教案是教师在上课前为了有效利用教学时间和资源而必须准备的一份文件,通过书写教案,我们可以更好地安排和调整教学资源的使用,下面是一团范文网小编为您分享的3的分合成教案7篇,感谢您的参阅。
3的分合成教案篇1
(一)教学目的
l.理解合力的概念。
2.掌握同一条直线上二力的合成。
(二)教具
铁架台、两个弹簧秤、大弹簧、刻度尺。
(三)教学过程
一、复习提问
1.什么是力?
2.力产生的效果跟哪些因素有关?
二、新课引入
教师:我们见过的物体都受到力的作用,而且很多物体往往同时受到几个力的作用。例如,教室里的日光灯受重力和两条绳索的拉力;你们用的课桌受重力、地面对它的支持力和书本向下压的力。我们今天学习物体同时受几个力的有关情况。
三、什么是合力
教师:两个小孩同时用力提起一桶水,一个大人用一个力就能提起来,大人的一个力所产生的效果跟两个小孩的两个力同时作用的效果相同。一个同学拉车,另一个同学帮助他推车,此时车受到推力和拉力,但是一个力气大的同学一个人就可以拉着车前进。力气大的同学的一个拉力产生的效果跟两个同学的拉力和推力同时作用的效果相同。
如果一个力产生的效果跟两个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那两个力的合力。
提水桶时,大人的力叫做两个小孩的力的合力。推车时,力较大的同学的拉力叫做那两个同学的推力和拉力的合力。
三、力的合成
教师:物体往往同时受几个力作用。为了分析问题简化起见,用一个合力代替两个力就能使问题大大简化。那么,求两个力的合力就有着重要的现实意义。例如,两个小孩提水桶的力分别是f1和f2,f1=50牛、f2=60牛,那么,这两个力的合力应该多大,向什么方向才能产生和f1、f2共同作用的相同效果呢?拉车时,拉力f4和推力f3大小分别是100牛和120牛,那么用一个多大的拉力才能产生和f3、f4共同作用的相同效果呢?
求两个力的合力叫力的合成。也就是说,求f1和f2的合力f,求f3和f4的合力f′都叫力的合成。
在初中阶段,我们只学习力的合成的最简单的情况,即同一条直线上二力的合成。
四、同一条直线上二力的合成
1.同一条直线上同方向的二力的合成
(l)实验:课本图8-28同一条直线上两个力的合成。
(演示并讲解)
我们把大弹簧的下端固定在铁架台上,旁边立一个刻度尺。现在,我们用一个弹簧秤拉着弹簧使其伸长,同时用另一个弹簧秤通过一根细绳也拉着弹簧使其伸长。这时弹簧受到两个向上的拉力f1和f2,它们的大小分别从两个弹簧秤的读数表示出来。
(请学生读出f1和f2的大小,并记录弹簧伸长到的位置)
现在,我们用一人力拉弹簧,使它伸长到跟刚才相同的长度,请同学读出这个拉力f多大?
(学生读弹簧秤示数)
通过实验可知,力f产生的效果跟力f1和f2共同作用的效果相同,所以f是f1和f2的合力
教师:同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同。
(2)学生练习
①同一条直线上两个向上的力,f1=20牛、f2=40牛,它们的合力是______,方向______。
②同一直线上同方向的两个力的合力大小是200牛顿,方向向下。其中一个力的大小是______。80牛顿,另一个力的大小是______,方向______。
2.同一直线上方向相反的二力的合成
教师:在同一直线上方向相反的两个力又应该如何合成呢?
(l)实验:课本图829,将弹簧的上端固定在铁架台上,用一个弹簧秤向下拉弹簧,拉力为f1。用一根细绳拴在弹簧下端的钩上,用弹簧秤通过细绳向上拉,拉力为f2,此时弹簧伸长。
(请学生读出拉力f1和f2的大小,并记录弹簧伸长到的位置。)
现在,我们用一个力拉弹簧,使弹簧伸长到同样的位置,请同学读出这个拉力f的大小。
(学生读弹簧秤的示数)
拉力f的作用效果跟拉力f1和f2共同作用的效果相同,所以力f是力f1和f2的合力。
教师:实验告诉我们,同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同。
(2)学生练习
①水桶所受重力300牛顿,人竖直向上用400牛顿的力拉水桶,此时水桶受到的合力大小等于______牛顿,方向______。
②耕地时,马的水平拉力是2000牛顿,土地对犁的阻力是1700牛顿,犁受的合力大小是______牛顿,方向______。
③桌上放一个所受重力为3牛顿的茶杯,桌子对它的支持力大小也是3牛顿,茶杯受的合力大小是______。
五、总结
物体受几个力共同作用,我们可以用一个力代替这几个力共同作用,其效果完全相同,这个力叫那几个力的合力。已知几个力,求它们的合力叫力的合成。
同一直线上同方向二力的合力大小等于二力大小之和,方向相同。同一直线上相反方向的二力的合力,大小等于二力大小之差,方向和较大的力相同。
六、作业
1.节后练习。
2.章后习题7、8。
3的分合成教案篇2
课时安排
1课时
教具、学具准备
二力合成演示器、投影仪、交互式动画
教学设计示例
(一)新课引入
上一节我们学过了同一条直线上两个力的合成。但是物体受到的力大多不在同一直线上,而是互成角度的。例如,两个人在打夯时,他们用来提夯的力是互成角度的。那么,两个互成角度的力又该如何合成求它们的合力呢?
(二)新课教学
1、演示实验
参照课本中的演示实验中的第一步,请两位同学分别用弹簧秤向不同方向把橡皮绳拉长到某一长度,记录两个力f1和f2的大小和方向。
(学生操作,教师沿着拉力的方向做出力的图示)
再用一个弹簧秤代替刚才的两个弹簧秤拉橡皮绳,即用一个力f代替f1和f2两个力的共同作用,记录弹簧秤的读数和拉力的方向。
(教师演示并画图)
2、分析实验
(1)力f1和f2的合力大约多大?
(2)合力f和两个力f1和f2比较,合力f比f1和f2之和大还是小?比f1和f2之差呢?
教师在学生回答的基础上总结:f比f1和f2之和要小,比f1和f2之差要大。
3、互成角度的二力的合成方法
本知识点的教学可使用交互式动画辅助教学。
以f1和f2的力的图示为一组邻边做平行四边形,这个平行四边形的对角线就可以表示合力f的大小和方向。
改变两个力的夹角重做上面的实验,可以看出,用平行四边形的对角线来表示它们合力的方法是成立的。
用投影仪将交互式动画投影到屏幕上,找几名学生亲自拖动鼠标,改变两个力的夹角,观察它们的合力大小如何变化,合力与分力的夹角如何变化?
最后教师在学生观察、发言的基础上进行总结:两个力互成角度时,它们的合力小于这两个力之和,大于这两个力之差;两个力的夹角减小时,合力增大;夹角增大时,合力减小。当两个力的夹角减小到 时,合力就等于两个力之和。当两个力的夹角增大到 时,合力就等于两个力之差。因此可以说,我们在上节所学的在同一直线上二力的合成,是这里所学知识的特殊情况。
(三)总结
教师可适当向学生介绍一些有关力的合成的方法,例如三角形定则等。
3的分合成教案篇3
活动目标:
1、知道数字“4”可以合成的组合。
2、可以说出哪些数字合起来是“4”。
3、喜欢数字游戏。
4、引发幼儿学习的兴趣。
5、积极参与数学活动,体验数学活动中的乐趣。
活动准备:
四瓣花的图片3张;飞机模型4个,小熊和圣诞老人布偶。
活动过程:
一、习3的合成
小朋友,你们还记得3可以分成几和几吗?
二、教师出示花的图片,请幼儿看图片中的花有几个花瓣,然后再看花瓣都是什么颜色的,从而使幼儿初步认识4的合成。
三、分飞机游戏。
1、请幼儿上前,教师拿出布偶,请幼儿给布偶分玩具飞机。
2、引导幼儿运用不同的分法分飞机。
3、教师根据幼儿操作的情况,在黑板上写上分解的公式,鼓励幼儿跟着老师一起念;
四、延伸活动:
“平时在玩玩具的时候,你们可以怎样分呢?”
“在家里,和弟弟妹妹分糖果或水果的时候,应该怎么分呢?”
活动反思:
数量充足、色彩鲜艳的数学操作材料能最大限度地激发幼儿主动探索的愿望,更有利于幼儿掌握知识,完成教学的目标。让幼儿真正意义上做到“玩中学,学中乐”,从而达到“寓教于乐,寓教于生活”的目的。
3的分合成教案篇4
知识与技能:
1、认识力的作用效果,知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。
2、通过实验探究,获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成情况。
3、在实验探究的过程中要求学生经历对图表的分析获得结论的过程,并能够在与同学的交流讨论中发现新的问题。
4、在关于力的合成的探究实验中,让学生经历从提出假设,到验证假设,直到形成科学理论的过程。
过程与方法:
1、先通过“帆的合力”、“蚂蚁的合力”、“人的合力”等例子展示合力的作用效果;提出合力、分力及力的合成的概念。
2、然后通过设置疑问“同一直线上二力的合力的大小是怎样的?”来展开。为了验证同向和反向上二力合力的大小,设定了“实验探究”,通过实验来得出二力合力的条件。
这样安排是让学生首先对合力有一个感性的认识,知道力的效果是合力代替的前提,然后通过简单的情况来认识合力大小与方向是怎样确定的。这样可使学生“从一般到特殊”初步认识力的合成。
情感态度与价值观:
1、观察、实验以及探究的学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
2、通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于参与物理学习活动。
教学重点:
1、让学生对通过实验探究的参与,认识同一直线上二力的合成的情况。
教学难点:
1、让学生了解等效代替的科学方法,认识等效替代对物理发现的重要作用。
2、要求学生能在观察自然、生活等现象中发现问题,勇于探究自然和日常生活中的物理道理。
3的分合成教案篇5
[教材分析]
“力的合成”是人民出版社出版的物理必修i 第三章 第四节的内容主要包括:分力合力及力的合成的概念;平行四边形定则及其适用条件。
本章的前三课学习了重力、弹力、摩擦力,这节力的合成与下节力的分解,起着纽带的作用,只有学好了力的合成与分解,很好的进行受力分析,才能更好的学习后面的牛顿定律,甚至进而影响到高中物理整个的学习过程,可以说力的合成与分解是高中物理知识学习的基本功,学生只有架构好了这错桥梁,才能顺利的学好高中物理
[学生分析]
学者是高中一年级的学生,在前面刚刚学习了重力、弹力、摩擦力,对事物的受力有了一定得认识,比较初中所学知识有更深刻的理解和认识,这节课对他们来说是进一步研究所必须的。学者运用实验的手段自己进行实验探究,激发起他们对力学的热情
[教学目标]
一、知识目标
1、能从力的作用的等效性来理解合理和分力的概念,体会等效替代思想。
2、能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则,并知道其试用条件。
二、能力目标:培养学生动手能力、物理等效思维能力
三、德育目标:
(1)在教学过程中让学生学会自己分析和解决问题,尊重实验事实,培养学生实事求是的精神。
(2)在自由开放平等的气氛中探究交流,互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
[教学重点]
(1)理解等效的思想,从而得到合力与分力的关系。
(2)运用实验探究的方式分析归纳出力的平行四边形定则。
(3)共点力的理解判断。
[教学难点]
实验探究得到合力的方法
寻找平行四边形定则方法
[教学方法]
科学探究法
[教学用具]
(1) 钩码、细线、三角板
(2)学生每两人一组:方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮条、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉(几个)
[课时安排]
1课时
[教学过程]
一.新课引入
教师活动 学生活动 教学策略 教学目标 问题1:实验室里连接电路需要一个5欧姆的电阻,但现在手头上只有一些10欧姆的电阻,哪位同学能给实验室的老师想个办法? 学生思考并回答,将两个十欧姆的电阻并联,相当于一个五欧姆的电阻。 用提问的方式,使学生参与到课堂中,回忆初中所学的知识,用复习知识大家回答,调节气氛,消除紧张感。 使学生回忆初中知识,强调等效替代的根本思想——等效。 问题2:我们在上一章节运动学里面学的位移里,这两种情况是不是也是等效的呢?(黑板上给出草图) 学生思考回答,这两种情况最终都是从a走到c,是等效的。 从初中知识引入到高中刚学习的知识,通过两个问题,使学生们找到两个问题的共同点,都是在说等效替代 再次提问,使学生思考老师所提问题的共同点,教师在此基础上总结。 总结1:前面我们看到的这两个例子,都运用到了我们物理学里面一个重要的思想|——等效替代。 学生看着例子总结思考 通过提问来实际运用等效替换的思想,在此基础上总结,达到事半功倍的效果 得到等效替代,抓住这根主线,为后面的课做铺垫 问题3:指出等效替代的思想不只是在我们电学、运动学里面有着重要的运用,在我们的日常生活中也有着广泛的应用。举例:一个斜面上两个小孩使一辆摩托车静止在斜坡上,而只要一个大人就能使车静止在斜坡上,这是为什么? 学生思考并回答:等效替代。 让学生脱口而出等效思想,接下来进一部提问,便于下面对等效本质的提问 从生活中的事例引出力的等效,进而引出合理和分力的概念。 问题4:等效?是什么等效呢?是两个小孩的重量等于这个大人的重量还是别的什么原因? 学生思考并回答;是两个小孩的力和大人的力等效 进一步提问,使学生透过现象看到上面问题等效的本质是力的等效 引出力的等效 总结2:两个小孩的两个力和一个大人的一个力等效,我们用发散的思维想一想,大量的实际问题中,物体是不是通常同时受到几个力的作用?为了研究问题的方便,我们把这种关系称之为合力与分力。 学生理解合力与分力的概念 几个问题一步步诱思,用实际生活中的需求,自然的导出合力与分力的概念 对前面的问题总结,结合实际生活,引出合力与分力的概念
二.新课教学
力的合成
教学过程 教师活动 学生活动 教学策略 教学目标 合力与分力概念的引出 (在引入新课时已经完成) 引出力的合成概念 为了研究问题的方便,我们常把几个力的作用效果用一个力来代替,把复杂的问题简单化,求这几个力合力的过程,就是力的合成 学生思考联系合力分立,理解力的合成的概念 对进行力的合成意义思考,联系生活实际加深对概念的理解,知道力的合成概念是实际需要而提出的 力的合成概念的提出 同一直线上二力合成 初中也接触到了力,知道了力的三要素,也接触了力的合成,我们先来看这种最简单的情况。那么谁能给我说说同一直线上二力的合成,合力的大小和方向同分力有什么关系。 学生回到:当两个力在同一条直线上时,若同向则合力大小等于二力大小之和,方向与二力相同;若反向,则合力的大小等于二力大小之差的绝对值,方向与二力中较大的力相同。 复习回顾,从简单的同一直线上的二力合成入手,逐步进入互成角度的力的合成 同一条直线上二力的合成。 引入互成角度的二力合成
我们知道了同一条直线上的二力合成,那么是不是世界上所有物体受到的力都是在同一条直线上呢?用一根绳吊起勾码进行演示。这种不再同一条直线上的力,我们也可以说是互成角度的力,它们两个的合力怎么求呢? 衔接上一层次,由同一直线上力的合成,联系实际提出问题,进行设疑 探讨互成角度的二力合成
力的合成(互成角度的力如何合成?)
科学探究过程 教师活动 学生活动 教学策略 教学目标 第一阶段:
发现问题 我们知道了同一条直线上的二力合成,那么是不是世界上所有物体受到的力都是在同一条直线上呢?用一根绳吊起勾码进行演示。这种不再同一条直线上的力,我们也可以说是互成角度的力,它们两个的合力怎么求呢?
学生思考 衔接上一层次,由同一直线上力的合成,联系实际提出问题,进行设疑 让学生体会可以从解决实际问题进行深入思考,发现问题;
第二阶段:
设计
实验
进行
探究 我们现在用我们桌子上的试验仪器,看看自己能不找出求互成角度力的合力与分力的关系。
问题1:要进行试验,我们先来看看我们都有什么试验仪器,各有什么作用?
问题2:如何保证合力与分力是等效的关系呢?
问题3:弄明白了试验仪器的作用,哪位同学有什么想法,来设计一个试验,看互成角度的力的合力与分力的关系?
问题5:建议大家用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端链接,看看这时候你发现了什么?
学生通过对实验仪器的分析,以等效作为桥梁,进行试验的设计。上台用投影仪展示讲解自己的试验结果,并回答老师的问题
用提问的方式进行诱思,从而达到放的开并且收的回来的效果。若是不讲仪器的作用进行诱思,学生有可能无所适从,达不到本来的目的 让学生知道解决物理问题时要以实验事实为依据。
让学生体会在进行实验前,要根据需要选择合适的实验器材,找到设计试验的中心桥梁,设计出合适的试验 第三阶段:
分析论证
得出结论
问题6:你们组得到的试验结论是怎样的?
问题7:很多组的同学说是平行四边形,那么到底是不是平行四边形呢?大家以两个分力的线段为邻变在你的原图上做一个标准的平行四边形,你们再比较比较看能得出什么结论?
问题8:是一个标准的平行四边形吗?你们组呢?差别大吗?
总结:很多同学猜想得到的结果要构成一个平行四边形,那么是不是呢?物理学里面要进行大量的可重复的试验才能说试验结论是正确的,我们这么多组两个分力的大小与角度都不尽相同,也可以说进行了大量可重复的试验。都得到了一个与标准平行四边形差别不是很大的四边形,根据物理学家试用精密的试验,合力互成角度的力与其合力及顶端连线,正好是构成一个平行四边形。
学生边实验、边思考、边回答。
得出结论:合力与分力箭头端的连线与两分力构成平行四边形。平行四边形不标准,差别比较小。学生上台用投影仪演示结果。
引导学生之间相互交流,以便他们尽快得出实验结论。老师进行总结,讲明物理学家精密试验的出的结论与我们的猜想是一致的
让学生体会进行科学研究时,不能以一次试验得到的结果就认为有普适性。
力的合成
教学过程 教师活动 学生活动 教学策略 教学目标 互成角度力的合成的平行四边形定则
哪位同学给我说下他刚才用力的图示法是如何进行实验的。
他刚才通过实际操作所说的方法就是我们今天要学的平行四边形定则 学生总结试验,说出合力是如何画出来的。 让学生体会做的实验的步骤就是在运用平行四边形定则,加深认识。 得到平行四边形定则
平行四边形的适用条件——共点力
给学生出两道力的合成的题
f4
f1
f2
f3
shape mergeformat
第二道题的两个力大小相等,方向相反,互相平行。 学生思考并作答,对第一题找一位同学上黑板来做。第二道题进行提问。
积极调动学生对问题的思考
为引出共点力做铺垫
第二道题第一种情况,学生都不知道如何下手,那就直接讲平行四边形定则的使用条件。 第二道题的第二种情况,学生回答把二力平移到一点用在同一直线上力的合成方法进行合成。 别的同学有什么不同的看法呢?
老师举例:桌面上的木棍,要是这样合成的话是不是所受合外力为零?从而静止?那么大家拿起手中的笔做个试验事实看笔是不是禁止,两种情况等效吗?
学生举出例子发表不同的见解。
活跃课堂气氛,形成良好的讨论氛围
指出并不是所有的力都可以用平行四边形定则来求合力。四边形定则有适用条件。 力的合成的平行四边形定则只适用于共点力
学生体会思考 构成共点力的条件有三个:
3的分合成教案篇6
活动目标:
1、学习4的分解与合成,知道4分成两份有3种分法,知道哪两个数合起来是4,并能用较为清楚的语言表达分与合的过程。
2、通过游戏培养幼儿学习数学的兴趣,体验同伴合作的快乐。
3、培养幼儿的观察力、判断力及动手操作能力。
4、培养幼儿边操作边讲述的习惯。
活动准备:
1、 数字卡、小猫。小兔头饰各一个。山洞、数字宝宝(1-3)
2、 4个棒棒糖、奶、鸡蛋、西瓜、草莓。
活动过程:
一、导入活动。
教师带领幼儿走线并入座,出示小猫头饰,“看,谁来了呀?”
二、学习4的分解。
1、师:今天小猫要邀请它的好朋友们小兔、小狗到家里来做客,还为小朋友准备了好多好吃的东西,看!
2、 师:我们先来看看有些什么好吃的?有多少?
幼:4只棒棒糖。
幼:4个鸡蛋
幼:4杯奶。
师:那怎样把这些数量是4的东西分成两份呢?谁知道请举手。
3、我们先来分奶。
你是怎么分的?请你用一句完整的话来说。”
总结说我们把这4杯奶,1杯奶分给了小兔子,3杯奶分给了小狗。(边说边出示数字卡)并让幼儿一起学念。重点认识分合号。
4、再请一个小朋友来分棒棒糖,分的时候不能和前面小朋友分的方法一样。
“你是怎么分的?请你用一句完整的话来说。”
幼:我把这4个棒棒糖,2个棒棒糖分给了小兔,2个棒棒糖分给了小狗。
师:教师与幼儿一起记录4可以分成2和2,幼儿一起学念。
师:最后还有4个鸡蛋,谁会用和前面俩个小朋友不一样的方法分?
“你是怎么分的.?请你用一句完整的话来说。”
幼:我把这4个鸡蛋,3个鸡蛋分给了小兔,1个鸡蛋分给了小狗。
师:教师与幼儿一起记录4可以分成3和1,幼儿一起学念。
三、教师小结
师:4分成两份有三种分法。幼儿一起念三种分法。
四、游戏学习4的合成。
师:小动物们吃得可开心啊,吃饱了,他们邀请我们小朋友一起森林玩,你们愿意吗?森林很远,我们4人一组开火车去吧! ”(听音乐玩开火车的游戏)
咦,看地上有什么呀(草莓),有几个?(2个)其地方还有没有?有几个?(2个),那总共有几个呀?(4个)
听音乐再往前走
咦,看地上又有什么了(西瓜)有几个(3个),其他地方还有没有(1个),那总共有几个(4个)
听音乐继续走
“呀,看,这是什么啊?(山洞),这个山洞只允许数字宝宝是4的小朋友过去,可我们小朋友也想过去怎么办呢?(先变成数字宝宝),老师这给小朋友准备了好多数字宝宝,(发数字宝宝)看看自己是数字宝宝几呢? 是数字4吗?那怎样才能让我们的数字变成4呢?(幼儿讲述1和3合成……)“真聪明,那快点找到一个与自己合起来是4的朋友手拉手、排好队一起过魔洞吧!”(教师检查)
幼儿分组找到朋友过魔洞后,做一个胜利的表情或动作!
师:“刚才你们都很聪明,都能找到和自己合起来是4的好朋友一起过魔洞,真棒!”
五、教师小结:
3和1和起来是4,2和2和起来是4,1和3和起来是4.
听音乐继续走(走出教室)
活动延伸:
在区域活动中练习4的组成。
活动反思:
本次活动改变了以往数学活动中以“教师教,幼儿学”为主的教学模式,创设了“给小动物分食物”“与好朋友过魔洞”“夺取智慧星”等游戏情境,让幼儿在玩中学,在快乐中学,充分激发了幼儿的学习兴趣。整个活动过程,通过让幼儿自主尝试探索,从而知道了3分成两份有2种分法,知道哪两个数合起来是3,并能用较为清楚的语言表达分与合的过程。在活动中,幼儿表现出浓厚的兴趣,又体验到了的成功的喜悦,充分体现了“幼儿在前,教师在后”的以幼儿为主体的新理念,并创设了较好的生生互动的环境,活动效果较好。
3的分合成教案篇7
教学目标
一、知识与技能
1、理解力的合成和合力的概念。
2、掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力。
3、要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。
二、过程与方法
1、学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法。
2、培养学生的动手能力、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力。
三、情感态度价值观
学会应用等效代替和控制变量的思维方法。
教学重难点
重点:
1、通过实例理解分力、合力、力的合成的概念。
2、通过实验探索“力的合成”所遵循的法则。
难点:“平行四边形定则”的理解。
教学过程
一、导入新课
如图甲,一个人用力f可以把一桶水慢慢地提起,图乙是两个人分别用f1、f2两个力把同样的一桶水慢慢地提起。那么力f的作用效果与f1、f2的共同作用的效果如何?
学生:效果是一样的。
老师:一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,在实际问题中就可以用这个力来代替那几个力,这就是力的等效代替。这个力就叫做那几个力的合力。求几个已知力的合力的过程叫做力的合成。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,这几个力叫做共点力。我们这节课就来学习两个共点力的合成。
二、新课教学
(一)探讨实验方案
先用两个力作用在物体的同一点上,使它们产生一定的作用效果,如把橡皮筋一端固定,拉加一端到某一点o,再用一个力作用于同一物体的同一点上,让它产生与第一次的两个力的作用效果相同,即也把橡皮筋拉到点o,记下各个力的大小、方向、画出力的图示,就能研究力之间的关系了。等效代替是物理中常用的一种方法。
(二)演示实验:互成角度的二力的合成(请两位同学上讲台帮忙)。
(1)把放木板固定在黑板上,用图钉把白纸固定在木块上。
(2)用图钉把橡皮条一端固定在a点,结点自然状态在o点,结点上系着细绳,细绳的另一端系着绳套。
(3)用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达o′点。让学生记下o′的位置,用铅笔和刻度尺在白纸上从o′点沿两条细纸的方向画线,并分别记下两只弹簧的读数f1和f2。
(4)放开弹簧秤,使结点重新回到o点,再用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到o′,读出弹簧秤的示数f,记下细绳的方向,按同一标度作出f1、f2和f的力的图示。
(5)用三角板以f1、f2为邻边利用刻度尺和三角尺作平行四边形,过o点画平行四边形的对角线,做出合力f的图示。
(6)改变f1和f2的夹角和大小,再做两次。
从实验中得出什么结论:合力f不能简单地用f1和f2的代数合表示。
证明:利用三角板以力f1和f2为邻边做平行四边形,作出其对角线f’,看力f和f’是否重合。
仔细观察发现,f和f’基本重合,在误差范围内,f几乎是f1、f2为邻边的平行四边形的对角线。
经过前人很多次的、精细的实验,最后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示f1、f2的合力。
老师归纳:求两个共点力的合力时,不是简单的将两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段f1和f2为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力f的大小和方向,这就是力的平行四边形定则。
(三)指导学生进行分组实验
观察学生实验情况,数据处理,要求操作的规范,遵从实验结果,尽量把误差减小到最小。
要求同学用平行四边形法则作出f1与f2的合力,与实际合力对照,相距多远,差距大不大。
如果在实验中,对角线与合力相距比较远,那就找一找原因,是否有错误操作,即使操作完全正确,也会有实验误差,也不会完全重合。
这种情况很正常,一个规律的得出要很多人在很长时间里,进行许多此实验才总结出来,并不是一次实验就能得到。
减小误差的方法:
①弹簧秤使用前要检查指针是否指在零点;
②弹簧秤要与木板表面平行。
总结:可见互成角度的两个力的合成,不是简单的两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成,只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。
(四)实验归纳总结:
1、力的合成要遵循平行四边形定则。两个共点力的合力随夹角的变化而变化。
夹角为00(作用在同一直线上且方向相同)时:f=f1+f2,f的方向与f1、f2的方向相同。夹角为1800(作用在同一直线上且方向相反)时:f=|f1-f2|,f的方向与两个力中较大的那个力方向相同。两个共点力的合力的大小范围:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|f1-f2|≤f≤f1+f2。
2、两个大小一定的力f1、f2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,夹角 越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。
3、矢量和标量:
即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量运算遵循平行四边形定则。只有大小没有方向的物理量叫标量,标量运算遵循代数运算法则。力既有大小,又有方向,故力是矢量。
4.实验归纳法是科学研究的重要方法,要通过提出假设,设计实验,实验研究,数据分析,归纳总结,形成结论。
?例题1】大小不变的f1、f2两个共点力的合力为f,则有:
a.合力f一定大于任一个分力
b.合力的大小既可等于f1,也可等于f2
c.合力有可能小于任一个分力
d.合力f的大小随f1、f2间夹角增大而减小。
解析:正确答案是bcd
我们可以取一些特殊的数值来分析f1、f2的合力变化范围是|f1-f2|≤f≤f1+f2若取f1=2n,f2=3n则1n≤f≤5n。
当f1与f2夹角为180°时,合力小于分力。应排除a同时知c正确。
b对,由合力的变化范围可知正确。
d对,当f1和f2夹角为0°时,合力最大,当f1,f2夹角为180°时,合力最小,随着f1、f2夹角增大合力f反而减小。
说明:对于一些定性分析的选择题,有时可采用取一些特殊数值的方法来分析,这样可使分析简单、方便。
?例题2】运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。
力f1=45n,方向水平向右。力f2=60n,方向竖直向上,用作图法求解合力f的大小和方向。
解:选择某一标度,利用0.5cm的长度表示15n的力,作出力的平行四边形,用刻度尺量出对角线的长度l,利用f=15n× 即可求出。
?巩固训练〗
(1)两个力互成30°角,大小分别为90n和120n,用作图法求出合力的大小和方向。
(2)两个共点力的大小都是60n,两力间的夹角为1200,求这两个力的合力?
解法一、图示法。
解法二、利用平行四边形法作出力的图示,然后利用几何知识求解。
学生讨论会得到: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,就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想,所以可以这样合成。
(3)两个共点力,当它们同方向时其合力大小为7n,当它们反方向时其合力的大小为1n,问当它们互相垂直时其合力的大小是多少牛?
提示:假设f1大于f2,由题意可知:f1+f2=7,f1-f2=1解得:f1=4n,f2=3n
然后:方法一、图示法。
方法二、先利用平行四边形法则作出力的图示,再利用直角三角形知识求得合力f=5n
(4)请同学完成p13的思考与讨论。
?提问〗:如果两个分力f1、f2,他们的夹角不定,求其合力的范围。(用作图法)
同学们用作图法得到:
fmax=f1+f2(两力夹角为0°)
fmin=f1-f2(两力夹角为180°,f合于大的方向一致)
夹角在0°——180°之间,后介于 fmin与fmax之间。
课后小结
这节课主要学习了力的平行四边形定则,要求会用作图法求两共点力的合力。
这节课主要掌握利用平行四边形定则,用作图法求两共点力的合力,并且用作图法得出两力夹角不定的情况下,f合取值范围,我们下课后要多动手练习,掌握这种方法。
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