【2020秋备课】高中物理教案新人教版必修1-第三章-实验-互成角度的两个力的合成.docx

互成角度的两个力的合成
★新课标要求
（一）学问与技能
1、把握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。
2、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。
3、会用作图法求解两个共点力的合力；并能推断其合力随夹角的变化状况，把握合力的变化范围，会用直角三角形学问求合力。
（二）过程与方法
1、能够通过试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、培育同学动手操作力气、物理思维力气和科学态度、观看力气、分析力气、协作力气、创新思维力气、表达力气。
3、培育同学设计试验、观看试验现象、探究规律、归纳总结的争辩问题的方法的力气。
（三）情感、态度与价值观
1、培育同学的物理思维力气和科学争辩的态度。
2、培育同学宠爱生活、事实求是的科学态度，激发同学探究与创新的意识。
3、培育同学合作、沟通、互助的精神。
★教学重点
1、通过试验归纳出力的平行四边形定则
2、力的平行四边形定则的理解和应用。
★教学难点
1、对物体进行简洁的受力分析、通过作图法确定合力
2、合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小与两个分力间夹角的关系。
★教学方法

1、创设情景，引导启发，让同学体会并接纳等效观点，从而得出合力、分力的概念。
2、实践体验，试验探究，归纳总结，从而得出平行四边形定则。
★教学用具：
多媒体、总重力为200N的一桶水、合力与分力关系模拟演示器（磁性黑板、带磁铁的滑轮、钩码、橡皮筋（带细绳套）、试验器材（同学分组试验用）；方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20cm细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对
★教学过程
（一）引入新课
老师活动：请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200N的一桶水，请下面同学分析该同学施加的提水的力为多大？然后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？
同学活动：同学观看两位同学的操作，同时考虑并回答老师的问题。
点评：通过实践体验，让同学体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发同学学习爱好，引导同学体会等效观点。
老师活动：引导同学思考：生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？
同学活动：同学思考争辩列举实际例子：用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。
点评：通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。培育同学观看生活的力气，同时激发同学对生活的宠爱。
老师活动：启发引导同学找出这些例子的共性，给出合力和分力的概念。
同学活动：乐观思考，领悟合力、分力的等效替代关系。
（二）进行新课
1、力的合成
老师活动：老师出具合力与分力关系模拟演示器，告知同学有关的器材，以及试验的目的，让同学自己设计一个试验来探究求合力的方法（同学可能提出好多不同的设计方案，老师要引导同学选择其中的最佳方案）。老师可提出如下问题：在这个试验中合力与分力等效的标志是什么？（橡皮条的伸长量相等）然后老师可让同学（2－3人）自告奋勇去前面操作，下面的同学观看，引导同学找出操作同学的不妥之处。在试验结果的处理时，引导同学先做出各力的图示，让操作的同学和下面同学一起争辩合力与分力之间的关系。（同学此时也可能有很多种猜想，比如：把两个力直接加起来等。老师可参与同学的争辩，筛选出有确定道理的猜想）
同学活动：依据老师出示的合力与分力关系模拟演示器，思考：在这个试验中争辩什么问题？在这个试验中合力与分力等效的标志是什么？用什么样的方案去探究？然后与邻近的同学交换一下意见。
同学代表到前面去做试验的时候，同学们要认真观看，并与自己设计的方案相比较，看哪个方案更好一些。同时要找一下前面同学的操作有无不恰当的地方，并友好地提出来。当操作的同学依据试验结果画出力的图示时，同学们要乐观思考：合力与分力的大小是什么关系，并形成自己的猜想结论。
点评：探究力的合成的平行四边形定则，培育同学试验探究的力气。
同学对于合力和分力的大小关系的猜想，老师应当充分敬重，而不要怕麻烦，要让同学的试验探究落到实处。老师在教学中会发觉：同学的思维有时很睿智，老师时常会有惊喜的发觉（为同学的聪慧而兴奋）。
老师点评：同学的猜想是否正确，老师要给同学验证的机会：让同学进行分组试验，测量三组数据，处理完后得出自己验证的结论，即原来的猜想是否正确。让同学自己选出各组的代表，把试验的状况进行汇报，老师和同学一起进行归纳总结。最终得出求合力的方法一一平行四边形定则。
在上述过程中老师要引导同学对各组的操作状况、数据处理、语言表述等进行评价和分析。
同学活动：依据同学自己的猜想，利用课桌上仪器进行试验验证，测量三组数据进行处理，看结果如何。（试验过程中同学之间要团结协作，亲热协作），各组的同学代表要在同学们面前陈述本组的试验结论，和其他组的状况相比较，最终全班同学一起得出求合力的方法。
点评：验证探究的结果是否正确。培育同学科学的思维方法——探究、验证，以及严谨的科学态度。
老师活动：老师提问：请同学们用比较精确而又简捷的语言表述出平行四边形定则。
同学活动：乐观思考并回答老师的问题。
点评：概括得出平行四边形定则，培育同学抽象和概括的力气。
老师活动：老师提出如下问题：力F1＝45N，方问水平向右。F2＝60 N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。若F1和F2的方向相反（夹角为180°），求其合力的大小和方向；若F1和F2的方向相同（夹角为0°），状况又怎样？
进一步引导同学思考：两个力F1、F2、的合力F的大小和方向随着F1、F2、的夹角变化而如何变化？
同学得出结论后，老师可出示多媒体课件演示：
θ= 0°；0°<θ<90°；θ= 180°；90°<θ<180°；θ从0°到180°变化，合力F的大小变化。
什么状况下合力最大？最大值为多大？什么状况下合力最小？最小值为多大？
合力F是否总大于原来两个力F1、F2、？
当F1、F2、相等时：θ= 0°；θ<60°；θ= 90°；θ=180°的状况。
同学活动：解答老师提出的问题、留意做题态度要严谨认真。
思考：两个力F1、F2、的合力F的大小和方向随着 F1、F2、的夹角变化而如何变化？合力F的大小在一个什么样的范围内变化？
认真观看老师供应的课件内容，印证自己得到的结论。
点评：查找合力F的大小和分力F1、F2、间夹角的关系，培育同学应用学问的力气以及发散思维的力气。
老师活动：老师启发同学思考：在上述问题中，即：F1＝45N，方问水平向右。F2＝60 N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。能否不用图示法而用其它的方法求？如何求？
同学活动：同学思考后回答：可以。可以用直角三角形的边角关系求解。
然后同学计算求出。
点评：方法扩展，培育同学解决问题的力气。
不论是多么重要的结论，老师都不要取代同学，一切的思维活动老师都要奇异引导，让同学得出。
老师活动：老师在同学初步知道求两个力的合力的方法后进一步提出拓展问题：一般状况下物体都受到多个力作用，那么如何求这些力的合力？
同学活动：同学思考老师提出的问题，然后不难想到：可以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，直到把全部的力都合成进去，最终得到的结果就是这些力的合力。
点评：由两个力合成扩展到多个力合成，培育同学发散思维力气和创新力气。
2、对“共点力”的学习
老师活动：老师让同学自学共点力的概念，然后让同学回答如下问题以检验其自学状况：
1、什么样的力是共点力？
2、你认为在把握共点力的概念时应留意些什么问题？
3、老师利用计算机网络出示图片：大吊车吊起物体；人担水；举重；比萨斜塔等。吊车吊起物体时钩子受的力为共点力吗？人担水时担子受到的力为共点力吗？举重运动员举起的重物受到的力为共点力吗？比萨斜塔受几个力作用？它们是共点力吗？
4、力的合成的平行四边形定则有没有适用条件？适用于什么状况？
同学活动：同学认真看书，把握共点力的概念，并回答老师提出的问题，在回答过程中进一步加深对共点力的理解并搞清它们的适用条件――只适用于共点力。
点评：同学把握共点力的概念，培育同学自学和分析力气。
老师活动：老师出示课堂练习（见实例探究），同学先独立完成（起自测作用），然后争辩，有些问题可有多种解法，引导同学找出最佳解题方法。
同学活动：保质保量地完成课堂练习，自我评价本节课学习的状况。
点评：在应用中加深对所学学问的理解，培育同学应用学问的力气。
（三）课堂总结、点评
老师活动：让同学概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
同学活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培育同学概括总结力气。
老师要放开，计同学自己总结所学内容，允许内容的挨次不同，从而构建他们自己的学问框架。
（四）实例探究
☆关于合力与分力关系的理解
1、两个共点力F1、F2、的合力为F，下列说法中正确的是
A、合力F确定大于任一个分力
B、合力的大小既可等于F1，也可等于F2
C、合力F有可能小于任一个分力
D、合力F的大小随F1、F2、间的夹角增大而减小
☆关于合力的大小范围
2、两个共点力的大小分别为F1=15 N、F2、=9 N，他们的合力不行能等于
A、9 N
B、25 N
C、6 N
D、21 N
3、两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别为 N和 N 。
☆合力与分力间夹角的关系
4、如图所示，两个共点力F1、F2、的大小确定，夹角θ是变化的，合力为F.在θ从0°渐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化状况是

A、从最小渐渐增大到最大
B、从最大渐渐减小到最零
C、从最大渐渐减小到最小
D、先增大后减小
☆综合应用
5、如图所示，质量为m的长方形木块静止在倾角为的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应当是
A、沿斜面对下
B、垂直于斜面对上
C、沿斜面对上
D、竖直向上
★课余作业
l、还有没有更好的方案来验证力的合成的平行四边形定则？
2、你身边还有没有物体受共点力的例子？试举出来。
3、课后完成课本上第67页的练习。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与学问的发觉过程是培育同学力气的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。同学素养的培育就成了镜中花，水中月。
附录1
力的合成—一教材分析
这一章教材通过分析生活和生产中的大量实际问题，让同学初步理解并把握力的矢量性和解决矢量问题的平行四边形定则。力的运算的平行四边形定则是初学者很难跨越的一个台阶，教学中应留意引导同学从实际动身来分析问题，使同学在学习过程中感觉自然、畅快、水到渠成、不突兀。同时在教学中应充分发挥同学的学习乐观性和主动性，激发同学的学习爱好。教材《力的合成》这一节课，一改传统教学中的“验证性”试验教学方式，接受“探究性”试验教学。让同学在自己原有“同始终线上两个力的合成”的学问基础上，通过“猜想、试验、归纳、总结”的探究过程，自己得出“不在同始终线上的两个力的合成”所遵循的“平行四边形定则”。让同学在建立“平行四边形定则”的过程中，体会到“试验归纳法”的一般原则。
l、平行四边形定则，是一切矢量运算的法则，它的重要地位可想而知。教材利用试验探究的方法来得到平行四边形定则，一来培育了同学进行试验探究的力气，二来培育了同学的勇于探究的精神。同学经过这一过程，从确定程度上讲提高了运用学问的力气。
2、共点力是一个相当重要的概念，由于在高中物理中问题中的争辩对象绝大多数是质点，它们受的力自然是共点力，故对该概念的理解是学好高中物理的基础。
附录2
力的合成——同学分析
力的合成一节的教学，老师的角色是一个引导者，全部的课堂活动是老师引导下的同学的活动，虽然同学对矢量的生疏很肤浅，但只要老师引导得当，教学活动应当比较顺当。另外，只要老师留意引导，就目前同学的学问水平而言，同学各方面的力气就能得到培育，如：动手操作力气、物理思维力气和科学态度、观看力气、分析力气、协作力气、创新思维力气、表达力气等。