大后變小
D.先變小后變大
9.作用在同一物體上的兩個(gè)力F1=F2=15N,用作圖法分別求出夾角為300、900、1200時(shí)合力的大小和方向.
10如圖3-4-5所示,懸掛在天花板下重60N的小球,在均勻的水平風(fēng)力作用下偏離了豎直方向θ=30°角.求風(fēng)對(duì)小球的作用力和繩子的拉力.34.6N
11.如圖3-4-6所示,懸線AO與天花板夾角為600,線AO的拉力F1=24N,線BO與墻壁垂直,線BO的拉力F2=12N.求:
(1)用圖解法求F1和F2的合力.
(2)用計(jì)算法求F1、F2的合力的大小.20.8N
12.物體受到三個(gè)力的作用,其中兩個(gè)力的大小分別為5N和7N,這三個(gè)力的最大值為21N,則第三個(gè)力的大小為多少?這三個(gè)力的合力最小值為多少?若三個(gè)力的最大值為30N,則三個(gè)力的合力的最小值為多少?9N0
力的合成(學(xué)案)
力的合成(學(xué)案)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解等效理念,理解合力、分力、力的合成等概念。
2.理解力的平行四邊形定則,會(huì)用平行四邊形定則分析共點(diǎn)力的合成
3.了解分力與合力的大小關(guān)系及角度關(guān)系。
4.理解分力、合力從本質(zhì)上講是一種等效替換
二、課前預(yù)習(xí)
1、如果一個(gè)力的和幾個(gè)力的相同,那么
叫合力,叫分力。
2、叫力的合成。
3、力的合成遵循法則,所謂法則就是
。
4、同直線上的力合成時(shí)可以轉(zhuǎn)化代數(shù)運(yùn)算,具體的做法是
;
5、當(dāng)互成角度的兩個(gè)力F1、F2合成時(shí)在角度不確定的情況下,它們合力的取值范圍是,當(dāng)兩力的夾角為時(shí)取最大值,當(dāng)兩力的夾角為時(shí)取最小值。
6、分力和合力的大小關(guān)系。
7、共點(diǎn)力:。
8、三個(gè)或三個(gè)以上共點(diǎn)力的合成方法:
三、經(jīng)典例題
例1、用做圖法做出兩個(gè)分力的大小
答案略
例2、求下面幾種情況下合力的大小范圍
1、F1=8N、F2=10N
2N-18N
2、F1=2N、F2=10N
8N-12N
3、F1=10N、F2=10N
0-20N
例3、下列說(shuō)法正確的是(CD)
A.幾個(gè)力的合力就是這幾個(gè)力的代數(shù)和。
B.幾個(gè)力的合力一定大于這幾個(gè)力中的任何一個(gè)分力。
C.幾個(gè)力的合力可能小于這幾個(gè)力中最小的一個(gè)。
D.幾個(gè)力的合力可能大于這幾個(gè)力中最大的力
例4、下列說(shuō)法正確的是(BC)
A.分力與合力同時(shí)作用在物體上。
B.分力同時(shí)作用在物體上的共同效果與合力單獨(dú)作用時(shí)效果相同。
C.合力可能大于分力的大小也可能小于分力的大小
D.合力與分力是一對(duì)平衡力。
例5、求下面幾種情況下合力的大小范圍。
1、F1=3N,F(xiàn)2=7N,F(xiàn)3=8N,求這三個(gè)力的合力的大小范圍。
0-18N
2、F1=3N,F(xiàn)2=7N,F(xiàn)3=12N,求這三個(gè)力的合力的大小范圍。
2N-22N
3、F1=3N,F(xiàn)2=7N,F(xiàn)3=2N,求這三個(gè)力的合力的大小范圍。
2N-12N
例6、有三個(gè)力,它們的合力是0,如果把其中一個(gè)6N的向正東方向的力改變正南方向,大小不改變,它們現(xiàn)在的合力是多少?
6√2N
四、鞏固練習(xí)
1、關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力F1、F2與其合力的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是()
A、F的大小隨F1、F2的夾角增大而增大
B、F的大小一定大于F1、F2中的最大者
C、F的大小隨F1、F2之間夾角增大而減小
D、F的大小不能小于F1、F2中的最小者
2、求合力范圍。
(1)1N,5N
(2)1N,5N,10N
(3)1N,10N,10N
3、已知三個(gè)共點(diǎn)力合力為零,則這三個(gè)力大小可能是()
A.15N,5N,6N
B.3N,6N,4N
C.1N,2N,10N
D.1N,6N,3N
4、物體受到n個(gè)共點(diǎn)力的作用,這些力的合力為零,現(xiàn)在撤去其中一個(gè)方向向西、大小為5N的力,其余的力不變,則剩下的力的合力為。
5、三個(gè)共點(diǎn)力大小均為10N,已知三個(gè)力的夾角均為120,求合力
6、如圖為F隨兩分力的夾角θ變化的圖像,求這兩個(gè)分力的大小。
參考答案
1、【答案】C
【解析】因?yàn)榉至εc合力的大小無(wú)絕對(duì)關(guān)系,所以B錯(cuò)D錯(cuò);合力隨兩分力夾角的增大而減小,C對(duì)。
2、【答案】4N≤F≤6N4N≤F≤16N0≤F≤21N
3、【答案】B
4、【答案】5N方向向東
【解析】n個(gè)共點(diǎn)力合力為0,撤去一個(gè)方向向西的5N的力,剩下的力的合力必與這個(gè)5N的力相互抵消,所以剩下的力的合力大小為5N,方向向西。
5、【答案】0
【解析】
6、【答案】2N、3N
【解析】夾角0度表示同向,最大有180度表示反向,最小有可得兩力大小為2N、3N
力的合成導(dǎo)學(xué)案
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。教案的內(nèi)容要寫(xiě)些什么更好呢?為滿足您的需求,小編特地編輯了“力的合成導(dǎo)學(xué)案”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
第三章相互作用
第四節(jié)力的合成
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.準(zhǔn)確理解合力與分力的概念及其關(guān)系,熟練掌握平行四邊形定則。
2.自主學(xué)習(xí),合作探究,學(xué)會(huì)用圖示法求合力。
3.積極投入,領(lǐng)悟“等效代替”法在建立物理概念中的作用。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.合力與分力的關(guān)系。
2.矢量運(yùn)算的法則——平行四邊形定則。
【使用說(shuō)明及學(xué)法指導(dǎo)】
1.依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo),認(rèn)真閱讀課本做好問(wèn)題導(dǎo)學(xué),重點(diǎn)體會(huì)等效替代的物理思想。
2.通過(guò)自學(xué),初步掌握合力與分力的關(guān)系以及求合力的方法。
【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】
1.物理情景:值日生倒廢水時(shí),兩個(gè)同學(xué)共同提起一桶水,另一個(gè)力氣比較大的同學(xué)自己就可以提起來(lái)。
問(wèn)題:(1)在上例中,兩個(gè)同學(xué)對(duì)水桶的作用效果與一個(gè)同學(xué)對(duì)水桶的作用效果相同嗎?
(2)請(qǐng)根據(jù)力的作用效果定義分力與合力:
合力:
分力:
思考:合力與分力是_____________關(guān)系。
2.(1)什么是力的合成?
(2)設(shè)F1=4N、F2=3N,
當(dāng)F1與F2共線同向時(shí),合力為多大?方向怎樣?
當(dāng)F1與F2共線反向時(shí),合力為多大?方向怎樣?
當(dāng)F1與F2垂直時(shí),合力多大?方向怎樣?(是否直接把F1、F2相加或相減?)
3.在右圖中,兩物體受力有何特點(diǎn),這樣的一組力叫做____________,力的合成法則只適用于這樣的力。
下圖中物體受的力是共點(diǎn)力嗎?
預(yù)習(xí)自測(cè)
1.下列說(shuō)法正確的是()
A.分力與合力同時(shí)作用在物體上
B.分力同時(shí)作用在物體上的共同效果與合力單獨(dú)作用時(shí)效果相同
C.合力與分力是一對(duì)平衡力
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
2.下列說(shuō)法正確的是()
A.幾個(gè)力的合力就是這幾個(gè)力的代數(shù)和。
B.幾個(gè)力的合力一定大于這幾個(gè)力中的任何一個(gè)分力。
C.幾個(gè)力的合力可能小于這幾個(gè)力中最小的一個(gè)。
D.幾個(gè)力的合力可能大于這幾個(gè)力中最大的力
【合作探究】
探究點(diǎn)一:力的合成
問(wèn)題1.實(shí)驗(yàn):探究求合力的方法(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①在木板上用圖釘固定一張白紙,在白紙上用圖釘固定一根橡皮筋;
②在橡皮筋的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套,用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地
拉橡皮筋,記下結(jié)點(diǎn)的位置、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和細(xì)繩套的方向,即兩分力F1、F2的大小和方向;
③再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套,達(dá)到同樣的結(jié)點(diǎn)位置,記下此時(shí)的力F的大小和方向;
④選定標(biāo)度,做出力F1、F2、F的圖示;
⑤以F1、F2為鄰邊作平行四邊形,并作出對(duì)角線。
(2)通過(guò)認(rèn)真作圖,你能得出怎樣的結(jié)論?
(3)思考:如何保證兩次拉橡皮筋力的作用效果是相同的?
為了減小摩擦(減小誤差)拉動(dòng)彈簧秤時(shí)應(yīng)該注意什么問(wèn)題?
《力的合成》教案分析
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。所以你在寫(xiě)教案時(shí)要注意些什么呢?經(jīng)過(guò)搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“《力的合成》教案分析”,但愿對(duì)您的學(xué)習(xí)工作帶來(lái)幫助。
《力的合成》教案分析
一、教學(xué)內(nèi)容分析
《力的合成》是人教版《物理》(必修1)第三章第四節(jié)的內(nèi)容。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生將明確兩個(gè)力同時(shí)作用在物體這一問(wèn)題的處理方法。在這節(jié)課的學(xué)習(xí)中,等效替代的思想在建立概念、尋求合力與分力關(guān)系的過(guò)程中被深度應(yīng)用;平行四邊形定則是矢量運(yùn)算普遍遵循的法則,而矢量運(yùn)算貫穿高中物理始終,用“圖形”表示物理量之間關(guān)系的方法,對(duì)學(xué)生而言是一個(gè)新方法。因此,該節(jié)在教和學(xué)兩方面都具有承前啟后的作用;其涉及的物理研究方法和實(shí)驗(yàn)方法在高中物理中具有典型性,并使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)、物理模型、數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用;采用自主、合作、探究等新型的學(xué)習(xí)方式,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力、訓(xùn)練嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生全面素質(zhì)的和諧發(fā)展。
二、學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析
在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力、重力、彈力、摩擦力等力的概念,對(duì)“力”有了較為深刻的理解和認(rèn)識(shí);同時(shí),通過(guò)位移、速度和加速度等矢量的學(xué)習(xí),對(duì)“矢量”也有了初步的認(rèn)識(shí)。這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基本的知識(shí)儲(chǔ)備。然而,腦中根深蒂固的標(biāo)量運(yùn)算對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)力的合成而言,是一種負(fù)遷移,對(duì)力進(jìn)行合成時(shí),照搬標(biāo)量運(yùn)算的方法來(lái)應(yīng)付,而矢量運(yùn)算使用的平行四邊形定則,對(duì)于學(xué)生初次學(xué)習(xí)而言比較抽象,且涉及幾何和三角等數(shù)學(xué)知識(shí),感覺(jué)有難度。學(xué)生在初中所學(xué)的二力平衡為標(biāo)量代數(shù)運(yùn)算,要想直接過(guò)渡到互成角度的力的合成遵循平行四邊形定則的矢量運(yùn)算,思維階梯跨度較大,在認(rèn)知水平上是一次質(zhì)的跨越,很難要求學(xué)生一次轉(zhuǎn)化完成,這些都給本節(jié)課的教學(xué)帶來(lái)了困難。
三、設(shè)計(jì)思想
依據(jù)本校實(shí)際教學(xué)條件和新課程理念,在教學(xué)中實(shí)施中注重學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí),讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考,通過(guò)多樣化的教學(xué)方式,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。由于本節(jié)課比較抽象,但實(shí)驗(yàn)比較直觀,易于得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論,我準(zhǔn)備采用學(xué)生自主探究、合作交流、分組討論與教師講授相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。主要教學(xué)環(huán)節(jié)如下表:
環(huán)節(jié)
內(nèi)容
作用
一
情景創(chuàng)設(shè)
建立共點(diǎn)力、合力與分力、力的合成的概念,體驗(yàn)等效替代的思想
二
設(shè)問(wèn):互成角度的兩個(gè)分立如何求合力?
提出探究活動(dòng)的問(wèn)題
三
學(xué)生探究活動(dòng)
通過(guò)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和DISlab數(shù)字實(shí)驗(yàn)共同完成
通過(guò)探究,得出平行四邊形法則
四
實(shí)例分析,強(qiáng)化概念
初步應(yīng)用平行四邊形,加深理解
四、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》理解合力、分力、力的合成。
2.理解合力與分力的關(guān)系是作用效果上的等效替代。
3.掌握平行四邊形定則的含義和使用方法,會(huì)用它求兩個(gè)分力的合力。
過(guò)程與方法
高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》1.通過(guò)合力與分力概念的建立過(guò)程,體會(huì)物理學(xué)中常用的研究方法──等效替代法。
2.通過(guò)探究求互成角度的兩個(gè)力合力方法的過(guò)程,體會(huì)邏輯和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的科學(xué)方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.感受科學(xué)研究的樂(lè)趣和社會(huì)價(jià)值。
2.體會(huì)科學(xué)研究中合作、交流的重要性和必要性。
教學(xué)重點(diǎn):
1.合力與分力的概念及其等效替代關(guān)系。
2.平行四邊形定則及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn):
平行四邊形定則的探究過(guò)程及其結(jié)論。
五、教學(xué)用具
1.實(shí)驗(yàn)器材:木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮條、細(xì)繩套(兩根)、彈簧秤(兩只)、三角板、鉛筆;
2.計(jì)算機(jī)、實(shí)物展示臺(tái)等多媒體輔助教學(xué)設(shè)備;DIS-lab設(shè)備;CAI課件
六、教學(xué)流程圖(略)
七、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
設(shè)計(jì)意圖
引入新課
由曹沖稱象的故事引入
為學(xué)生更好地理解等效替代的思想
通過(guò)親身體驗(yàn)感受合力和分立
學(xué)生活動(dòng):兩個(gè)女同學(xué)共同提起水桶和一男同學(xué)單獨(dú)提起水桶。
學(xué)生通過(guò)觀察,學(xué)會(huì)對(duì)信息的分析﹑加工
學(xué)習(xí)
相關(guān)
概念
結(jié)合以上實(shí)例,提出下面問(wèn)題
問(wèn)題1:兩位女同學(xué)兩個(gè)力的共同作用與男同學(xué)一個(gè)力的單獨(dú)作用,產(chǎn)生的效果相同嗎?高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師加以分析總結(jié):兩個(gè)女生的作用效果與一個(gè)男生的作用效果相同,因此,力是可以等效的。許多這樣的實(shí)例就表現(xiàn)在我們身邊,稍微留心便會(huì)發(fā)現(xiàn)。
學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)信息歸納總結(jié)。
在上面列舉的實(shí)例的基礎(chǔ)上,教師給分力與合力﹑力的合成下定義并板書(shū)。
1.分力和合力:如果一個(gè)力的作用效果與另外幾個(gè)力的共同作用效果相同,這個(gè)力就叫做另外幾個(gè)力的合力,而那另外幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。
2.合力和分力是一種等效替代的關(guān)系。求幾個(gè)力的合力的過(guò)程或方法叫做力的合成
高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》進(jìn)一步理解“等效替代”思想,為本節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理打下基礎(chǔ)。
提出問(wèn)高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》題、猜想與假設(shè)
引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題:既然合力與分力可以相互替代,那么它們之間存在什么關(guān)系呢?數(shù)學(xué)知識(shí)1+12是否可用于已知兩個(gè)分力求其合力呢?
請(qǐng)學(xué)生思考并提出自己的猜想。
老師的猜想:合力等于各分力之和?
大部分同學(xué)都認(rèn)為老師的猜想不對(duì),就此反問(wèn)那你覺(jué)得應(yīng)該是什么關(guān)系?你有什么方法推翻我的想法?你的猜想是什么?怎么高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》去驗(yàn)證你的猜想?
敢于猜想和假設(shè),
增強(qiáng)探索意識(shí)。
實(shí)
驗(yàn)
探
究
讓學(xué)生思考應(yīng)如何設(shè)計(jì)該探究實(shí)驗(yàn)。
先投影實(shí)驗(yàn)器材:方木板﹑白紙﹑彈簧秤(兩個(gè))﹑橡皮筋﹑細(xì)繩高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》套(兩個(gè))﹑鉛筆﹑三角板﹑刻度尺﹑圖釘(5個(gè))。明確探究問(wèn)題:
1.如何求同一直線上的兩個(gè)分力的合力
2.如何求相互垂直的兩個(gè)分力的合力
3.如何求互成任意角的兩個(gè)共點(diǎn)力的合力
學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
發(fā)揮教師指導(dǎo)作用。
共同協(xié)作,相互交流
增強(qiáng)動(dòng)手操作能力。
(一)利用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置探究力的合成
實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)相互討論﹑交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路。
教師通過(guò)提問(wèn)和利用儀器在黑板上演示分析,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如何體現(xiàn)等效﹑如何記錄合力與分力的作用點(diǎn)﹑大小﹑方向的關(guān)鍵步驟進(jìn)行指導(dǎo)。
第一步:請(qǐng)同學(xué)們利用等效原理,設(shè)計(jì)兩個(gè)分力與合力。先將合力﹑分力的三要素記錄下來(lái)。
第二步:根據(jù)記錄的信息,請(qǐng)確定分力與合力的作用線。第三步:請(qǐng)選定合適標(biāo)度,根據(jù)實(shí)高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作出分力與合力的圖示。
學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí),教師在旁巡查,適時(shí)加以指導(dǎo)。同時(shí)利用多媒體投影圖,對(duì)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)和如何處理這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分步引導(dǎo)。
學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究確定了兩個(gè)分力與合力,并且用力的圖示將它們表示出來(lái)后,教師在引導(dǎo)學(xué)生如何利用實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)提出的猜想。
1.通過(guò)提問(wèn),教師靈活地幫助同學(xué)分析數(shù)據(jù),先對(duì)不是本實(shí)驗(yàn)結(jié)論的各種猜想進(jìn)行檢驗(yàn)﹑排除。
2.對(duì)符合本實(shí)驗(yàn)結(jié)論的猜想的檢驗(yàn),教師先建議學(xué)生用虛線高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》將合力﹑分力的箭頭段連接,然后提問(wèn)學(xué)生從連線中得到什么啟示。(學(xué)生回答)
3.請(qǐng)學(xué)生思考如何歸納﹑總結(jié)本實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論。(學(xué)生自由發(fā)言,教師點(diǎn)評(píng))
4.最后,教師在黑板上規(guī)范作圖。
對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié):如果實(shí)驗(yàn)做得十分精確,合力和分力間構(gòu)成一個(gè)幾何圖形——平行四邊形。
理
解
和
拓
展
板書(shū):
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力的線段為鄰邊做一個(gè)平行四邊形,則這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向,這個(gè)法則叫做平行四邊形法則。
(二)利用DISlab力的合成分解實(shí)驗(yàn)器高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》驗(yàn)證互成任意角高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》度的共點(diǎn)力的合力
提高分析問(wèn)題能力和觀察能力
學(xué)會(huì)如何用物理語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)的和概括。
評(píng)
估
和
交
流
實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生探究到的合力和分力之間的關(guān)系可能只是一個(gè)近似的平行四邊形,甚高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》至是一些其他圖形。請(qǐng)學(xué)生分析造成的原因,將自己的想法與其他同學(xué)交流。
請(qǐng)學(xué)生展示自己的作品,同時(shí)解釋高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)——《力的合成》實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差,甚至操作上的錯(cuò)誤。教師加以分析總結(jié),其主要原因是存在:讀書(shū)誤差﹑作圖誤差﹑系統(tǒng)誤差。
增強(qiáng)分析和處理問(wèn)題的能力,提高實(shí)驗(yàn)技能
鞏
固
應(yīng)
用
通過(guò)DISlab力的合成分解實(shí)驗(yàn)器,得出“合力的大小與分力的大小間無(wú)固定的關(guān)系”
討論:
1.“人多力量大”這句話對(duì)不對(duì)?是否全面
2.兩個(gè)一起提水桶為什么會(huì)不會(huì)比一個(gè)人更費(fèi)力
2.引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí),雙手怎樣拉單杠才不感到費(fèi)力
提高知識(shí)應(yīng)用能力和自學(xué)能力
課堂總結(jié)
對(duì)本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)
知識(shí)回顧
課后作業(yè)
1.寫(xiě)一份關(guān)于本節(jié)課的探究的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
2.課后學(xué)案
鞏固知識(shí),培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣