2020-2021学年4 力的合成教学设计及反思

1.5  力的合成

一、教学目标

1、理解合力与力的合成的概念.

2、掌握力的平行四边形定则.

3、会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力

4、初步体会等效替代的物理思维方法

二、重点难点

运用等效替代思想理解合力概念是本节思维方式上的一大难点.

2、平行四边形定则是一切矢量所遵循的运算法则，由代数求和扩充到矢量求和既是知识的跨越，也是概念的延伸，必然给初学者带来难度.

三、教学方法

演示实验、归纳、总结

四、教具

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.

五、课时：1节

六、教学过程

演示实验1

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.

思考题：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.

（二）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.

（三）怎样求几个力的合力？

演示实验2：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：

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.

(四)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

(五)矢量与标量

即有大小，又有方向，并遵循平行四边形定则的物理量叫做矢量.只有大小而没有方向，遵循代数求和法则的物理量叫做标量.

力、速度是矢量；长度、质量、时间、温度、能量、电流强度等物理量是标量.

矢量和标量的根本区别就在于它们分别遵循两种不同的求和运算法则.

(六)课堂小结

合力→力的合成→平行四边形定则

(七)课外作业

 P14 练习四 （1）、（2）、（3）、（4）

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？

教学说明：

《力的合成》这一节课，应一改传统教学中的“验证性”实验教学方式，采用“探索性”实验教学。让学生在自己原有“同一直线上两个力的合成”的知识基础上，通过“猜测、实验、归纳、总结”的完整过程，自己得出“不在同一直线上的两个力的合成”所遵循的“平行四边形定则”。与此同时，为了提高学生的学习品质，我们还提出了方法目标和德育目标。让学生在建立“平行四边形定则”的过程中，体会到“实验归纳法”的一般原则。