物理課程《同一直線上二力的合成》教案

2021-06-23 教案

　　教學(xué)目標(biāo)

　　一、知識目標(biāo)

　　1、知道什么是合力，什么是二力的合成。

　　2、會計算同一直線上兩個力合力的大小，并會判斷方向。

　　二、能力目標(biāo)

　　1、培養(yǎng)觀察能力

　　通過觀察一個力作用在物體上產(chǎn)生的效果與兩個力作用在物體上產(chǎn)生的效果相同的實驗使學(xué)生明確實驗中應(yīng)觀察什么現(xiàn)象，并由此分析出這些現(xiàn)象說明什么問題。進(jìn)而認(rèn)識到觀察物理現(xiàn)象應(yīng)首先明確觀察目的，并根據(jù)觀察目的明確觀察什么，觀察的各現(xiàn)象之間有什么關(guān)系，這些現(xiàn)象是如何說明所要觀察的問題的。

　　2、培養(yǎng)運用物理知識解決實際問題的能力。能計算同一直線上兩個力的合力，確定合力的方向，能已知同一直線上兩個力的合力及其中一個力，求另一個力的大小和方向。

　　三、情感目標(biāo)

　　通過實驗培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的意志品質(zhì)。

　　通過同一直線上兩個力的合成的圖示，培養(yǎng)學(xué)生欣賞線條美的能力。

　　教材分析

　　教材先通過“提水”和“推木箱”兩個實例說明兩個力產(chǎn)生的效果可以用一個力來代替，這個力就叫做那兩個力的合力，引出求合力的問題。接著研究兩個力沿同一直線作用在物體上這種最簡單情況下求合力的問題。通過 “研究同一直線上方向相同的兩個力的合力的大小和方向”和“研究同一直線上方向相反的兩個力的合力的大小和方向”兩個演示實驗，得出結(jié)論。最后聯(lián)系實際，應(yīng)用知識分析兩個簡單的實際問題。

　　教法建議

　　教學(xué)中要注意從合力產(chǎn)生的效果與兩個分力共同作用產(chǎn)生的效果相同來使學(xué)生認(rèn)識合力。然后說明二力的合成就是求兩個力的合力。為了幫助學(xué)生理解合力的概念，還可以再補充其他的事例，例如，兩個人拉著一輛車勻速前進(jìn)。也可以用一個人來代替這兩個人拉著這輛車勻速前進(jìn)，后面一個人對車的拉力就是前面兩個人對車的兩個拉力的合力。

　　教學(xué)重點、難點分析

　　1、合力的概念

　　理解合力的概念關(guān)鍵是要讓學(xué)生認(rèn)識兩個力共同作用產(chǎn)生的效果和一個力產(chǎn)生的效果相同。為了達(dá)到這一目的，除利用課本中的例子以及補充其他事例之外，可以通過實驗進(jìn)行定量的研究，使學(xué)生對這個問題的認(rèn)識能從感性上升到理性，并進(jìn)而自己分析生活中相關(guān)事例，以加深對這個問題的理解。尤其要注意引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識合力不是一般意義上的力之和，而是等效代替。

　　2、同一直線上同方向的'二力合成，同一直線上反方向的兩個力的合成。

　　兩個力作用在一個物體上的情況很多，首先應(yīng)組織、啟發(fā)學(xué)生通過討論認(rèn)識各種形式的兩個力作用在一個物體上的實例，使學(xué)生對兩個力作用在一個物體上的問題有感性認(rèn)識，然后對這些事例進(jìn)行分析，區(qū)分不同類型，進(jìn)而明確我們所要研究的問題，然后再組織學(xué)生進(jìn)行課本中安排的實驗。

　　對于同一直線上同方向與反方向二力的合成問題，在進(jìn)行實驗前可以讓學(xué)生思考，兩個力合力的大小和方向可能會怎樣，在猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗。

　　課時安排

　　1課時

　　教學(xué)設(shè)計示例

　　（一）導(dǎo)入新課

　　在日常生活中我們經(jīng)常遇到這樣的情況，當(dāng)一個人用力推一個物體或者提起一個物體時如果力氣不夠，這時再過來一個人幫忙則往往會達(dá)到目的，但是如果換一個力氣比較大的人，他一個人也可以達(dá)到目的。這時我們就說一個人經(jīng)過努力達(dá)到的效果與兩個人相同，今天我們就來專門研究這樣的問題。

　　（二）新課教學(xué)

　　1、同一直線上二力的合成

　　請同學(xué)們舉出生活中的實例說明一個人用力作用的效果與兩個人共同用力作用而產(chǎn)生的效果相同。

　　學(xué)生討論并舉例

　　例1 兩個小孩一同努力可以提起一桶水，一個大人就可以提起來。

　　例2 一個人拉一輛車?yán)粍樱儆幸粋€人在后邊推就可以把車推動，如果一個力氣大的人一個人就可以拉動。

　　例3 一根木頭一人扛起來比較費勁，如果兩個人一人扛一頭則可以比較輕松的扛起來，但效果是相同的。

　　以上同學(xué)們舉的實例都非常對，這里所說的效果相同，在物理學(xué)中我們叫它等效，也可以叫等效代替，在學(xué)習(xí)物理中建立等效的觀念十分重要。下面我們用實驗來進(jìn)一步研究這個問題。

　　教師向?qū)W生介紹實驗儀器，并開始下面的實驗：將一根彈簧掛在支架上，彈簧后邊用一塊白紙板襯托。將一個物體掛在彈簧下，彈簧伸長一定的長度，其指針指在一定的位置，用筆在白紙板上標(biāo)上記號。換用兩個物體掛在彈簧下，彈簧指針指在同一位置。實驗前讓同學(xué)注意觀察指針?biāo)甘镜奈恢谩嶒灲Y(jié)束后教師講解并提出問題。可配合將實驗過程制成圖，用投影打出。如圖所示將一個物體掛在彈簧下，說明這個物體對彈簧施加了一個力的作用。將兩個物體掛在彈簧下，這兩個物體分別對彈簧施加了力和。彈簧伸長說明了什么？

　　說明力作用在彈簧上，使彈簧的形狀發(fā)生了變化。

　　掛一個物體和掛兩個物體彈簧的伸長量是什么關(guān)系？說明了什么？

　　彈簧的伸長量相同，說明一個力作用在彈簧上與兩個力共同作用在彈簧上產(chǎn)生的效果相同。

　　一個力（F）產(chǎn)生的效果跟兩個力（和）共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力（F）就叫那兩個力（和）的合力。求兩個力的合力叫二力的合成。

　　在講解中要求同學(xué)注意，合力不是力的和，在后面的研究中同學(xué)們會逐步加深對這個問題的理解。請同學(xué)們列舉一個物體受兩個力作用的事例，前邊舉過的事例也可以重復(fù)。（學(xué)生邊舉例，教師邊在黑板上畫出示意圖，以便于分析）

　　【例1】一個人在前面拉車，另外一個人在后邊推車。

　　【例2】兩個人共同提一桶水。

　　【例3】房頂上的吊燈受到豎直向下的重力和電線的拉力。

　　以上這些事例如果要分類的話可以分成幾類？

　　有兩個力互成角度的，也有兩個力在一條直線上的。

　　在一條直線上的力有方向相同的，有方向相反的。

　　在上面這些事例中，最簡單的是同一直線上的兩個力。我們先來研究同一直線上的二力合成問題。同一直線上兩個力的合成有兩種情況，一種是同一直線、方向相同，另一種是同

　　直線方向相反。請同學(xué)們首先根據(jù)日常生活中的經(jīng)驗猜想一下，這兩種情況合力的大小和方向與兩個力的大小和方向是什么關(guān)系？

　　在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上，請同學(xué)說出自己的猜想，教師把同學(xué)猜想的大意寫在黑板上。

　　請同學(xué)們打開課本看書上兩個實驗示意圖和相關(guān)說明，看完后親自完成這兩個實驗；驗證一下自己的猜想。

　　學(xué)生看書，然后開始實驗，教師在同學(xué)中間巡視并進(jìn)行指導(dǎo)，實驗結(jié)束后提問。

　　同一直線上，方向相同的兩個力合力的大小及方向與兩個分力是什么關(guān)系？

　　同一直線上，方向相同的兩個力的合力的大小等于這兩個力的大小之和，合力的方向跟這兩個力的方向相同。

　　同一直線上，方向相反的兩個力合力的大小及方向與這兩個分力是什么關(guān)系？

　　同一直線上，方向相反的兩個力的合力大小等于這兩個力的大小之差，合力的方向跟較大的那個力相同。

　　在完成上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上教師可提問：兩個小孩共同提一桶水，每個人都對水桶施加了一個力，大人一個人提一桶水，她對水桶如果施加的是一個豎直向上的力，如果他們提的是同一桶水，那么大人施加的力和兩個小孩施加的力的效果是否相同？

　　［學(xué)生］效果相同。

　　［老師］兩個小孩子所用力的合力的大小與大人施加的力的大小是什么關(guān)系？

　　［學(xué)生］相等。

　　［老師］在這種情況下，大人所用力的大小是否等于兩個小孩所用兩個力的和？

　　［學(xué)生］不等。

　　［老師］為什么？

　　學(xué)生今天我們研究的是同一直線上的兩個力的合成，這兩個小孩施加的

　　兩個力不在同一直線上，不能用同一直線上二力合成的規(guī)律來研究這個問題。

　　（三）總結(jié)、擴展

　　今天我們研究同一直線二力合成的方法，這一方法就不能用來研究互成角度的兩個力的合成問題。互成角度的兩個力的合成遵循平行四邊形法則，用力和為鄰邊作平行四邊形，這個平行四邊形的對角線就是它們合力的大小和方向。（以兩個小孩提水桶問題為例，用平行四邊形法則求出它們的合力）實際上同一直線上兩個力的合成問題，是互成角度二力合成的特殊情況，課本第六節(jié)就是這方面的內(nèi)容，同學(xué)們感興趣可以先看書自學(xué)，然后我們再一起探討。

　　探究活動

　　【課題】

　　實驗分析同向合力和反向合力

　　【組織形式】

　　學(xué)生活動小組

　　【活動流程】

　　提出問題；猜想與假設(shè)；制訂計劃與設(shè)計實驗；進(jìn)行實驗與收集證據(jù)；分析與論證；評估；交流與合作。

　　【參考方案】

　　用一些測量工具（至少要多個彈簧秤）探究同向合力和反向合力的大小和方向。

　　【備注】

　　1、寫出探究過程報告。

　　2、發(fā)現(xiàn)新問題。