“力的合成”的教学设计及反思

 十三中 蒋苏萍

教学设计过程：

一、教学目标：

1、知识与技能：

（1）理解合力、分力、共点力和力的合成的概念

（2）理解平行四边形定则是矢量运算的普遍法则，掌握力的合成方法（图解法，计算法）

2、方法与过程：

（1）通过等效替代，自主探究平行四边形定则

（2）体验物理研究的一般方法：猜想、实验、结论

3、情感态度价值观：

（1）通过交流与讨论，培养学生合作意识

（2）通过试验，培养学生创新精神，激发求知欲。

二、教学重点和难点：

重点：学生通过实验探究，理解、掌握二力合成

难点：理解掌握等效替代方法

三、教学过程：

引入：

相信大家都读过“曹冲称象”的故事，曹冲根据什么得到大象和船上石头的重力相等？其中包含什么思想方法？引出等效的思想。

新课教学

显示图片：两个小孩和一个大人分别提起一桶水，产生的效果相同。得出合力、分力的概念：物体受多个力共同作用，其作用效果与一个力的作用效果相同，则这一个力称为那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力，求几个力的合力称之为里的合成。

教师：在初中，我们已经学习掌握了在一条直线上的二力合成

 1、两共点力在同一直线上的：

（1）两力（F₁、F₂）同向：F=F₁+F₂

（2）两力（F₁、F₂）反向：F=|_F1-F₂|

 提问：能不能说物体受F、F1和F2的作用吗？强调等效替代

  2、两共点力不在同一直线上：先用两弹簧测力计演示，发现两示数之和不等于物体重力，得到合力并非代数和

 实验方案设计

1、选择谁作为研究对象？------------橡皮条

2、怎样才能保证两次作用效果相同？----------两次将橡皮条的一端拉至同一位置

3、需要记录什么？-------------同一位置、力的大小、力的方向

4、实验步骤怎样？-------------先两个力，记录位置、大小、方向，再一个力到同一位置，记录大小、方向。

 

教师引导，统一实验方法和实验要求。

实验要求：①确保等效

 ②如何确定、记录合力、分力的方向

 ③记录合力、分力的大小

 ④每组改变两力夹角，测定三组分力（大小、方向）

（3）由实验获得的合力、分力，寻找它们之间的联系

引导：要寻求合力、分力大小、方向之间的关系，首先要把力的大小、方向形象、直观、准确的表示出来，这就应该用什么方法？

学生：力的图示法

学生由实验数据作力的图示，猜测、验证、得出结论

结论：（平行四边形内容）

教师说明：人们根据更多精确的实验，和大量的实例，最后总结出合力与分力的大小、方向满足平行四边形定则。

四、应用探究

1. 探究与思考：（1）两力大小不变，请问合力是唯一的吗？

学生讨论后演示动画：得到合力和分力大小的关系：合力与分力的大小关系

合力既可以大于、也可以等于或小于原来的任意一个分力.

两分力大小不变时，合力F随夹角α的增大而减小，随α的减小而增大.

(1)F的最大值：当α＝0时，Fmax＝F1＋F2；

(2)F的最小值：当α＝180°时，Fmin＝|F1－F2|；

(3)合力大小的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.

例题1：两个共点力的大小分别为F1＝15 N，F2＝8 N，它们的合力大小不可能等于(　　)

A.9 N   B.25 N   C.8 N   D.21 N

例题2：在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上，如图所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A＝∠B＝60°，每条钢丝绳的拉力都是300 N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力。(保留三位有效数字)

提问：除了作图法还有什么方法？计算法。

比较荡秋千，不需要也不能用平行四边形，得到适用条件：共点力

2、思考：两个力以上的合成方法

例题3：六个共点力的大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻两力间的夹角均为60°，如图所示．试确定它们的合力的大小和方向．

例题4：一物体受到三个共面共点力F1、F2、 F3的作用，三力的矢量关系 。 如图所示(小方格边长相等)，试确定它们的合力的大小和方向．

   

 

 

五、课堂小结：

1. 物理知识：合力、分力、共点力、力的合成
2. 物理方法：等效替代，图解法，物理研究的一般方法

六、课外探究：  

 

教学反思：

       力的合成是平行四边形的初步探究。本课中，引导学生探究是个重点，其次，还有定则的适用条件，分力和合力的大小关系，以及多个力合成的方法等。

       在整个设计中，我以提出问题，解决问题为主线，融入所有的知识点。比如：复习初中的一条线合成时，我提出问题：能不能说物体受到了F、F1、F2三个力的作用？让学生明白分力和合力的等效替代；成一定夹角时，F=F1+F2吗？用简单的弹簧测力计演示让学生知道“合”和“和”的区别；实验得出定则后提问：如果分力大小一定，合力是唯一吗？得到合力随分力夹角变化的关系；讲到计算法时，比较荡秋千时绳子上的力（绳子平行），问：要不要用平行四边形定则？能不能用？从而得出定则的适用条件等等。

       纵观这节课，需要改进的是应该让学生更多地探究，由学生探究出定则更好。虽然实验中是从特殊到一般，但主要也是老师引导，这也是困惑的地方，怎样能让学生自主地发现问题并解决。