力的合成教案

§2.5力的合成

张心悦

一、教材分析

本章是高中力学基础，等效思想，平行四边形定则既是这一章的重点，又是难点。矢量的运算法则，是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，同时，平行四边形的验证过程，对培养学生严谨的科学态度和科学思维方法也有很重要的作用。

教材是通过演示实验说明合力与分力的等效代替性质，比较直观，容易接受。而演示生活中常见的几种现象（提水、拉伸弹簧等等），可以使学生对“等效代替”思想有更深入的体验。

教材中对于“力的平行四边形定则”的得出让学生自己动手设计出实验方案，以探究教学方法来引导学生去寻找共点力与其合力的关系，最终发现结论。通过分小组探究、互相交流的形式进行教学，学生在探究过程中不仅掌握知识，而且培养能力，领悟科学研究的魅力和精髓之所在。

二、学情分析

对力的概念，初中教科书中只给出力的作用效果，没有给出力的定义，更没有给出矢量的概念，平行四边形定则是学生第一次接触，对于初上高中的学生来说，是一个大的飞跃，习惯于代数运算的学生，在接受矢量运算时有一定的困难，根据学生的实际水平和探究任务的难度采用不同的教学模式，根据问题情景式探究任务运用适当的思维方法。教学中要注意规范性，但不必操之过急，本节课的教学选用探究与验证相结合的模式。老师应从学生已有的认知水平出发，注意把握教学的难度与深度。

三、教学目标

知识与技能

1、 理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。

2、 掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力。

3、 理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代。

过程与方法

1、 通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法----等效替代法。

2、 通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步

的探究。

3、 学生在自主找规律的过程中体会学习的乐趣。

情感态度与价值观

1、生善于交流的合作精神，在合作交流中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。

2、通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。

四、教学重点

1、合力与分力的关系 2、平行四边形定则及应用

五、教学难点

探究共点力的合成规律

六、课时

1课时

七、课型

公开课

八、教具

细绳、白纸、弹簧测力计、橡皮筋、图钉、木板、直尺、三角板

九、教学过程

1、引入。同学们，在学习了重力、弹力、摩擦力后，我们会发现，一个运动的物体通常受到多个力的作用。假如这多个力对物体产生的作用效果可以用一个力来替代，我们就把这多个力叫做分力，把用来替代的力叫做合力。

2、首先，我们来求在同一条直线上两个力的合力。如图，小球受到30N和40N水平向右的力，这两个力都作用在物体的同一点上，小球的合力是多少？方向？（70N，水平向右）假如这个30N的力是水平向左的，小球的合力是多少？方向？（10N，水平向左）在这里，F1和F2是F的分力，F是F1和F2的合力，替代之后，力作用效果不变。我们把这样的方法称作等效替代。

3、我们再看一副图片。悬挂在墙上的静止的相框，分析一下它的受力情况。（重力，两侧绳子的拉力）它的受力和我们之前分析的情况有什么不同？（力没有作用在物体的同一点，力不在一条直线上）首先，我们来解决第一个问题。虽然力没有作用在物体的同一点上，但是各力的延长线是交于一点的，我们把作用在物体上同一点，或力的作用线相交于同一点的几个力叫做共点力。显然，把物体当做质点的情况下，物体所受的力都是共点力。如何求不在同一直线上的共点力的合力呢？请大家利用桌面上的器材，结合导学案的步骤和投影仪上的注意事项，进行实验探究。

4、老师拍摄了三位同学的实验结果。进行评述。请一位同学来说说他是怎样操作的，得到的结论是什么？（可提示学生，首先第一步„第二步„连接合力和分力的末端后，得到什么结论？为什么不是标准的平行四边形？可能弹簧测力计使用前没调零，使用中弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在；两次测量拉力时，橡皮筋的结点没有拉到同一点会造成偶然误差；两个分力的夹角太大或太小，F1和F2竖直太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。）但通过多次实验，会发现，在误差允许的范围内，连接合力和分力的末端，围成的图形是平行四边形。即平行四边形定则。

5、如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则。假如现在已知F1和F2的大小和方向，如何计算合力呢？通过两个例子来了解。例题：有两个互成直角的共点力:F1=30N,沿水平方向;F2=40N,沿竖直方向.求它们的合力F。首先介绍图示法。选择合适的标度，将F1和F2的大小和方向表示出来，以F1和F2为临边作平行四边形，其对角线就是合力的大小和方向。用刻度尺量出对角线的长度，看看是几个单位长度，那么就可以知道它的大小了。作图的时候要注意，合力、分力要共点，实线、虚线要分清，合力、分力的标度要相同，作图要准确。对角线要找准，力的箭头别忘画。除此之外，还可

以用计算法求合力。画出力的示意图，同样作出平行四边形，可以发现，F1，F和F2的对边所围是个三角形，并且是直角三角形，可以利用勾股定理直接求出。有同学会有疑问，你这是特例，假如角度是任意的，还能计算出结果吗？答案是：当然可以，并且计算法还

有特定的公式，不过这是下节课我们要掌握的内容，这里就不多说，重点还是掌握图示法。

6、这节课，我们利用等效替代的研究方法，将作用在物体上的多个力用一个力来替代，讨论了在共点力作用下，同一条直线上和不在同一直线上力的合成。通过实验探究，得出共点力合成的规律，平行四边形定则。即将作为共点力的两个分力为邻边，作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这两个临边之间的对角线表示出来。求合力的方式有两种，一种是图示法，直观、简单，但不精确。另外一种是计算法，可以精确的将合力计算出来。两种方法都要掌握。今天的作业，是完成步步高和40分钟的学案7和训练7。

十、板书设计

§2.5力的合成

1、 合力：

分力：

等效替代

2、 共点力：

3、 平行四边形定则

4、 图示法：

计算法：