高中物理人教版 (新课标)必修14 力的合成教案设计

必修一 3.4  力的合成（教案）

一、教材分析

本节课是必修一的重点，是研究力的平衡的基础，也是学习牛顿运动定律的基础。本节课的内容包括，合力、分力、力的合成、共点力等概念，以及平行四边形定则。

本节课有两个关键点，一是等效替代思想的建立，二是通过实验探究合力与分力的关系。

二、教学目标

（一）知识与技能

1、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。

2、会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

（二）过程与方法

1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

2、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

（三）情感、态度与价值观

培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。培养学生合作、交流、互助的精神。

三、重点难点

1、  等效替代思想  2、平行四边形定则的应用

四、学情分析

    走班制A层次，基础较好，接受能力较强，但是班内学生的水平差别较大。

五、教学方法

演示实验、归纳、总结

六、课前准备

平行四边形定则演示器，合力与分力关系模拟演示器、三角板、弹簧秤2个、钩码.

七、课时安排 1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情境导入、展示目标

将两个弹簧秤按图a方式悬挂砝码，使砝码静止，然后用一个弹簧秤悬挂同一砝码，使砝码静止，可见力F产生的效果跟原来F1和F2共同产生的效果相同.

思考：力F与力F1和F2之间有一种什么关系？

----效果相同，可以相互替代.

（三）合作探究、精讲点拨

概念讲授：合力、力的合成

一个物体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力.

求几个力的合力叫做力的合成.

强调“等效替代”思想.

怎样求几个力的合力？

演示实验：运用平行四边形定则演示器完成教材所述实验.

结论：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则.

解释共点力：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同一点，这几个力叫做共点力.

平行四边形定则的具体应用方法有两种：

1、  图解法：

   （1）两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以F1、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向.

    用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角θ.

如图所示

图中F1=50N，F2=40N，合力F=80N .   

（2）两个以上共点力的合成：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，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.

2、计算法

先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式（如余弦定理）算出对角线所表示的合力的大小和方向.

当两个力互相垂直时，有：       

F=√F12+F22

tanθ=F2/F1

例题1：讲授教材例题

例题2：如图所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10N，F2=2N，若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力多少？

解：F1和F2的合力F12＝F1－F2＝8N，方向向右，又因物体受三力作用且合力为零，故静摩擦力f＝8N，方向向左.

若撤去力F1，则木块受F2作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为2N，方向向右，木块仍保持静止状态,木块在水平方向受到的合力为零.

合力大小的范围：

运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力F1和F2之间的夹角θ由0°→180°变化，可以得到

（1）合力F随θ的增大而减小.

（2）当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，F有最小值Fmin=F1-F2

（3）合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.

一般地 | F1-F2    ≤ F ≤ F1+F2

共点力

（四）反思总结、当堂检测（参考导学案）

合力→力的合成→平行四边形定则

思考：如图所示，有12个质量相同的钩码，如图挂放。AO、OB的夹角应为多大？

 （五）发导学案、布置预习

  (六)作业 ：课本P641、2、3、4

九、板书设计 

     一、概念：合力、分力、力的合成

     二、实验探究：怎样求两个力的合力

     三、平行四边形定则的应用

     四、共点力

十、教学反思

1、由代数和到矢量和是一个思维的飞跃，既要讲透又要耐心等待学生的感悟、理解，不可操之过急，在今后几节课的教学中要反复点拨、讲解。

2、为了使学生更好的理解平行四边形定则，应在学生充分掌握图解法的基础上，再学习应用计算法。

     3、本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解实验原理与实验步骤5分钟，学生分组实验15分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节15分钟。