力的合成高一物理教案

時間：2023-02-14 18:17:15 教案我要投稿

力的合成高一物理教案

　　作為一名專為他人授業解惑的人民教師，通常需要準備好一份教案，教案是教學藍圖，可以有效提高教學效率。那么大家知道正規的教案是怎么寫的嗎？以下是小編整理的力的合成高一物理教案，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

力的合成高一物理教案

力的合成高一物理教案1

　　教學目標

　　1、學生能說出分解力的方法

　　2、學生會用作圖法求分力，并能根據作圖法說出力的分解在理論上是無限的

　　3、學生能結合實際需要對指定力進行分解，會用直角三角形的知識計算分力的大小，能用作圖法分析分力的變化

　　4、學生能結合問題體會力的分解在生活中的應用，體會力的分解是有用的。

　　教學重點和難點

　　按照實際情況通過平行四邊形定則分解指定的力成為本課的重點，而判定分力的方向則成為本課的難點。

　　教學過程

　　教學過程設計

　　(1)課題引入

　　實驗演示，引入新課

　　教師演示：兩個繩提起礦泉水瓶，一根繩也可以實現。復習合力分力概念，明確合成的規律。

　　問題引入：一個力提起重物，能否用兩個力來代替。

　　設計意圖：開門見山，為后續學習活動提供時間保障。

　　(2)引導學生發現，在活動中發現規律

　　力的分解多樣性的活動設計

　　問題引導：請同學們畫兩個力，用來替代事先畫在投影片上的力。

　　學生活動：用彩筆把作圖分解。完成作圖后，將作圖利用實物投影儀投影到屏幕上。

　　教師引導：作圖是否正確?判斷依據是什么?(滿足平行四邊形定則)

　　教師疊加不同分組展示并追問：都正確嗎?你能得到什么結論?

　　設計意圖：讓學生在活動中體驗力的分解滿足平行四邊形、力的分解的'不性，體現學生學習的主體性地位。

　　設計意圖：實驗器材常見，貼近生活。礦泉水瓶即便落地，破壞作用很小。通過活動，自然驅動學生對問題的探究。同時用定性分析替代定量計算，做到重點突出，難點分散。

　　矢量的合成和分解定則

　　問題情境：某人向東行走了30m，又向北行走了40m，這個人的運動位移是多少?

　　學生活動：求解總位移，總結發現位移的合成也滿足平行四邊形定則。

　　師生總結有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則(或三角形定則)的物理量叫做矢量。

　　學生總結：位移、速度、加速度、力等物理量均為矢量，滿足平行四邊形定則的運算法則。而標量只需按照算術法則進行相加。

　　教師引導：平行四邊形定則可以簡化成三角形定則。通過在黑板上圖解的方法讓學生看出矢量求差的方法。

　　問題討論：電流強度是矢量還是標量?

　　設計意圖：矢量的核心要求是平行四邊形定則進行分解或合成。是對早期矢量知識的升華，體現了循序漸進的滲透思想，需要學生在活動中加以體驗。矢量減法可以適當降低要求。

力的合成高一物理教案2

　　【學習目標】

　　1.知道力是使物體運動狀態發生改變和發生形變的原因。

　　2.初步認識力是物體間的相互作用，能分清受力物體和施力物體。

　　3.知道力的三要素，會用力的圖示和示意圖來表示力。

　　4.知道重力產生原因，理解重力的大小及方向，知道重心的概念。

　　5.初步了解四種基本相互作用力的特點和作用范圍。

　　【學習重點】

　　力的概念、重力產生原因

　　【知識回顧】

　　一、力

　　1.概念

　　(1)力是物體間的相互作用，力總是成對出現的，這一對力的性質相同。不接觸的物體間也可以有力的作用，如重力、電磁力等。

　　(2)力是矢量，其作用效果由大小、方向和作用點三個要素決定。力的作用效果是使物體產生形變或加速度。

　　2.力的圖示和示意圖

　　(1)力的圖示：力的圖示中，線段的長短表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，箭尾(或箭頭)表示力的作用點，線段所在的直線叫做力的作用線。

　　(2)力的示意圖：力的示意圖只能粗略表示力的作用點和方向，不能表示力的大小。

　　二、重力

　　1.產生：由于地球的吸引而使物體受到的.力。

　　2.大�。篏=mg。

　　3.g的特點

　　(1)在地球上同一地點g值是一個不變的常數。

　　(2)g值隨著緯度的增大而增大。

　　(3)g值隨著高度的增大而減小。

　　4.方向：豎直向下。

　　5.重心

　　(1)相關因素：物體的幾何形狀;物體的質量分布。

　　(2)位置確定：質量分布均勻的規則物體，重心在其幾何中心;對于形狀不規則或者質量分布不均勻的薄板，重心可用懸掛法確定。

　　三、四種基本相互作用

　　自然界中的四種基本相互作用是萬有引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用

力的合成高一物理教案3

　　一、應用解法分析動態問題

　　所謂解法就是通過平行四邊形的鄰邊和對角線長短的關系或變化情況，作一些較為復雜的定性分析，從形上就可以看出結果，得出結論.

　　例1 用細繩AO、BO懸掛一重物，BO水平，O為半圓形支架的圓心，懸點A和B在支架上.懸點A固定不動，將懸點B從1所示位置逐漸移到C點的過程中，試分析OA繩和OB繩中的拉力變化情況.

　　[方法歸納]

　　解決動態問題的一般步驟：

　　(1)進行受力分析

　　對物體進行受力分析，一般情況下物體只受三個力：一個是恒力，大小方向均不變;另外兩個是變力，一個是方向不變的力，另一個是方向改變的力.在這一步驟中要明確這些力.

　　(2)畫三力平衡

　　由三力平衡知識可知，其中兩個變力的合力必與恒力等大反向，因此先畫出與恒力等大反向的力，再以此力為對角線，以兩變力為鄰邊作出平行四邊形.若采用力的分解法，則是將恒力按其作用效果分解，作出平行四邊形.

　　(3)分析變化情況

　　分析方向變化的力在哪個空間內變化，借助平行四邊形定則，判斷各力變化情況.

　　變式訓練1 如2所示，一定質量的物塊用兩根輕繩懸在空中，其中繩OA固定不動，繩OB在豎直平面內由水平方向向上轉動，則在繩OB由水平轉至豎直的過程中，繩OB的張力的大小將( )

　　A.一直變大

　　B.一直變小

　　C.先變大后變小

　　D.先變小后變大

　　二、力的正交分解法

　　1.概念：將物體受到的所有力沿已選定的兩個相互垂直的方向分解的方法，是處理相對復雜的多力的合成與分解的常用方法.

　　2.目的：將力的合成化簡為同向、反向或垂直方向的分力，便于運用普通代數運算公式解決矢量的運算，“分解”的目的是為了更好地“合成”.

　　3.適用情況：適用于計算三個或三個以上力的合成.

　　4.步驟

　　(1)建立坐標系：以共點力的作用點為坐標原點，直角坐標系x軸和y軸的選擇應使盡量多的力在坐標軸上.

　　(2)正交分解各力：將每一個不在坐標軸上的力分解到x軸和y軸上，并求出各分力的大小，如3所示.

　　(3)分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和，即：

　　Fx=F1x+F2x+…

　　Fy=F1y+F2y+…

　　(4)求共點力的合力：合力大小F=F2x+F2y，合力的方向與x軸的夾角為α，則tan α=FyFx，即α=arctan FyFx.

　　例2 如4所示，在同一平面內有三個共點力，它們之間的夾角都是120°，大小分別為F1=20 N，F2=30 N，F3=40 N，求這三個力的合力F.

　　變式訓練2 如5所示，質量為m的木塊在推力F的作用下，在水平地面上做勻速運動.已知木塊與地面間的動摩擦因數為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力為( )

　　A.μmg

　　B.μ(mg+Fsin θ)

　　C.μ(mg-Fsin θ)

　　D.Fcos θ

　　三、力的分解的實際應用

　　例3 壓榨機結構如6所示，B為固定鉸鏈，A為活動鉸鏈，若在A處施另一水平力F，輕質活塞C就以比F大得多的力壓D，若BC間距為2L，AC水平距離為h，C與左壁接觸處光滑，則D所受的壓力為多大?

　　例4 如7所示，是木工用鑿子工作時的截面示意，三角形ABC為直角三角形，∠C=30°.用大小為F=100 N的力垂直作用于MN，MN與AB平行.忽略鑿子的`重力，求這時鑿子推開木料AC面和BC面的力分別為多大?

　　變式訓練3 光滑小球放在兩板間，如8所示，當OA板繞O點轉動使 θ角變小時，兩板對球的壓力FA和FB的變化為( )

　　A.FA變大，FB不變

　　B.FA和FB都變大

　　C.FA變大，FB變小

　　D.FA變小，FB變大

　　例5 如9所示，在C點系住一重物P，細繩兩端A、B分別固定在墻上，使AC保持水平，BC與水平方向成30°角.已知細繩最大只能承受200 N的拉力，那么C點懸掛物體的重量最

　　多為多少，這時細繩的哪一段即將被拉斷?

　　參考答案

　　解題方法探究

　　例1 見解析

　　解析在支架上選取三個點B1、B2、B3，當懸點B分別移動到B1、B2、B3各點時，AO、BO中的拉力分別為FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3，從中可以直觀地看出，FTA逐漸變小，且方向不變;而FTB先變小，后變大，且方向不斷改變;當FTB與FTA垂直時，FTB最小.

　　變式訓練1 D

　　例2 F=103 N，方向與x軸負向的夾角為30°

　　解析以O點為坐標原點，建立直角坐標系xOy，使Ox方向沿力F1的方向，則F2與y軸正向間夾角α=30°，F3與y軸負向夾角β=30°，如甲所示.

　　先把這三個力分解到x軸和y軸上，再求它們在x軸、y軸上的分力之和.

　　Fx=F1x+F2x+F3x

　　=F1-F2sin α-F3sin β

　　=20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 N

　　Fy=F1y+F2y+F3y

　　=0+F2cos α-F3cos β

　　=30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N

　　這樣，原來的三個力就變成互相垂直的兩個力，如乙所示，最終的合力為：

　　F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N

　　設合力F與x軸負向的夾角為θ，則tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33，所以θ=30°.

　　變式訓練2 BD

　　例3 L2hF

　　解析水平力F有沿AB和AC兩個效果，作出力F的分解如甲所示，F′=h2+L22hF，由于夾角θ很大，力F產生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又產生兩個作用效果，沿水平方向和豎直方向，如乙所示.

　　甲乙

　　Fy=Lh2+L2F′=L2hF.

　　例4 1003 N 200 N

　　解析彈力垂直于接觸面，將力F按作用效果進行分解如所示，由幾何關系易得，推開AC面的力為F1=F/tan 30°=1003 N.

　　推開BC面的力為F2=F/sin 30°=200 N.

　　變式訓練3 B [利用三力平衡判斷如下所示.

　　當θ角變小時，FA、FB分別變為FA′、FB′，都變大.]

　　例5 100 N BC段先斷

　　解析方法一力的合成法

　　根據一個物體受三個力作用處于平衡狀態，則三個力的任意兩個力的合力大小等于第三個力大小，方向與第三個力方向相反，在甲中可得出F1和F2的合力F合豎直向上，大小等于F，由三角函數關系可得出F合=F1sin 30°，F2=F1cos 30°，且F合=F=G.

　　甲

　　設F1達到最大值200 N，可得G=100 N，F2=173 N.

　　由此可看出BC繩的張力達到最大時，AC繩的張力還沒有達到最大值，在該條件下，BC段繩子即將斷裂.

　　設F2達到最大值200 N，可得G=115.5 N，F1=231 N>200 N.

　　由此可看出AC繩的張力達到最大時，BC繩的張力已經超過其最大能承受的力.在該條件下，BC段繩子早已斷裂.

　　從以上分析可知，C點懸掛物體的重量最多為100 N，這時細繩的BC段即將被拉斷.

　　乙

　　方法二正交分解法

　　如乙所示，將拉力F1按水平方向(x軸)和豎直方向(y軸)兩個方向進行正交分解.由力的平衡條件可得F1sin 30°=F=G，F1cos 30°=F2.

　　F1>F2;繩BC先斷， F1=200 N.

　　可得：F2=173 N，G=100 N.

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