力的合成教学方法

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力的合成

一、知识与技能

1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。

2.理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。

3.掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用它求两个分力的合力。

4.通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。

二、过程与方法

1.通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法──等效替代法。

2.通过探究求互成角度的两个力合力方法的过程，向学生渗透科学研究的基本过程，学习严谨的科学态度。

三、情感态度与价值观

1.体会逻辑思维和实验相结合研究问题的巨大作用，并由此体会到科学研究的乐趣。

2.体会科学研究中合作、交流的重要性和必要性。

教学重点

1.合力与分力的概念及关系。

2.得出平行四边形定则的探究过程。

3.平行四边形定则的应用。

教学难点

如何引导学生自己完成探究得出结论。

教学方法

讨论、交流、演示实验和分组实验。

物理力的合成教学设计【教学用具】

实验器材：木板、白纸、图钉(若干)、橡皮条、细绳套(两根)、弹簧秤(两只)、三角板、铅笔;几何画板课件;平行四边形定则教具。

力的合成 新课导入

前面几节课我们学习了力的表示方法：图示法，还学习了受力分析等，今天在学习新内容前，请同学们先观看一组演示实验：

演示实验一：

一位女同学双手互成角度地施加拉力共同提一桶水，使水桶悬空静止;

一位男同学一只手单独提这桶水，也可以使水桶悬空静止。

请学生在黑板上给出这两次实验中水桶受力的示意图。

图一

图二

演示实验二：一根软弹簧的上端固定在黑板的上边缘上，下端系上两根细绳套，两个女同学分别抓住一根细绳套互成角度地拉弹簧，使弹簧与细绳套的结点到达位置O(在黑板上用粉笔记录下此位置);一个男同学单独抓住一根细绳套拉动弹簧，也可以使弹簧与细绳套的结点到达刚才标记的位置O。

物体受到两个力或更多力的作用，这些力作用在一点或延长线交于一点，这样一组力叫做共点力。

板书：一，共点力

教师提问：同学们观察演示实验后，请思考：两位同学对于水桶的作用有什么联系和区别？

学生：观察图一 图二两个实验，F1、F2共同作用时产生的效果与F单独作用时产生的效果相同。

总结：1、F1F2共同作用时产生的效果与F单独作用时产生的作用效果相同。

2、从刚才的两个实验中我们得知，几个力共同作用的效果可以同一个力单独作用产生的效果相同，我们把这共同作用的几个力叫做分力，产生相同效果的单独作用的力叫那几个分力的合力。

板书：二、合力与分力

板书：1.合力与分力的概念

几个力共同作用的效果同某一个力单独作用的效果相同，共同作用的这几个力叫做分力，单独作用的这个力叫那几个分力的合力。

教师指明：前面两个实验中，F是F1、F2的合力，F1、F2是F的分力。

板书：2.几个分力与它们的合力在作用效果上是等效替代，不是并列、并存。

二、力的合成

求几个分力的合力叫力的合成。本节课我们就来研究力的合成应该满足什么规律。

板书：三、力的合成

板书：1.求几个分力的合力叫力的合成

师：我们从最简单的情况入手，请同学们回忆初中所学知识，说出求同一直线上两个力的合力的方法。

学生进行回忆、讨论、回答，教师进行点拨、举例画图等（PPT）。

板书：2.同一直线上的两个力的合成

同方向：合力的大小等于两分力大小之和，合力的方向与任意一个分力方向相同

反方向：合力的大小等于两分力大小之差，合力的方向与较大的分力方向相同

师提问：求互成角度的两个分力的合力是否也是两个分力大小的加或者减呢?

请同学们利用桌面上的实验器材，和老师一起来探究这个问题：

演示实验二：一根软弹簧的上端固定在黑板的上边缘上，下端系上两根细绳套，两个女同学分别抓住一根细绳套互成角度地拉弹簧，使弹簧与细绳套的结点到达位置O(在黑板上用粉笔记录下此位置和两个拉力的大小和方向);

一个男同学单独抓住一根细绳套拉动弹簧，也可以使弹簧与细绳套的结点到达刚才标记的位置O和拉力的大小和方向。

老师提出问题：用力的图示法表示出这三个力后，请同学们猜想这三个力的关系。

学生：不是简单的相加或相减的关系，好像是平行四边形两邻边和所夹对角线的关系，合力是两个分力的对角线。

老师：那就请同学们和老师一起，以两个分力为临边画出平行四边形，找到两个分力所夹的对角线，用相同标度表示对角线对应的大小，比较对角线与合力的关系。

老师作图：

教师说明如何记录F1。F2以及F的方向，并强调作力的图示必须选用同一个标度，标度要恰当以使有向线段长短合适，F1。F2的夹角不能太大也不能太小相等等注意事项。

教师：从老师做的图可以看出：在误差允许范围内，这条对角线的确可以表示两个分力的合力。那么，这是不是偶然现象呢？请同学们改变两个分力的夹角，亲自动手实验，看看能不能得出同样的结论。

学生开始实验，教师巡视指导。

学生开始熟悉实验器材，教师说明木板水平放置，白纸、图钉等的作用等;并强调一些注意事项，例如弹簧秤要靠近木板并与木板表面平行，所施加力的方向必须沿弹簧秤的金属杆方向，必须记录橡皮筋与细绳套的结点到达的位置O以使F1。F2同时作用与F单独作用达到相同的效果等。

一组同学在黑板验证。

我们看结果：实验得出的合力F和F2基本重合

教师：我们得到结论在误差范围内，F几乎是以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线，在误差允许范围内5%,，也就是F就是合力

这个结论不是一次实验就得出来的而是无数次实验和实践得出来的。

板书：3.互成角度的两个力的合成满足平行四边形定则，即以表示这两个力的有向线段为邻边作出平行四边形，这两个邻边之间所夹的对角线就代表合力的大小和方向。

教师提醒学生注意：谁是邻边?哪个对角线代表合力?哪是实线，哪是虚线?

板书：(1)同一直线上的力的合成规律是平行四边形定则的特例。

说明：平行四边形法则适用于共点力，那么，什么是共点力呢？

共点力的概念：（PPT）

教师提出问题：

思考：在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力怎样变化?

演示实验：（自制教具）

学生观察实验回答问题

①合力随夹角的变大而变小，随夹角的变小而变大．

什么情况下合力最大，什么情况下合力最小?

②当两个分力之间的夹角为0°时两个力的合力最大，最大值为二力之和；当两个分力之间的夹角为180°两个力的合力最小，最小值为二力之差．

总结【幻灯片展示】

⑴F合随F1和F2的夹角θ增大而减小

⑵合力的取值范围：｜F1－F2｜≤ F合≤ F1＋F2

⑶F合可能大于、等于、小于 F1、F2

总结：（PPT）

合力可以大于分力，也可以等于或小于分力。

本节课的总结(ppt)

课堂练习：（题目自己找）

巩固练习

下面我们通过一个例题进一步加深对平行四边形定则的理解。

【幻灯片展示例题】学生读题并尝试解决例题

例题：力F1＝45 N，方向水平向右，力F2＝60 N，方向竖直向上．通过作图法求这两个力合力F的大小和方向．

（请一位同学说一下自己的思路）

教师在黑板上板书演示

解：（作图法：作出力的图示）

取103澇さ南叨伪硎?5N的力

作出力的平行四边形，如图所示，

量出对角线长为503潱?/p>

则合力大小F＝15 N × (503?103?=75N

用量角器量得合力方向：F与F1的夹角为53°

2、知识延伸：

（1）方法二：（计算法：作出力的示意图）

用直角三角形知识计算求解上例。

（2）如果改变上例中两个力之间的夹角，将夹角改为30°和150°，则合力分别是多大?

[投影学生作图]当夹角是30°时，两个力的合力是102N；当夹角是150°时，两个力的合力是45N。

根据我们上面的分析计算

删除：

（五）、多个共点力合成的方法

前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理?

学生阅读课本回答：我们可以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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

【幻灯片展示欣赏动画】

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