初中物理沪科版八年级全册第二节 力的合成教学设计

授课题目

力的合成

选用教材

沪科2011课标版

教材

分析

本节内容是力的合成部分，它前接三种常见的力，后启力的分解和力学的一些重要定律的应用，是解决力学的基础和工具，有着承上启下的作用。

学情

分析

学生已经学习了力的初步概念和常见力,习惯于代数运算，产生定势思维，因此对本节中，依据等效思想总结出的矢量运算特别不习惯，不易接受。

教

学

目

标

知识与技能

①理解分力与合力的概念；

②掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力；

③知道合力的大小与分力间夹角的关系；

过程与方法

①体验和感受分力与合力作用的等效思想；

②培养学生动手作图和实验操作能力、物理思维能力；

③知道用等效替代和控制变量的方法进行求解。

情感态度和价值观

①在实验的过程中，掌握正确的方法;

②树立学生实事求是的求实意识；

③培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

教学

重点

1）理解合力与分力的关系；

2）掌握力的平行四边形定则。

教学

难点

平行四边形定则的理解与应用。

教学

方法

探究式体验教学法、创设物理情景、等效替代法、演示实验法和归纳法。

教具

学具

   多媒体课件，弹簧测力计，200g砝码，木板，图钉，三角板，橡皮条。

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

创

设

情

境

引

入

新

课

一、  合力的概念

图片引入：

图片展示一个大人将一桶水提起，还有两个小孩把同一样一桶水提起

问：图中两水桶各受到哪几个力？请做出力的图示。

在黑板上画出两个受力示意图：

问：力F产生的效果与力F1和F2共同产生的效果是如何？

仔细观察图片

分析回答：第一个水桶受到竖直向下的重力和向上的拉力，第二个水桶受到竖直向下的重力，以及两个沿小孩手臂方向的拉力。并作出力的图示。

答：作用效果相同，都是让水桶保持静止。

    联系生活实际，复习旧知，通过提问的方式，问引发学生思考，激发学习兴趣。

理解“等效代替”的方法

提问方式，举例巩固

新

课

教

学

新

课

教

学

新

课

教

学

引出概念1： 如果一个力产生的效果与几个力共同产生的效果相同，那么这几个力可以由一个力来替代，也可以一个力由这几个力之和来替代，称力的等效替代。

问：两个相同质量吊灯，所受拉力能否进行等效替代？

引出概念2：

  1.一个力，如果它产生的效果跟其他几个力共同产生的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。那几个力叫这个力的分力。

2.把求几个已知力的合力的过程，称为力的合成

问：第一幅图中，吊灯受到的三个拉力有什么特点？

引出概念3：  几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力．

二、合力与分力的关系

1) ①提出问题1：

合力F与分力F1、F2之间有什么关系？

②演示实验：

1.用一个弹簧测力计将两个各为200g钩码拉起；

2.读出这一个力的大小，记在黑板上。

3.再用两个弹簧测力计拉起同样两个砝码；

4.请一位学生读出这两个力的大小，并记在黑板上；

③得出结论：

合力大小并不一定是分力数值上相加减。

2）①提出问题2

合力与分力到底遵循什么样的规律？

②设计实验方案

请学生结合演示实验，利用等效替代法和所给实验器材（木板、橡皮条、图钉、弹簧测力计），分组讨论，设计探究合力与分力关系的实验方案

设计时思考问题：

问题1：

怎样用橡皮条表现出合力F的作用效果与两分力F1、F2作用效果相同?            

问题2：

实验过程中需要记录哪些实验数据?

③动手实验

分发实验器材，请同学根据设计的实验方案进行实验。

巡回指导，提醒学生注意：

        使用时弹簧秤与板面平行。

        在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。

④师生总结

请学生仔细观察实验结果，即所得合力与分力的图示，猜想是否满足平行四边形的关系，并在黑板上利用三角板作图验证。

共同总结出结论：

互成角度的两个力的合成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，这就叫平行四边形定则。

强调：

1、矢量合成都遵循平行四边形定则。

2、平行四边形定则只适用于共点力的合成。

请学生作出新课前，小孩提水图片中，水桶所受两个分力的合力，结合实例验证平行四边形定则。

3）如何求多个共点力的合力？

请学生作图思考，分组讨论。

在ppt上演示求多个力的合力的过程，指出求多个力的合力与求解每两个合力的先后顺序无关。

三、合力的大小与分力夹角的关系

1. 课件演示问题：

合力F与F1和F2的夹角θ有何关系？

2. 要求学生作图：

F1和F2 的大小不变，其夹角在0°、60°、150°、180°时合力的大小方向。

3. 用flash验证学生结论：

（1）两个共点力的合力随夹角的变大而变小。

（2）①夹角为0度时： F=|F1+F2|，方向与分力的方向相同； 

②夹角180度时：F=|F-F|，方向与两个力中较大的那个力方向相同；

③夹角为任意角度时：                                                     

结合等效替代的概念

答：可以替代的。

思考分析：

所受拉力作用在吊灯上，且拉力所在直线交于同一点。

猜想讨论：

F=F1+F2

或者F=F1-F2

或者合力大小大于任一个分力的数值等

读出弹簧测力计的示数，对合力与分力的数值进行相加减

实验设计：

 一根橡皮条，使其伸长一定的长度，先用一个力F作用，然后用两个力F1和F2同时作用。

用力的图示法确定F1和F2以及F的大小和方向，从图上找出F与F1和F2间的关系。

答：1、两次作用使橡皮条伸长相同的长度。

2、记录出合力与分力的大小和方向。

选定标度，分别作出F1、F2、F的图示

动手验证：

在白纸上，以两个力的有向线段为邻边作平行四边形，观察对角线是否与合力重合。

思考分析

共同得出结论

在草稿纸上，画出合力。

讨论得出结论：

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，就得到其合力。

作出分力大小不变时，改变夹角作合力的图示。

根据作图得出结论：

保持分力大小不变时，分力间夹角越大，合力越小。

学以致用，加深等效思想的理解。

通过受力分析让学生思路清晰，概念明确。

让学生猜想讨论，培养学生独立思考，合作交流的能力。

创设情景，启发思考。

层层深入

浸透物理学研究问题的方法：

提出问题

设计实验

进行实验

数据分析

总结结论

学以致用

    通过两个图像的对应说明，将抽象概念具体化，方便理解。在探究中掌握平行四边形定则。

    与新课引入内容结合，验证平行四边形定则，巩固新知。

学生自己动手作图探究，得出结论，加深知识的理解。

反

馈

练

习

1．若两个共点力F1、F2的合力为F，则 (         )

 A、合力F一定大于任何一个分力

 B、合力F的大小可能等于F1，也可能等于F2

 C、合力F有可能小于任何一个分力

 D、合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小

2、两个小孩的最大力量都是160N,且他们都用与竖直方向成30°夹角的力提桶。

1） 他们能提起总重200牛的一桶水吗?

2）他俩最多能直接共同提起多重的物体?

 动手练练

1 BCD

2 解：

（1）由题知F1、F2夹角为60°

F=2F1·COS30°=160    ≈230 N＞200N

（2）Fmax=F1+F2=320N

及时巩固，强化理论概念的理解。联系实际，进行计算，课堂练习起到反馈的作用。

课

堂

小

节

直观图式的课堂小结，清晰思路。

布

置

作

业

课本P64：第三题和附加题

3．两个力互成30度角，大小分别是90N和120N，通过作图求出合力的大小和方向。如果这两个力的大小不变，两力间的夹角变为150度，通过作图求出合力的大小和方向。

附加：某物体受到三个力作用而处于静止状态，现将其中一个方向向东，大小为10 N的力撤去，而保持其余的两个力不变，这时物体所受的合力为(    )

 A.方向向东，大小为10 N     B.方向向西，大小为10 N

 C.方向向西，大小为20 N     D.0

这两道练习既检查了学生用作图法求合力的掌握情况,又锻炼了学生把知识运用于实践的能力。

板

书

设

计

§3.4 力的合成

一、几个概念

1、合力 分力：

2、力的合成：

求几个力的合力的过程：

3、共点力：

二、探究求合力的方法

1）器材：

2）实验步骤

3）注意事项  

提纲式板书清晰，简洁。强调了课程重点，将图像与文字结合，方便学生理解和复习