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2019-2020年高中物理 3.4力的合成與分解2教案 粵教版必修1 ★新課標(biāo)要求 （一）知識與技能 1、掌握力的平行四邊形定則，知道它是力的合成的基本規(guī)律。 2、初步運(yùn)用力的平行四邊形定則求解共點力的合力；能從力的作用效果理解力的合成、合力與分力的概念。 3、會用作圖法求解兩個共點力的合力；并能判斷其合力隨夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍，會用直角三角形知識求合力。 （二）過程與方法 1、能夠通過實驗演示歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則； 2、培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度、觀察能力、分析能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)能力。 3、培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問題的方法的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1、培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。 2、培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、事實求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識。 3、培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神。 ★教學(xué)重點 1、通過實驗歸納出力的平行四邊形定則 2、力的平行四邊形定則的理解和應(yīng)用。 ★教學(xué)難點 1、對物體進(jìn)行簡單的受力分析、通過作圖法確定合力 2、合力與分力間的等效替代關(guān)系，尤其是合力的大小與兩個分力間夾角的關(guān)系。 ★教學(xué)方法 1、創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)啟發(fā)，讓學(xué)生體會并接納等效觀點，從而得出合力、分力的概念。 2、實踐體驗，實驗探索，歸納總結(jié)，從而得出平行四邊形定則。 ★教學(xué)用具： 多媒體、總重力為200N的一桶水、合力與分力關(guān)系模擬演示器（磁性黑板、帶磁鐵的滑輪、鉤碼、橡皮筋（帶細(xì)繩套）、實驗器材（學(xué)生分組實驗用）；方木塊1塊、彈簧秤2個、橡皮筋1條，20cm細(xì)線1條（兩端打好套）、白紙1張、圖釘幾個、三角板一對 ★教學(xué)過程 （一）引入新課 教師活動：請兩位同學(xué)到講臺前，讓一位同學(xué)提起重為200N的一桶水，請下面同學(xué)分析該同學(xué)施加的提水的力為多大？然后請兩同學(xué)一起提起水桶，請同學(xué)們一起分析提水桶的有幾個力？從效果上看跟剛才用一個力提一樣嗎？ 學(xué)生活動：學(xué)生觀看兩位同學(xué)的操作，同時考慮并回答教師的問題。 點評：通過實踐體驗，讓學(xué)生體會一個力的作用效果與兩個或更多力的作用效果相同、目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生體會等效觀點。 教師活動：引導(dǎo)學(xué)生思考：生活中還有哪些事例是說明幾個力與一個力的作用效果相同的？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考討論列舉實際例子：用兩條細(xì)繩吊著日光燈、很多只狗拉著雪撬前進(jìn)、抗洪救災(zāi)中解放軍搬沙袋、打夯等。 點評：通過列舉生活中的實例，進(jìn)一步體會一個力可以與幾個力的作用效果相同。培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的能力，同時激發(fā)學(xué)生對生活的熱愛。 教師活動：啟發(fā)引導(dǎo)同學(xué)找出這些例子的共性，給出合力和分力的概念。 學(xué)生活動：積極思考，領(lǐng)會合力、分力的等效替代關(guān)系。 （二）進(jìn)行新課 1、力的合成 教師活動：教師出具合力與分力關(guān)系模擬演示器，告訴學(xué)生有關(guān)的器材，以及實驗的目的，讓學(xué)生自己設(shè)計一個實驗來探究求合力的方法（學(xué)生可能提出好多不同的設(shè)計方案，教師要引導(dǎo)學(xué)生選擇其中的最佳方案）。教師可提出如下問題：在這個實驗中合力與分力等效的標(biāo)志是什么？（橡皮條的伸長量相等）然后教師可讓學(xué)生（2－3人）自告奮勇去前面操作，下面的學(xué)生觀察，引導(dǎo)學(xué)生找出操作同學(xué)的不妥之處。在實驗結(jié)果的處理時，引導(dǎo)學(xué)生先做出各力的圖示，讓操作的同學(xué)和下面同學(xué)一起討論合力與分力之間的關(guān)系。（學(xué)生此時也可能有很多種猜想，比如：把兩個力直接加起來等。教師可參與學(xué)生的討論，篩選出有一定道理的猜想） 學(xué)生活動：根據(jù)老師出示的合力與分力關(guān)系模擬演示器，思考：在這個實驗中研究什么問題？在這個實驗中合力與分力等效的標(biāo)志是什么？用什么樣的方案去探究？然后與鄰近的同學(xué)交換一下意見。 學(xué)生代表到前面去做實驗的時候，同學(xué)們要認(rèn)真觀察，并與自己設(shè)計的方案相比較，看哪個方案更好一些。同時要找一下前面同學(xué)的操作有無不恰當(dāng)?shù)牡胤?，并友好地提出來。?dāng)操作的同學(xué)根據(jù)實驗結(jié)果畫出力的圖示時，同學(xué)們要積極思考：合力與分力的大小是什么關(guān)系，并形成自己的猜想結(jié)論。 點評：探究力的合成的平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的能力。 學(xué)生對于合力和分力的大小關(guān)系的猜想，教師應(yīng)當(dāng)充分尊重，而不要怕麻煩，要讓學(xué)生的實驗探索落到實處。教師在教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)：學(xué)生的思維有時很睿智，教師時常會有驚喜的發(fā)現(xiàn)（為學(xué)生的聰明而高興）。 教師點評：學(xué)生的猜想是否正確，教師要給學(xué)生驗證的機(jī)會：讓學(xué)生進(jìn)行分組實驗，測量三組數(shù)據(jù)，處理完后得出自己驗證的結(jié)論，即原來的猜想是否正確。讓學(xué)生自己選出各組的代表，把實驗的情況進(jìn)行匯報，教師和學(xué)生一起進(jìn)行歸納總結(jié)。最后得出求合力的方法一一平行四邊形定則。 在上述過程中教師要引導(dǎo)學(xué)生對各組的操作情況、數(shù)據(jù)處理、語言表述等進(jìn)行評價和分析。 學(xué)生活動：根據(jù)學(xué)生自己的猜想，利用課桌上儀器進(jìn)行實驗驗證，測量三組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，看結(jié)果如何。（實驗過程中同學(xué)之間要團(tuán)結(jié)協(xié)作，密切配合），各組的學(xué)生代表要在同學(xué)們面前陳述本組的實驗結(jié)論，和其他組的情況相比較，最后全班同學(xué)一起得出求合力的方法。 點評：驗證探究的結(jié)果是否正確。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法——探究、驗證，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 教師活動：教師提問：請同學(xué)們用比較準(zhǔn)確而又簡捷的語言表述出平行四邊形定則。 學(xué)生活動：積極思考并回答老師的問題。 點評：概括得出平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生抽象和概括的能力。 教師活動：教師提出如下問題：力F1＝45N，方問水平向右。F2＝60 N，方向豎直向上。求這兩個力的合力F的大小和方向。若F1和F2的方向相反（夾角為180），求其合力的大小和方向；若F1和F2的方向相同（夾角為0），情況又怎樣？ 進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：兩個力F1、F2、的合力F的大小和方向隨著F1、F2、的夾角變化而如何變化？ 學(xué)生得出結(jié)論后，教師可出示多媒體課件演示： θ= 0；0<θ<90；θ= 180；90<θ<180；θ從0到180變化，合力F的大小變化。 什么情況下合力最大？最大值為多大？什么情況下合力最小？最小值為多大？ 合力F是否總大于原來兩個力F1、F2、？ 當(dāng)F1、F2、相等時：θ= 0；θ<60；θ= 90；θ=180的情況。 學(xué)生活動：解答老師提出的問題、注意做題態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。 思考：兩個力F1、F2、的合力F的大小和方向隨著 F1、F2、的夾角變化而如何變化？合力F的大小在一個什么樣的范圍內(nèi)變化？ 認(rèn)真觀察老師提供的課件內(nèi)容，印證自己得到的結(jié)論。 點評：尋找合力F的大小和分力F1、F2、間夾角的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力以及發(fā)散思維的能力。 教師活動：教師啟發(fā)學(xué)生思考：在上述問題中，即：F1＝45N，方問水平向右。F2＝60 N，方向豎直向上。求這兩個力的合力F的大小和方向。能否不用圖示法而用其它的方法求？如何求？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考后回答：可以。可以用直角三角形的邊角關(guān)系求解。 然后學(xué)生計算求出。 點評：方法擴(kuò)展，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。 不論是多么重要的結(jié)論，教師都不要取代學(xué)生，一切的思維活動教師都要巧妙引導(dǎo)，讓學(xué)生得出。 教師活動：教師在學(xué)生初步知道求兩個力的合力的方法后進(jìn)一步提出拓展問題：一般情況下物體都受到多個力作用，那么如何求這些力的合力？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考教師提出的問題，然后不難想到：可以用平行四邊形定則求出它們的合力：先求出任意兩個力的合力．再求出這個合力跟第三個力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。 點評：由兩個力合成擴(kuò)展到多個力合成，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。 2、對“共點力”的學(xué)習(xí) 教師活動：教師讓學(xué)生自學(xué)共點力的概念，然后讓學(xué)生回答如下問題以檢驗其自學(xué)情況： 1、什么樣的力是共點力？ 2、你認(rèn)為在掌握共點力的概念時應(yīng)注意些什么問題？ 3、教師利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出示圖片：大吊車吊起物體；人擔(dān)水；舉重；比薩斜塔等。吊車吊起物體時鉤子受的力為共點力嗎？人擔(dān)水時擔(dān)子受到的力為共點力嗎？舉重運(yùn)動員舉起的重物受到的力為共點力嗎？比薩斜塔受幾個力作用？它們是共點力嗎？ 4、力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件？適用于什么情況？ 學(xué)生活動：學(xué)生認(rèn)真看書，掌握共點力的概念，并回答老師提出的問題，在回答過程中進(jìn)一步加深對共點力的理解并搞清它們的適用條件――只適用于共點力。 點評：學(xué)生掌握共點力的概念，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和分析能力。 教師活動：教師出示課堂練習(xí)（見實例探究），學(xué)生先獨(dú)立完成（起自測作用），然后討論，有些問題可有多種解法，引導(dǎo)學(xué)生找出最佳解題方法。 學(xué)生活動：保質(zhì)保量地完成課堂練習(xí)，自我評價本節(jié)課學(xué)習(xí)的情況。 點評：在應(yīng)用中加深對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力。 （三）課堂總結(jié)、點評 教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開，計學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 （四）實例探究 ☆關(guān)于合力與分力關(guān)系的理解 1、兩個共點力F1、F2、的合力為F，下列說法中正確的是 A、合力F一定大于任一個分力 B、合力的大小既可等于F1，也可等于F2 C、合力F有可能小于任一個分力 D、合力F的大小隨F1、F2、間的夾角增大而減小 ☆關(guān)于合力的大小范圍 2、兩個共點力的大小分別為F1=15 N、F2、=9 N，他們的合力不可能等于 A、9 N B、25 N C、6 N D、21 N 3、兩個共點力的合力最大為15N，最小為5N，則這兩個力的大小分別為 N和 N 。 ☆合力與分力間夾角的關(guān)系 4、如圖所示，兩個共點力F1、F2、的大小一定，夾角θ是變化的，合力為F.在θ從0逐漸增大到180的過程中，合力F的大小變化情況是 A、從最小逐漸增大到最大 B、從最大逐漸減小到最零 C、從最大逐漸減小到最小 D、先增大后減小 ☆綜合應(yīng)用 5、如圖所示，質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是 A、沿斜面向下 B、垂直于斜面向上 C、沿斜面向上 D、豎直向上 ★課余作業(yè) l、還有沒有更好的方案來驗證力的合成的平行四邊形定則？ 2、你身邊還有沒有物體受共點力的例子？試舉出來。 3、課后完成課本上第67頁的練習(xí)。 ★教學(xué)體會 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 附錄1 力的合成—一教材分析 這一章教材通過分析生活和生產(chǎn)中的大量實際問題，讓學(xué)生初步理解并掌握力的矢量性和解決矢量問題的平行四邊形定則。力的運(yùn)算的平行四邊形定則是初學(xué)者很難跨越的一個臺階，教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生從實際出發(fā)來分析問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺自然、暢快、水到渠成、不突兀。同時在教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教材《力的合成》這一節(jié)課，一改傳統(tǒng)教學(xué)中的“驗證性”實驗教學(xué)方式，采用“探究性”實驗教學(xué)。讓學(xué)生在自己原有“同一直線上兩個力的合成”的知識基礎(chǔ)上，通過“猜測、實驗、歸納、總結(jié)”的探究過程，自己得出“不在同一直線上的兩個力的合成”所遵循的“平行四邊形定則”。讓學(xué)生在建立“平行四邊形定則”的過程中，體會到“實驗歸納法”的一般原則。 l、平行四邊形定則，是一切矢量運(yùn)算的法則，它的重要地位可想而知。教材利用實驗探究的方法來得到平行四邊形定則，一來培養(yǎng)了學(xué)生進(jìn)行實驗探究的能力，二來培養(yǎng)了學(xué)生的勇于探索的精神。學(xué)生經(jīng)過這一過程，從一定程度上講提高了運(yùn)用知識的能力。 2、共點力是一個相當(dāng)重要的概念，因為在高中物理中問題中的研究對象絕大多數(shù)是質(zhì)點，它們受的力自然是共點力，故對該概念的理解是學(xué)好高中物理的基礎(chǔ)。 附錄2 力的合成——學(xué)生分析 力的合成一節(jié)的教學(xué)，教師的角色是一個引導(dǎo)者，所有的課堂活動是教師引導(dǎo)下的學(xué)生的活動，雖然學(xué)生對矢量的認(rèn)識很膚淺，但只要老師引導(dǎo)得當(dāng)，教學(xué)活動應(yīng)該比較順利。另外，只要教師注意引導(dǎo)，就目前學(xué)生的知識水平而言，學(xué)生各方面的能力就能得到培養(yǎng)，如：動手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度、觀察能力、分析能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)能力等。