高中物理教科版 (2019)必修 第一册4 力的合成教案

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第一册4 力的合成教案，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程等内容，欢迎下载使用。

【教学目标】
一、知识与技能
1．理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。
2．理解合力与分力的等效性。
3．掌握两个互成角度的力的合成规律。
4.掌握平行四边形定则的内容，会用它求两个分力的合力。
二、过程与方法：
1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。
2．经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定则。
三、情感态度与价值观：
1．在探究求合力的实验过程中，培养学生严谨的科学态度和团结合作精神。
2．培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
【教学重难点】
教学重点：
1．合力与分力的关系。
2．得出平行四边形定则的探究过程。
3．平行四边形定则的应用。
教学难点：从代数求和到矢量求和的思维跨越。
【教学过程】
一、导入新课
思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？
教师总结：用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用，而效果不变，上述问题就迎刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。
出示动画：小车受四个力的作用和一个力的作用时的运动。
二、讲授新课
（一）共点力的合成
1．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一点，这几个力叫作共点力。
2．合力和分力
看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论？
水桶所受拉力示意图吊灯所受拉力示意
教师总结：两个小孩分别用力、共同提着一桶水和一个大人单独用力F提着这桶水，都能产生让水桶保持静止的效果。
用拉力为F的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为、两根线悬挂吊灯都能产生使吊灯保持静止的效果。
结论：由于F产生的效果和、产生的效果相同，所以F是、的合力，和是F的分力。
（1）合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。
出示图片：一个大人和两个小孩提水
（2）分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。
（二）力的合成
1．力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成；
2．同一直线二力合成
出示动画：同一直线二力合成
教师总结：
思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢？
互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？有没有什么可遵守的规律吗？
（三）实验：探究两个互成角度的力的合成规律
1．实验目的
探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。
2．实验原理
合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。
3．实验器材
方木块、白纸、弹簧称（两个）、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉
4．实验步骤
（1）在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。
出示图片
（2）用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O。
出示图片
（3）用铅笔从O点沿着两绳的方向画直线，作出两个力和的图示。
（4）只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，作出这个力F的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。
出示图片
实验注意事项：
①弹簧秤使用前要先调零；
②弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行；
③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。
出示：力的合成的平行四边形定则视频
5．实验结论
教师总结：实验表明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个规律叫作平行四边形定则。
注意：作图要准确，两个分力、和合力F要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条平行线必须画成虚线。
（四）用平行四边形定则求两个力的合成
思考与讨论1：观察下面不同角度下、合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力什么时候最大，什么时候最小？合力的范围如何？
教师总结：①互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小；
②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。
③、同向合力最大，反向合力最小。
④合力大小范围
思考讨论2：如果两个以上的共点力作用在一个物体上，怎样应用平行四边形定则求出它们的合力？
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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。
知识拓展：位移合成时也遵从平行四边形定则。
一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。
三、课堂练习
1．有两个力，一个是，一个是，这两个力的合力的最大值是_____，最小值是_____，它们的合力范围_____。
答案：12、8、
2．已知两个相互垂直的力的合力为，其中一个力的大小为，则另一个力的大小为（ ）
A．B．C．D．
答案：C
3．关于力的分解，下列叙述中正确的是（ ）
A．的力可以分解为两个的分力
B．的力可以分解为两个的分力
C．的力可以分解为和的两个分力
D．的力可以分解为和的两个分力
答案：A
4．如图所示，一个重的物体置于光滑的水平面上，当用一个的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为（ ）
A．
B．，方向竖直向下
C．，方向竖直向上
D．，方向竖直向上
答案：A
拓展提高
1．两个共点力、的合力为F，下列说法中正确的是（ ）
A．合力F一定大于任一个分力
B．合力的大小既可能等于，也可能等于
C．合力F有可能小于任一个分力
D．合力F的大小随、、间的夹角增大而减小
答案：BCD
2．下列说法中正确的是（）
A．两个力的合力一定大于这两个力中的任意一个力
B．两个力都增大，则其合力也增大
C．物体受到三个大小均为的力，不可能处于匀速直线运动状态
D．分解一个力可以有无数个分解方法，但每一个分解方法都遵守平行四边形定则，因此分解力要按力的作用效果来进行分解
答案：D