高中物理力的合成教學設計

  力的合成作為高一物理學學習中必不可少的方法之一,在力學裡發揮著至關重要的作用。下面小編為你整理了,希望對你有幫助。

  物理力的合成教學設計【教學目標】

  一、知識與技能

  1.理解合力、分力、力的合成、共點力的概念。

  2.理解合力與分力的關係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,會用它求兩個分力的合力。

  4.通過平行四邊形定則進一步理解合力與分力的大小關係。

  二、過程與方法

  1.通過合力與分力概念的建立過程,體會物理學中常用的研究方法──等效替代法。

  2.通過探究求互成角度的兩個力合力方法的過程,向學生滲透科學研究的基本過程。

  三、情感態度與價值觀

  1.體會邏輯思維和實驗相結合研究問題的巨大作用,並由此體會到科學研究的樂趣。

  2.體會科學研究中合作、交流的重要性和必要性。

  物理力的合成教學設計【教學重點】

  1.合力與分力的關係。

  2.得出平行四邊形定則的探究過程。

  3.平行四邊形定則的應用

  物理力的合成教學設計【教學難點】

  如何引導學生自己完成探究得出結論。

  物理力的合成教學設計【教學方法】

  討論、交流、演示實驗和分組實驗。

  物理力的合成教學設計【教學用具】

  實驗器材:木板、白紙、圖釘若干、橡皮條、細繩套兩根、彈簧秤兩隻、三角板、鉛筆;幾何畫板課件;平行四邊形定則教具。

  物理力的合成教學設計【教學過程】

  一、合力與分力概念的教學

  演示實驗一:兩個女同學互成角度地施加拉力共同提一桶水,使水桶懸空靜止;一位男同學單獨提這桶水,也可以使水桶懸空靜止。

  教師用投影給出這兩次實驗中水桶受力的示意圖。

  教師指出:F1。F2共同作用時產生的效果與F單獨作用時產生的效果相同。

  演示實驗二:一根軟彈簧的上端固定在黑板的上邊緣上,下端繫上兩根細繩套,兩個女同學分別抓住一根細繩套互成角度地拉彈簧,使彈簧與細繩套的結點到達位置O在黑板上用粉筆記錄下此位置;一個男同學單獨抓住一根細繩套拉動彈簧,也可以使彈簧與細繩套的結點到達剛才標記的位置O。

  教師用投影給出這兩次實驗中彈簧受力的示意圖。

  教師指出:F1。F2共同作用時產生的效果與F單獨作用時產生的效果相同。

  師:從剛才的兩個實驗中我們得知,幾個力共同作用的效果可以同一個力單獨作用產生的效果相同,我們把這共同作用的幾個力叫做分力,產生相同效果的單獨作用的力叫那幾個分力的合力。

  板書:一、合力與分力

  板書:1.合力與分力的概念

  幾個力共同作用的效果同某一個力單獨作用的效果相同,共同作用的這幾個力叫做分力,單獨作用的這個力叫那幾個分力的合力。

  教師指明:前面兩個實驗中,F是F1。F2的合力,F1。F2是F的分力。

  師:實驗一中為了使水桶處於平衡狀態,我們用兩個力F1。F2同時作用於它;如果去掉F1。F2而換上它們的合力F單獨作用於它,該水桶仍平衡,這說明了F的作用與F1。F2的共同作用可以互相替代。實驗二中為了使彈簧保持向下伸長x的狀態,我們用兩個力F1。F2同時作用於它;如果去掉F1。F2而換上它們的合力F單獨作用於它,彈簧仍可以保持向下伸長x的狀態,這也說明了F的作用與F1。F2的共同作用可以互相替代。如果在實驗二中保持住兩個分力F1。F2同時作用於彈簧,且F1。F2的大小與方向均不變,再加上F1。F2的合力F同時作用在彈簧上,那麼彈簧向下的伸長量肯定會大於x,即合力與分力同時存在產生的效果肯定不同於只有分力F1。F2或只有合力F作用時產生的效果。

  板書:2.幾個分力與它們的合力在作用效果上是等效替代,不是並列、並存。

  二、力的合成規律的教學

  師:求幾個分力的合力叫力的合成。本節課我們就來研究力的合成應該滿足什麼規律。

  板書:二、力的合成

  板書:1.求幾個分力的合力叫力的合成

  師:我們從最簡單的情況入手,請同學們回憶初中所學知識,說出求同一直線上兩個力的合力的方法。

  學生進行回憶、討論、回答,教師進行點撥、舉例畫圖等。

  板書:2.同一直線上的兩個力的合成

  同方向:合力的大小等於兩分力大小之和,合力的方向與任意一個分力方向相同

  反方向:合力的大小等於兩分力大小之差,合力的方向與較大的分力方向相同

  師:求互成角度的兩個分力的合力是否也是兩個分力大小的加或者減呢?請同學們利用桌面上的實驗器材,仿照演示實驗二的做法進行實驗探究。為了能夠獲知分力與合力的大小,F1。F2與F都通過彈簧秤鉤住細繩套施加。

  學生開始熟悉實驗器材,教師說明木板水平放置,白紙、圖釘等的作用等;並強調一些注意事項,例如彈簧秤要靠近木板並與木板表面平行,所施加力的方向必須沿彈簧秤的金屬桿方向,必須記錄橡皮筋與細繩套的結點到達的位置O以使F1。F2同時作用與F單獨作用達到相同的效果等。

  學生開始實驗,教師巡視指導。

  幾分鐘後學生回答自己得出的結論:互成角度的兩個分力的合力不滿足兩個分力大小的加或者減。

  師:看來互成角度的兩個分力的合力不是僅與兩個分力的大小有關,還應當與別的因素相關?猜一猜是什麼因素?

  學生很容易猜出還與兩個分力的方向有關。

  師:看來我們既要知道兩個分力的大小,還要知道兩個分力的方向,還要把這兩個要素同時表達出來,那麼我們以前學過的什麼知識能把力的大小與方向這兩個要素同時表達出來呢?

  學生很容易想到是力的圖示。

  師:請同學們再次用桌面上的實驗器材進行探究。

  教師說明如何記錄F1。F2以及F的方向,並強調作力的圖示必須選用同一個標度,標度要恰當以使有向線段長短合適,F1。F2的夾角不能太大也不能太小等注意事項。

  學生開始實驗,教師巡視指導。

  幾分鐘後學生作圖完畢。

  教師將所有學生的實驗白紙收上來,挨個用實物投影展示,提醒學生觀察F1。F2以及F的力的圖示之間有什麼共同的規律可循。

  學生思考、交流、討論等,老師引導、點撥等,最後得出結論:將表示F1。F2的有向線段的箭頭分別與表示F的有向線段的箭頭連線起來,這兩個連線與表示F1。F2的有向線段構成的封閉圖形是平行四邊形。

  板書:3.互成角度的兩個力的合成滿足平行四邊形定則,即以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作出平行四邊形,這兩個鄰邊之間所夾的對角線就代表合力的大小和方向。

  教師提醒學生注意:誰是鄰邊?哪個對角線代表合力?哪是實線,哪是虛線?

  板書:1同一直線上的力的合成規律是平行四邊形定則的特例。

  教師用幾何畫板課件或平行四邊形定則教具演示說明。

  板書:2求三個或三個以上力的合力可以多次用平行四邊形定則。

  教師畫板圖說明。