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1、第四章 怎样求合力与分力本章概述（梳理章节内容，分析教学知识本章在第三章学习力的初步概念的基础上，探讨和学习力的合成与分解方法，掌握力的运算法则平行四形定则，并明确矢量与标量的本质区别。理解和掌握共点力的平衡条件，并把力的合成与分解方法应用于共点力的平衡问题中，理论联系实际，去分析和解决日常生活中的平衡问题。本章是力学的基础，为力学问题的学习和研究提供了方法依据。本章可分为两部分：一、（第一、二节）通过创设斜拉索桥的背景，提出问题，引导学生通过等效思想，运用实验手段和学生的亲身体验，寻求合力与分力之间的关系，总结归纳得出力的平行四边形定则。并利用平行四边形定则去正确的进行力的合成与分解运算。二
2、、（第三节）本节是本章的核心，它综合第三章常见的力和本章力的合成与分解，在思维层次上要求更高。通过对日常生活中的实例分析，理解和掌握平衡条件，初步学会研究力学问题的方法，为进一步研究动力学问题打下良好的基础。本章的重点是力的平行四边形定则和共点力的平衡条件。难点是根据力的实际效果对力进行分解及对平衡条件的应用。通过对本章的学习，掌握等效思想，掌握力的平行四边形定则，应用力的平行四边形定则进行力的合成与分解运算，运用平衡条件去解决实际问题。通过引导学生实验探究，体验科学探究的过程，培养学生科学探究、合作交流、理论联系实际的科学素养，并且学会运用数学作图法和计算法求解物理问题的能力。本章关于共点力
3、的平衡问题是高考命题的热点，主要考查学生对物体的受力分析的掌握应用以及对共点力的平衡条件的理解应用能力。本章共3节，建议用5课时1.怎样求合力 1课时（再加1课时的习题课）2.怎样分解力 1课时3.共点力的平衡条件 1课时（再加1课时的习题课）新课开讲（1.怎样求合力 介绍本课内容，概括文章全貌 本节课以斜拉索桥为背景，分析钢索中拉力的作用效果，展开合力与分力的关系的研究。引导学生掌握应用等效的科学思想，通过实验手段，从提出问题、猜想与假设、制定计划、设计实验等环节入手，让学生了解科学探究的基本方法，并通过一系列问题引发和激励学生主动思考，去发现规律平行四边形定则。 通过教材中的“讨论与思考”
4、、“案例分析”介绍求合力的方法作图法和计算法。并且把力的合成与日常生活中的实例紧密联系起来，让学生了解物理来源于生活又服务于生活。 本节课从斜拉索桥为背景提出问题，最后通过“案例分析”中求解斜拉索桥中钢索对塔柱的合力，前呼后应，既提出问题又解决问题。教学目标（提示枝能方法，汲取课文精华 知识与技能1. 知道合力与分力的概念，理解合力与分力是根据力的作用效果相同的一种等效替代关系。2. 理解共点力的合成遵循平行四边形定则，3. 知道矢量与标量的概念及本质区别4. 会用作图法和计算法求合力过程与方法1. 经历求合力的实验探究的过程，体会科学探究的基本方法。2. 通过“讨论与思考”、“案例分析”，掌
5、握作图法与计算法情感态度与价值观1. 以上海黄浦江上的斜拉索桥为背景，激发学生兴趣，增强爱国热情。2. 通过实验探究，培养学生合作交流和科学探究能力3. 从身边的常见事例入手，培养学生发现问题解决问题的能力。重点与难点 重点：共点力合成的平行四边形定则 难点：从实验中发现力的平行四边形定则 利用平行四边形定则作图求合力课前安排 教具准备：多媒体课件、投影仪、木板、图钉（一盒）、橡皮筋、弹簧称（二个）、白纸、刻度尺、铅笔、细线 课时安排：1课时导语引入（ 趣语导入新课，激发学习热情 导入1 多媒体展示上海南浦大桥图4-1-1及其它一些斜拉索桥图4-1-2。同学们在欣赏这些桥梁的美丽图片时，怎能不
6、为这巧夺天宫的设计惊叹呢。这正是力学所创造的奇迹。图4-1-1图4-1-2 桥的重力竖直向下，钢索的拉力斜向两侧，它们之间有什么关系呢？ 塔柱两侧的钢索看上去是对称分布的，这样做有什么方便之处？如果不对称分布，对两侧钢索的拉力有什么要求？钢索对塔柱拉力的总效果怎样？钢索对桥面拉力的总效果又如何？F1F2图4-1-3通过本章的学习，你将从物理原理上对斜拉索桥的结构形成初步的认识，体会到知识在实际问题中的应用价值 导入2 我们通过简化模型（如图4-1-3），研究斜拉索桥中一对钢索的拉力F1和F2对塔柱的总效果，它们合起来的总效果等效于哪个方向的力？如何求它们的合力？本节课我们将探讨“如何求合力”。
7、 新课解读（ 精析原文要旨，点拨学习方法 知识点1 合力与分力教师：（多媒体展示问题）要提起一桶水，力气大的同学可以一把手直接把一桶水提起来，力气小的同学怎么办？学生：我们可以两个人把它抬上来(同时演示) 教师：同学们仔细观察会发现，一位力气大的同学只用一只手，施一个力就可以把水桶从地面提到桌面上，两个女同学用两只手给水桶施两个力，同样也把水桶从地面移动到桌面上，不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的在提水桶这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的生活中还有哪些例子可以说明同样的问题? 学生：(举身边的例子)狗拉雪橇在雪地上运动，打夯，抬重物和起重机相比较等等 教师：在
8、这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力与那几个力是什么关系? 学生：这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力F1F2F图4-1-4 教师：合力与分力的相互替代是一种等效替代（或简称等效变换），这是物理上常用的一种研究方法。如用总电阻代替串联或并联的几个电阻，也是一种等效替代。再如曹冲称象的故事。教师：请同学们分析“导入2”中提出的问题，F1和F2是什么力？它们合起来对塔柱的总效果如何？合力方向如何？学生：钢索拉力的拉力F1和F2是两个分力，对塔柱的作用效果等效于塔柱受到一个竖直向下的力F一样，使塔柱直立在桥墩上，不会倾斜。F是F1、F2的合力
9、，方向竖直向下。（如图4-1-4） 教师：你能用自己的话总结一下什么是力的合成吗? 学生：求几个力合力的过程叫做力的合成 知识点2：用平行四边形定则求合力教师：同学们阅读教材84页左下边内容，回答并体会什么是共点力？上面的F1和F2是不是共点力？ 学生阅读后回答：几个力都作用在物体上的同一点，或者它们的延长线相交于一点，这几个力叫做共点力，F1和F2是共点力。教师：如何求共点力F1、F2的合力？合力F与两个分力F1、F2之间有什么关系？请同学们通过上面分析斜拉索效果，相互交流，提出一些猜想学生：合力的大小等于两分力的大小之和；合力的大小一定比任何一个分力都大等等。教师：如何设计实验呢？引导学生
10、根据合力与分力是等效关系，从力产生的形变效果相同或者利用平衡力等效去设计实验方案教师：下面我们设计一个实验来探究一下求合力的方法我们先来看一个演示实验用两只弹簧秤成一定角度提起一个重物，分别读一下两只弹簧秤的读数然后用一只弹簧秤提起这个物体，看这时弹簧秤的读数 学生需要仔细观察读数 教师：看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数 学生观察实验现象，读取实验数据并进行简单处理，学生：一只弹簧秤的读数不等于两只弹簧秤的读数之和，而是比两只弹簧秤读数之和稍微小一些 教师：这位同学观察得很仔细，按照算术法则，两只弹簧秤的读数之和应该等于一只弹簧秤的读数，可见力的合成并不是简单地相加减那么它
11、们之间的关系到底是怎样的呢?首先明确实验的目的是什么 学生：实验目的是探究求合力的方法 教师：根据合力与分力的等效关系启发学生，实验依据的原理是什么? 学生齐声回答：合力的作用效果与几个力共同作用的效果相同 教师：下面我们根据提供的器材，同学们分小组讨论，抓住合力和分力效果相同这一关键，设计实验方案，选择适当的仪器，把不需要的仪器放在一边 注意：启发学生设计的关键是：两个力共同作用的效果和一个力单独作用效果相同，怎样设计才能够更容易控制两种情况下力的作用效果相同 教师了解各个组的实验器材的选择及方案设计情况，指出他们的优点和不足，帮助他们改进自己的设计。 教师：在做实验之前，让一个小组的同学介
12、绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过程 学生代表：我们选择了容易发生形变的橡皮筋来进行在一个力和两个力共同作用下让橡皮筋的形变量相同我们组选择的仪器是：方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮筋(两条)、细绳(两条)、刻度尺(或三角板)、图钉(若干，用来固定白纸) 教师：(同学鼓掌鼓励)刚才这位同学代表他们组说得非常好，我们现在根据同学们自己选择的器材来设计实验方案首先考虑实验步骤怎样进行 教师：(提示)在这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么? 学生1：橡皮筋伸长量相同 学生2：除了伸长量相同之外还应该伸长到同一个位置，因为力既有大小又有方向 教师：刚才第二个同学补充得非常好，一定要考虑到力
13、的方向性两次实验中橡皮筋应该伸长到同一个位置才能保证作用效果完全相同 多媒体展示实验步骤 实验步骤：(1)在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好 (2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套 (3)用弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O. (4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧测力计的示数(在同一条件下) (5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示 (6)只用一只弹簧测力计，
14、通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示 (7)探究这三个力的大小及方向的关系 注意事项：同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是；将两只弹簧测力计勾好后对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧测力计与板面平行（细绳套做长一些，弹簧测力计拉细绳套时绳与木板面平行相切）。 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 画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同 由作图法得到的F和实际测量得到的F，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F符合教师：请同学们根据上面的步骤和注意事项进行分组实验，实验过程中大家可以有意识地控制一下两个分力之间的夹角 学生实验，教师巡回指导 教师：请同学们取下白纸，把实验器材整理好，然后仔细分析三个力的图示F1、F2、F大小有没有关系，是不是合力大小等于两个分力大小之和? 学生：大小没有绝对的关系，合力的大小并不等于两个分力大小之和
