高一物理教案：力的合成

　　作為一位杰出的教職工，往往需要進(jìn)行教案編寫工作，編寫教案有利于我們科學(xué)、合理地支配課堂時(shí)間。寫教案需要注意哪些格式呢？以下是小編為大家收集的高一物理教案：力的合成，歡迎大家借鑒與參考，希望對(duì)大家有所幫助。

高一物理教案：力的合成1

　　一、應(yīng)用解法分析動(dòng)態(tài)問題

　　所謂解法就是通過平行四邊形的鄰邊和對(duì)角線長短的關(guān)系或變化情況，作一些較為復(fù)雜的定性分析，從形上就可以看出結(jié)果，得出結(jié)論.

　　例1 用細(xì)繩AO、BO懸掛一重物，BO水平，O為半圓形支架的圓心，懸點(diǎn)A和B在支架上.懸點(diǎn)A固定不動(dòng)，將懸點(diǎn)B從1所示位置逐漸移到C點(diǎn)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(dòng)態(tài)問題的一般步驟：

　　(1)進(jìn)行受力分析

　　對(duì)物體進(jìn)行受力分析，一般情況下物體只受三個(gè)力：一個(gè)是恒力，大小方向均不變;另外兩個(gè)是變力，一個(gè)是方向不變的力，另一個(gè)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(shí)可知，其中兩個(gè)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(duì)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(gè)空間內(nèi)變化，借助平行四邊形定則，判斷各力變化情況.

　　變式訓(xùn)練1 如2所示，一定質(zhì)量的物塊用兩根輕繩懸在空中，其中繩OA固定不動(dòng)，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則在繩OB由水平轉(zhuǎn)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(gè)相互垂直的方向分解的方法，是處理相對(duì)復(fù)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(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式解決矢量的運(yùn)算，“分解”的目的是為了更好地“合成”.

　　3.適用情況：適用于計(jì)算三個(gè)或三個(gè)以上力的合成.

　　4.步驟

　　(1)建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上.

　　(2)正交分解各力：將每一個(gè)不在坐標(biāo)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(diǎn)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.

　　4

　　例2 如4所示，在同一平面內(nèi)有三個(gè)共點(diǎn)力，它們之間的夾角都是120°，大小分別為F1=20 N，F(xiàn)2=30 N，F(xiàn)3=40 N，求這三個(gè)力的合力F.

　　5

　　變式訓(xùn)練2 如5所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)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(shí)際應(yīng)用

　　例3 壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)如6所示，B為固定鉸鏈，A為活動(dòng)鉸鏈，若在A處施另一水平力F，輕質(zhì)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(shí)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(shí)鑿子推開木料AC面和BC面的力分別為多大?

　　變式訓(xùn)練3 光滑小球放在兩板間，如8所示，當(dāng)OA板繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使 θ角變小時(shí)，兩板對(duì)球的壓力FA和FB的變化為( )

　　A.FA變大，F(xiàn)B不變

　　B.FA和FB都變大

　　C.FA變大，F(xiàn)B變小

　　D.FA變小，F(xiàn)B變大

　　例5 如9所示，在C點(diǎn)系住一重物P，細(xì)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(xì)繩最大只能承受200 N的拉力，那么C點(diǎn)懸掛物體的重量最

　　多為多少，這時(shí)細(xì)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(gè)點(diǎn)B1、B2、B3，當(dāng)懸點(diǎn)B分別移動(dòng)到B1、B2、B3各點(diǎn)時(shí)，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，F(xiàn)TA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(dāng)FTB與FTA垂直時(shí)，F(xiàn)TB最小.

　　變式訓(xùn)練1 D

　　例2 F=103 N，方向與x軸負(fù)向的夾角為30°

　　解析 以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系xOy，使Ox方向沿力F1的方向，則F2與y軸正向間夾角α=30°，F(xiàn)3與y軸負(fù)向夾角β=30°，如甲所示.

　　先把這三個(gè)力分解到x軸和y軸上，再求它們?cè)趚軸、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(gè)力就變成互相垂直的兩個(gè)力，如乙所示，最終的合力為：

　　F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N

　　設(shè)合力F與x軸負(fù)向的夾角為θ，則tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33，所以θ=30°.

　　變式訓(xùn)練2 BD

　　例3 L2hF

　　解析 水平力F有沿AB和AC兩個(gè)效果，作出力F的分解如甲所示，F(xiàn)′=h2+L22hF，由于夾角θ很大，力F產(chǎn)生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又產(chǎn)生兩個(gè)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(jìn)行分解如所示，由幾何關(guān)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(xùn)練3 B [利用三力平衡判斷如下所示.

　　當(dāng)θ角變小時(shí)，F(xiàn)A、FB分別變?yōu)镕A′、FB′，都變大.]

　　例5 100 N BC段先斷

　　解析 方法一 力的合成法

　　根據(jù)一個(gè)物體受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，則三個(gè)力的任意兩個(gè)力的合力大小等于第三個(gè)力大小，方向與第三個(gè)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(shù)關(guān)系可得出F合=F1sin 30°，F(xiàn)2=F1cos 30°，且F合=F=G.

　　甲

　　設(shè)F1達(dá)到最大值200 N，可得G=100 N，F(xiàn)2=173 N.

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

　　設(shè)F2達(dá)到最大值200 N，可得G=115.5 N，F(xiàn)1=231 N>200 N.

　　由此可看出AC繩的張力達(dá)到最大時(shí)，BC繩的張力已經(jīng)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(diǎn)懸掛物體的重量最多為100 N，這時(shí)細(xì)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(gè)方向進(jìn)行正交分解.由力的平衡條件可得F1sin 30°=F=G，F(xiàn)1cos 30°=F2.

　　F1>F2;繩BC先斷， F1=200 N.

　　可得：F2=173 N，G=100 N.

高一物理教案：力的合成2

　　教學(xué)目標(biāo)

　　知識(shí)目標(biāo)

　　1、掌握力的平行四邊形法則；

　　2、初步運(yùn)用力的平行四邊形法則求解共點(diǎn)力的合力；

　　3、會(huì)用作圖法求解兩個(gè)共點(diǎn)力的合力；并能判斷其合力隨夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍。

　　能力目標(biāo)

　　1、能夠通過實(shí)驗(yàn)演示歸納出互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則；

　　2、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力；

　　情感目標(biāo)

　　培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度

　　教學(xué)建議

　　教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析

　　1、本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn)。

　　2、對(duì)物體進(jìn)行簡單的受力分析、通過作圖法確定合力是本章的難點(diǎn)；

　　教法建議

　　一、共點(diǎn)力概念講解的教法建議

　　關(guān)于共點(diǎn)力的概念講解時(shí)需要強(qiáng)調(diào)不僅作用在物體的同一點(diǎn)的力是共點(diǎn)力，力的作用線相交于一點(diǎn)的也叫共點(diǎn)力。注意平行力于共點(diǎn)力的區(qū)分（關(guān)于平行力的合成請(qǐng)參考擴(kuò)展資料中的“平行力的合成與分解”），教師講解示例中要避開這例問題。

　　二、關(guān)于矢量合成講解的教法建議

　　本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn)。由于學(xué)生剛開始接觸矢量的運(yùn)算方法，在講解中需要從學(xué)生能夠感知和理解的日�，F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā)，理解合力的概念，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出力的合成規(guī)律，由于矢量的運(yùn)算法則是矢量概念的核心內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于初上高中的學(xué)生來說，是一個(gè)大的飛躍，因此教學(xué)時(shí)，教師需要注意規(guī)范性，但是不必操之過急，通過一定數(shù)量的題目強(qiáng)化學(xué)生對(duì)平行四邊形定則的認(rèn)識(shí)。

　　由于力的合成與分解的基礎(chǔ)首先是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，在前面力的知識(shí)學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)單個(gè)力的分析過程有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，在知識(shí)的整合過程中，教師可以通過練習(xí)做好規(guī)范演示。

　　三、關(guān)于作圖法求解幾個(gè)共點(diǎn)力合力的教法建議

　　1、在講解用作圖法求解共點(diǎn)力合力時(shí)，可以在復(fù)習(xí)力的圖示法基礎(chǔ)上，讓學(xué)生加深矢量概念的理解，同時(shí)掌握矢量的計(jì)算法則。

　　2、注意圖示畫法的規(guī)范性，在本節(jié)可以配合學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。

　　第四節(jié)、力的合成與分解

　　教學(xué)設(shè)計(jì)過程：

　　一、復(fù)習(xí)提問：

　　1、什么是力？

　　2、力產(chǎn)生的效果跟哪些因素有關(guān)？

　　教師總結(jié)，并引出新課內(nèi)容。

　　二、新課引入：

　　1、通過對(duì)初中學(xué)過的單個(gè)力產(chǎn)生的效果，與兩個(gè)力共同作用的效果相同，引出共點(diǎn)力、合力和分力的概念，同時(shí)出示教學(xué)圖片，如：兩個(gè)人抬水、拉纖或拔河的圖片。（圖片可以參見多媒體素材中的圖形圖像）

　　2、提問1：已知同一直線上的兩個(gè)力F1、F2的大小分別為50N、80N，如果兩個(gè)力的方向相同，其合力大小是多少？合力的方向怎樣？（教師講解時(shí)注意強(qiáng)調(diào)：‘描述力的時(shí)候，要同時(shí)說明大小和方向，體現(xiàn)力的矢量性’）

　　3、提問2、進(jìn)一步在問題1的基礎(chǔ)上提問，若F1、F2的兩個(gè)力的`方向相反，其合力大小是多少？合力的方向怎樣？

　　教師引導(dǎo)學(xué)生得到正確答案后，總結(jié)出“同一直線上二力合成”的規(guī)律：

　　物體受幾個(gè)力共同作用，我們可以用一個(gè)力代替這幾個(gè)力共同作用，其效果完全相同，這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力。已知幾個(gè)力，求它們的合力叫力的合成。

　　指明：

　�。�1）、同一直線上，方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之和，方向跟這兩個(gè)力的方向相同。

　�。�2）、同一直線上，方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之差，合力的方向跟較大的力方向相同。

　　4、提問3、若兩個(gè)力不在同一直線上時(shí)，其合力大小又是多少？合力的方向怎樣？

　　教師出示投影和圖片：兩個(gè)學(xué)生抬水對(duì)比一個(gè)同學(xué)抬水，讓學(xué)生考慮：一個(gè)力的效果與兩個(gè)力的效果相同，考慮一下是否“合力總比分力大”？

　　5、教師可以通過平行四邊形定則演示器演示力的合成與分解實(shí)驗(yàn)（演示實(shí)驗(yàn)可以參考多媒體素材中的視頻文件）；

　　演示：

　　將橡皮筋固定在A點(diǎn)，演示用兩個(gè)力F1、F2拉動(dòng)橡皮筋到O點(diǎn)，再演示用F力將橡皮筋拉到O點(diǎn)，對(duì)比兩次演示結(jié)果，運(yùn)用力的圖示法將力的大小方向表示出來，為了讓學(xué)生更好的獲得和理解力的平行四邊性法則，在實(shí)驗(yàn)前，教師可以設(shè)計(jì)F1、F2的大小為3N和4N，兩個(gè)力的夾角為90度，這樣數(shù)學(xué)計(jì)算比較簡單，學(xué)生很容易會(huì)發(fā)現(xiàn)F1、F2和F的關(guān)系滿足勾股定理，進(jìn)而得到力的平行四邊性定則。

　　教師總結(jié)：兩個(gè)互成角度的力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊，作平行四邊形，所夾的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。

　　6、學(xué)生可以通過分組實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證力的平行四邊性定則（可以參考多媒體資料中的視頻試驗(yàn)）：

　　試驗(yàn)器具：一塊方木板，八開白紙兩張，大頭釘若干，彈簧秤兩個(gè)，橡皮筋一個(gè)，細(xì)線若干，直尺兩個(gè)，

　　學(xué)生在教師的知道下，組裝好試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

　　強(qiáng)調(diào)：需要記錄的數(shù)據(jù)（彈簧秤的示數(shù)）和要作的標(biāo)記（橡皮筋兩次拉到的同一位置和兩個(gè)分力的方向）

　　7、教師總結(jié)：經(jīng)過人們多次的、精細(xì)的試驗(yàn)，最后確認(rèn)，對(duì)角線的長度、方向，跟合力的大小、方向一致，即對(duì)角線與合力重合，力和合成滿足平行四邊形法則。

　　8、讓學(xué)生根據(jù)書中的提示自己推倒出合力與分力之間的關(guān)系式。

　　三、課堂小結(jié)

　　探究活動(dòng)

　　關(guān)于“滑輪”問題的研究

　　題目

　　關(guān)于“滑輪”問題的研究

　　內(nèi)容

　　在初中學(xué)習(xí)的有關(guān)滑輪問題后，對(duì)“定”、“動(dòng)”滑輪作用的理解，尤其是動(dòng)滑輪的使用時(shí)，是否一定省力？研究一下初中的物理課本，在什么條件下，應(yīng)用動(dòng)滑輪省力最多？觀察生活中應(yīng)用滑輪的實(shí)例，說出自己的心得，或以書面形式寫出相關(guān)內(nèi)容以及研究結(jié)果。

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