[课件]力·力的合成·教案2

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[数据处理]

  1)用力的图示法分别表示分力及合力:选择适当的标准长度(3cm长的线段表示1N力),利用三角板,从O点开始,用力的图示法分别表示两个分力及合力的大小、方向。注意标准长度要一致。如图所示,有向线段OA、OB、OC分别表示两个分力及合力。


  现在,请同学们用力的图示法将自己测量的分力和合力分别表示出来。

  提问:分力的大小分别等于多少?合力的大小等于多少?

  进一步提问:由此看来,互成角度的两个力的合成,不能简单地利用代数方法相加减。那么合力与分力的大小、方向究竟有什么关系呢?

  同学们仔细看看,O、A、C、B的位置关系有什么特点?

  (停顿20秒,引导同学猜出)

  O、A、C、B好像是一个平行四边形的四个顶点。 OC好像是这个平行四边形的对角线。

  教师解说:OC好像是这个平行四边形的对角线,这毕竟是一种猜测,究竟OC是不是这个平行四边形的对角线呢?我们可以以OA、OB为邻边作平行四边形OACB,看平行四边形的对角线与OC是否重合。

  2)用两个三角板,以表示两个分力的有向线段OA、OB为邻边,用虚线作平行四边形OACB。

  (示范。强调邻近,利用两个三角板作平行四边形。)

  现在请同学们以自己所得的OA、OB为邻边,作平行四边形,并连接OA、OB之间的对角线。

  3)同学操作,教师指导,选出典型,投影讲评。

  4)比较平行四边形的对角线和合力,发现对角线与合力很接近。

  5)四组同学所得结果都是结论4),教师所得实验结果也是结论4),那么结论4)是不是普遍的呢?

  6)经过前人们很多次的、精细的实验,最后确认,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。

  可见求互成角度的两个力的合力,不是简单地将两个力相加减,而是(可以)用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就是平行四边形定则。如图5所示。


  提问:有没有同学实验结果是对角线与合力相距比较远?

  有这种情况很正常,一个规律的得出,是由很多人在很长时间里,进行了许多次实验,才能总结出来,并要经得起实践检验。因此,一个规律,并不是通过一次实验就能得到的。如果有同学实验结果是对角线与合力相距比较远,不要着急,课下我们一起来看看问题出在哪里。

  现在我们就用平行四边形定则来求互成角度的两个力的合力。

  3.练习(略)

  4.小结

  (1)互成角度的两个力的合成,不是简单地利用代数方法相加减,而是遵循平行四边形定则。即合力F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小,而且取决于两个分力的夹角。

  现在,就来观察一下合力与分力大小、方向的关系的动态情景。

  [电脑演示]合力F与两个分力F1、F2的大小的关系;

  合力F与两个分力F1、F2的夹角的关系;

  [学生思考]如果两个分力的大小分别为F1、F2,两个分力之间的夹角为θ,当θ=0°时,它们的合力等于多少?当θ=180°时,它们的合力又等于多少?

  (2)对平行四边形定则的认识,是通过实验归纳法来完成的。实验归纳法的步骤是:提出问题→设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析→多次实验、归纳、总结→得出结论。

  5.作业

  (1)(略)

  (2)如图6所示,有12个质量相同的钩码,如图挂放。AO、OB的夹角为什么等于90°?


  6.教学说明

  《力的合成》这一节课,我们一改传统教学中的“验证性”实验教学方式,采用“探索性”实验教学。让学生在自己原有“同一直线上两个力的合成”的知识基础上,通过“猜测、实验、归纳、总结”的完整过程,自己得出“不在同一直线上的两个力的合成”所遵循的“平行四边形定则”。与此同时,为了提高学生的学习品质,我们还提出了方法目标和德育目标。让学生在建立“平行四边形定则”的过程中,体会到“实验归纳法”的一般原则。


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