学生实验PPT及课堂实录内容

3.4力的合成

一．三维目标

1.

知识与技能

①理解分力与合力

②掌握平行四边形法则

③初步掌握用平行四边形求解共点力的合力

2.

过程与方法

①通过作用效果相同理解分力合力

②通过实验探究归纳互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形点则

3.

情感态度与价值观

①培养学生动手操作能力

②培养学生养成实事求是的求实精神

③培养学生的物理思维能力和科学研究的态度

二．重难点分析

重点：合力与分力的关系，通过实验归纳平行四边形定则及应用

难点：实验探究方案的设计与实施，对物体进行简单的受力分析确定合力大小方向。

三．教学方法

本节课重点是通过实验归纳出力的平行四边形定则。由于学生刚开始接触矢量的运算方法，讲解过程中需要从学生能够感知和理解的日常现象规律出发，理解合力的概念，从而通过力的作用效果相同，设计实验方案，探究出力的合成规律。

四．教学工具

多媒体，演示仪器

五．教学过程

上课！

我们今天来学习力的合成。

导入

师：我们要研究力就要知道力有些什么性质。力有颜色，有形状吗？谁看见过力？对于力的研究我们该从哪里着手呢？

生：力的作用效果

师：生活中我们经常看到这样的现象：两根绳子吊着一盏灯，或者一根绳子吊着一盏灯，我们发现两根绳子的作用力和一根绳子的作用力效果相同。同样的，一个大人提起一桶水，两个小孩也可以提起一桶水，大人用的力与两个孩子用的力作用效果相同。其实生活中还有很多这样一个力与两个力或更多力的作用等效。在小学的时候我们同学就已经接触过等效这种思想了————曹冲秤象，曹冲利用石块的重量来等效大象的重。

新课学习

（一）．分力与合力

一个力产生的效果与几个力的共同作用效果相同，我们称这个力为那几个力的合力，那几个力呢，我们称之为分力。

在解决实际问题的时候，我们可以用这个合力来代替那几个力，这就是力的等效代替，而不是说这个物体又多受了一个合力。

（二）．力的合成

求几个力的合力的过程就是力的合成。

力是矢量有方向，我们不难想到力的作用会有两种情况：在同一条直线上的力与不在同一条直线上的力，他们的合成方式是怎样的呢？

我们先来看看

①在一条直线上的力的合成，物理学研究问题总是从最基础的问题出发，再研究比较复杂的问题。我们对最简单的二力合成进行研究

1.力的作用方向相同

F=F1F2

2.力的作用方向相反

FF1F2

方向与较大的那个力方向相同

②不在同一条直线上力的合成又实则呢样的呢

合力还是分力数值的相加或相减吗？我们通过一个小实验来看看

演示实验：

重物被两个弹簧称分别用拉力F1、F2 ，和一个拉力F悬挂，F等于F1+F2吗？请两位同学来帮老师共同完成这个实验。

（做实验前先要记得弹簧秤调零哟！）

我们逐渐减小两个拉力之间的夹角，看看这两个力之间有什么变化？

由同学记录的数据（注意读数估读的问题），F并不等于F1+F2。那么合力与分力之间到底遵循怎样的运算方式呢？物理是一门实验的科学，我们可以通过实验来探究分力与合力之间的关系，寻找求合力的方法。

（三）．实验探究

1.实验之前，我们来明确实验的目的。

我们设计实验就是为了探究合力与分力的关系。

2.实验原理呢？

合力与分力的作用效果相同。

3.力的作用效果有哪些？

形变和加速度

4.选择哪一种更方便我们实验测量呢？为什么？

形变，根据实验的可行性易操作性原则，直接弹簧测力计可以测量形变大小，加速度只能间接测量，并且计算复杂。

5.我们可以用什么器材来进行实验呢？如何保证等效呢？

形变大小相同

请同学们根据课前预习以及我们的提示，组内讨论，根据给定的实验器材，设计实验方案，确定实验步骤，请一个组分享他们的实验步骤

点评学生设计的实验步骤，让学生亲自体会交换步骤3和4的区别

指示学生开始实验

巡视指导，指出学生错误，观察学生成果

实验结果分析

请做好的小组取下白纸，整理好实验器材，选取标度作三个力的图示将作用点画到一个位置，分析下三个力的图示，看看它们之间有什么关系？

试试连接分力与合力的箭头顶端，看看有什么发现。

如果我们以代表这两个分力大小的线段为邻边作平行四边形，看看对角线长度方向与我们这里实验测得的合力长度方向有什么差别？

下面请两个小组做完实验的上台来展示他们所做出来的实验结果。

代表合力的线段长度以及方向与我们以两个分力为邻边所作的平行四边形的对角线（两分力所夹）长度以及方向非常接近。

实验结论：

其实我们的实验是有误差的，如果没有误差，其实这两条线段是重合的，也就是说我们所作的合力其实等于以代表这两个分力的线段为邻边所作平行四边形的对角线长。

最后我们就得出了求不在同一条直线上二力的合成方法

求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，两分力所夹的对角线就代表合力的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则

（四）．最后我们来看看一个典型例题的求解

两个小孩拉一辆车子，一个小孩用力提是45N，另一个小孩用的力是60N，这两个力的夹角是90，求他们的合力。

1.

作图法求解

选择某一标度，例如用8mm长的线段表示15N的力，作出力的平行四边形，如图所示，表示F1的线段长24mm，表示F2的线段长32mm。

用刻度尺量的表示合力F的对角线长40mm，所以合力的大小40F15N75N. 8用量角器量的合力F与F1的夹角为53

2.

计算法

思考：三个及以上的力怎么合成？是不是所有力的合成都可以用平行四边形定

则？

板书

3.4力的合成

一、合力与分力

等效替代

二、力的合成

1.同一条直线上二力合成

2.互成夹角的二力合成

平行四边形定则