进入到高中一年级阶段,大伙的学习重压都是呈直线上升的,因此平常的积累也看上去非常重要,智学网高中一年级频道为大伙整理了《高中一年级物理上册必学一《力的合成》教材》期望大伙能谨记呦!!
教材
教学筹备
教学目的
1、常识与技能
1.理解力的合成和合力的定义。
2.学会力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力。
3.需要了解合力的大小与分力间夹角的关系。
2、过程与办法
1.掌握设计实验、察看实验现象、探索规律、概括的研究问题的办法。
2.培养学生的动手能力、察看能力、剖析能力、协作能力、革新思维能力。
3、情感态度价值观
掌握应用等效代替和控制变量的思维办法。
教学重难题
重点:
1.通过实例理解分力、合力、力的合成的定义。
2.通过实验探索“力的合成”所遵循的法则。
难题:“平行四边形定则”的理解。
教学过程
1、导入新课
如图甲,一个人用力F可以把一桶水慢慢地提起,图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一桶水慢慢地提起。那样力F有哪些用途成效与F1、F2的一同用途的成效怎么样?
学生:成效是一样的。
老师:一个力产生的成效跟几个力一同产生的成效相同,在实质问题中就能用这个力来代替那几个力,这就是力的等效代替。这个力就叫做那几个力的合力。求几个已知力的合力的过程叫做力的合成。几个力假如都用途在物体的同一点,或者它们有哪些用途线相交于一点,这几个力叫做共点力。大家这节课就来学习两个共点力的合成。
2、新课教学
探讨实验策略
先用两个力用途在物体的同一点上,使它们产生肯定有哪些用途成效,如把橡皮筋一端固定,拉加一端到某一点O,再用一个力用途于同一物体的同一点上,让它产生与第的两个力有哪些用途成效相同,即也把橡皮筋拉到点O,记下每个力的大小、方向、画出力的图示,就能研究力之间的关系了。等效代替是物理中常见的一种办法。
演示实验:互成角度的二力的合成。
把放木板固定在黑板上,用图钉把白纸固定在木块上。
用图钉把橡皮条一端固定在A点,结点自然状况在O点,结点上系着细绳,细绳的另一端系着绳套。
用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达O′点。让学生记下O′的地方,用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线,并分别记下两只弹簧的读数F1和F2。
放开弹簧秤,使结点重新回到O点,再用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到O′,读出弹簧秤的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F1、F2和F的力的图示。
用三角板以F1、F2为邻边借助刻度尺和三角尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,做出合力F的图示。
改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。
从实验中得出什么结论:合力F不可以简单地用F1和F2的代数合表示。
证明:借助三角板以力F1和F2为邻边做平行四边形,作出其对角线F’,看力F和F’是不是重合。
注意观察发现,F和F’基本重合,在误差范围内,F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。
经过前人不少次的、精细的实验,后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示F1、F2的合力。
老师总结:求两个共点力的合力时,不是简单的将两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段F1和F2为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向,这就是力的平行四边形定则。
指导学生进行分组实验
察看学生实验状况,数据处置,需要操作的规范,遵从实验结果,尽可能把误差减小到小。
需要同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力,与实质合力对照,相距多远,差距大不大。
假如在实验中,对角线与合力相距比较远,那就找一找问题,是不是有错误操作,即便操作完全正确,也会有实验误差,也不会完全重合。
这样的情况非常正常,一个规律的得出要不少人在很久里,进行很多此实验才总结出来,并非实验就能得到。
减小误差的办法:①弹簧秤用前要检查指针是不是指在零点;②弹簧秤要与木板表面平行。
总结:可见互成角度的两个力的合成,不是简单的两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。将来大家还要借助这个定则进行速度、加速度等的合成,只须是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。
实验概括:
1.力的合成要遵循平行四边形定则。两个共点力的合力随夹角的变化而变化。
夹角为00时:F=F1+F2,F的方向与F1、F2的方向相同。夹角为1800时:F=|F1-F2|,F的方向与两个力中较大的那个力方向相同。两个共点力的合力的大小范围:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|F1-F2|≤F≤F1+F2。
2.两个大小肯定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,夹角越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也会小于某一分力。
3.矢量和标量:
即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量运算遵循平行四边形定则。只有大小没方向的物理量叫标量,标量运算遵循代数运算法则。力既有大小,又有方向,故力是矢量。
4.实验总结法是科学研究的要紧办法,要通过提出假设,设计实验,实验研究,数据剖析,概括,形成结论。
大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有:
A.合力F肯定大于任一个分力B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2
C.合力大概小于任一个分力D.合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小。
分析:正确答案是BCD
大家可以取一些特殊的数值来剖析F1、F2的合力变化范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2若取F1=2N,F2=3N则1N≤F≤5N。
当F1与F2夹角为180°时,合力小于分力。应排除A同时知C正确。
B对,由合力的变化范围可知正确。
D对,当F1和F2夹角为0°时,合力大,当F1,F2夹角为180°时,合力小,伴随F1、F2夹角增大合力F反而减小。
说明:对于一些定性剖析的选择题,有时可使用取一些特殊数值的办法来剖析,如此可使剖析简单、便捷。
运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。
力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖直向上,用作图法求解合力F的大小和方向。
解:选择某一标度,借助0.5cm的长度表示15N的力,作出力的平行四边形,用刻度尺量出对角线的长度L,借助F=15N×即可求出。
〖巩固练习〗
两个力互成30°角,大小分别为90N和120N,用作图法求出合力的大小和方向。
两个共点力的大小都是60N,两力间的夹角为1200,求这两个力的合力?
解法1、图示法。
解法2、借助平行四边形法作出力的图示,然后借助几何常识求解。
学生讨论会得到: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,直到把所有些力都合成进来,就得到其合力。由于每合成都遵从每两力与其合力产生一同成效的思想,所以可以如此合成。
两个共点力,当它们同方向时其合力大小为7N,当它们反方向时其合力的大小为1N,问当它们互相垂直时其合力的大小是多少牛?
提示:假设F1大于F2,由题意可知:F1+F2=7,F1-F2=1解得:F1=4N,F2=3N
然后:办法1、图示法。
办法2、先借助平行四边形法则作出力的图示,再借助直角三角形常识求得合力F=5N
请同学完成P13的考虑与讨论。
〖提问〗:假如两个分力F1、F2,他们的夹角不定,求其合力的范围。
同学们用作图法得到:
Fmax=F1+F2
Fmin=F1-F2
夹角在0°——180°之间,后介于Fmin与Fmax之间。
课后小结
这节课主要学习了力的平行四边形定则,需要会用作图法求两共点力的合力。
这节课主要学会借助平行四边形定则,用作图法求两共点力的合力,并且用作图法得出两力夹角不定的状况下,F合取值范围,大家下课后要多动手训练,学会这种办法。
教材
教学目的
常识与技能
1.了解合力与分力、合成等定义,领会等效思想,打造替代意识;
2.学会力的平行四边形定则及探究的办法,知道矢量合成的常见意义;
3.能借助力的平行四边形定则解决有关问题,剖析平时问题;
办法与过程
1.参与实验探究力的合成法则的过程,领会实验总结的办法;
2.参与实践,培养动手能力.
情感态度与价值观
1.进步学生对科学的好奇心和求知*,培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情;
2.培养认真、仔细、实事求是的科学态度.
教学重难题
教学重点:
探究求解合力的办法;
教学难题:
从实验中概括出平行四边形定则。
教学过程
新课引入:
以“一指断钢丝”实验引入课题
基本定义:引导学生看书
明确:什么是合力?什么是分力?
引导学生回答合力和分力。
关键字是什么?
启发学生用生活的实例说明。
学生举日常的实例说明等效可替代。教师依据学生所举实例,点明等效、合力与分力。展示提水的例子。
教师可再举正反两例进一步强化并总结力的合成定义。
假如一个物体遭到多个力用途,譬如刚刚的水桶,我总能找到一个力可以等效替代它们,这个力就是合力。这个探寻合力的过程大家称为力的合成。
寻求求合力的办法:
通过实验验证不共线的两力合成不符合代数运算关系
教师演示实验。
借助大家桌子的器材来设计策略探寻力的合成关系:
问题:1、选择哪个为研究对象?
2、如何保证两次用途的成效相同?
3、如何记录和描述每一个力?
学生讨论。教师提问。
教师总结:总的说来:先表示出三个力,再来找它们关系。关于表示力,把大伙刚刚说的,梳理一下形成步骤:
教师边解说边动画演示:
1、固定橡皮筋一端,两次用途需将结点拉到同一地方以确保两次拉橡皮筋成效相同。2、一位同学两力互成角度拉橡皮筋,另一位同学记录结点地方、力的大小和方向。大小由弹簧秤读出,方向通过在线的下方取较远的两点,由两点画线来确定力的方向。3、用一个力拉达同一点,记录力的大小和方向。4、用同一标度,作三力的图示。
教师引导学生搞好协作,分组实验:下面请同座位为一组,搞好协作,一位同学操作弹簧秤,另一位同学记录数据、作图,先表示出力来,再一同来找其关系。看哪组协作得好,做得快、做得好!做好得请举手!
教师巡视指导。
问题:两分力大小、方向和合力大小、方向之间存在哪种关系?1、启发学生先从数据剖析,
结论不容易找出其定量关系
2、启发学生再从图形上剖析
既然有向线段表示力,那大家能否从图形上找其关系?
教师做好预设。
教师再启发:目前大家的问题转移到求解这三个表示力的线段的方位和大小关系上来了。这是几何问题,大家在初中研究线段间关系的时候,常用什么办法?
引导作辅助线,连接分力和合力的箭头
教师借助展台展示1组,结论:像
教师再借助展台展示2组。
总结:一组像可能是偶然,大家每一组都像就可能不是偶然的了。
教师引导学生再验证。
总结:这个实验不只大家做,不少人都做了,经过无数次的努力探究、实验,现代,科学家借助精密仪器证实两力合成遵循平行四边形关系。大家称之为平行四边形定则。
平行四边形定则:
引导学生依据实验叙述平行四边形定则内容,教师补充。
以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
补充、升华:分力为邻边,合力为夹在指间的对角线。平行四边形定则的发现是伟大的发现,既体现了大小的关系,又体现了方向的关系。同时,所有矢量的运算都遵循平行四边形定则,只有符合平行四边形运算定则的量称为矢量。对于力而言,只须给我如此两个力,我都能借助平行四边形定则求其合力。如何准确画呢?
问题:若物体遭到三个力用途,如何求其合力?
安排学生训练。
交代计算法:聪明的同学已经发现还可用计算的办法求解合力,关于计算法,大家下节课再研究!
问题:F1、F2大小肯定,夹角增大,合力怎么样变化?
合力什么时间大,什么时间小?合力的范围怎么样?
边表示分力,对角线表示合力,请大伙自己操作,找出规律。
学生回答。
总结:同一直线上两力合成实质是其特殊状况。
问题:合力肯定比分力大吗?
考虑:若夹角不变,改变其中一个力大小,合力如何变化?大家可以通过器材来讲明,请大伙课后考虑。
训练:PPT展示:已知F1=2N,F2=10N
它们的合力大概等于5N、10N、15N吗?
合力的大值是多少?小值是多少?合力的大小范围是多少?
照应课前实验,解决实质问题
师:通过本节课的学习,大伙能讲解拉断钢丝是什么原因吗?展示PPT。
学生回答:合力非常小,分力夹角非常大时,分力却非常大。
生活实例剖析,如架设高压线时,不可以张得太紧,不然一小鸟都可能将它压断。再譬如斜索拉桥,课后考虑,试着讲解为何这立柱做得非常高。常识改变了生活!
共点力:
几个力同时用途在物体的同一点,或它们有哪些用途线相交于同一点,这几个力叫做共点力。PPT展示
师:力的平行四边形定则只适用于共点力。