高中物理力的合成教案設計
力的合成作為物理學學習中必不可少的方法之一,在力學里發(fā)揮著至關重要的作用。在掌握力的合成的方法基礎上,可以通過數學計算及推導求出合力的大小及方向,從而在實際生活中對其進行更好的應用。接下來是小編為大家整理的高中物理力的合成教案設計,希望大家喜歡!
高中物理力的合成教案設計一
【課題】力的等效替代
【教學對象】高一學生
【授課時間】45分鐘
【教材】廣東教育出版社《物理》必修I
【教學內容分析】
1、本節(jié)課的地位與作用:力的等效和替代是粵版物理必修I第三章第三節(jié)的內容。在學習本節(jié)課之前學生已經學習了彈力、摩擦力等力的概念,對力有了一定的感性和理性的認識,同時在第一章中已經學習了位移矢量,對矢量的知識有了一定的儲備,獲得感性認識。
這節(jié)課的內容,為下面的力的合成與分解有著密不可分的聯系,為后續(xù)力的合成與分解打下知識層面的基礎。本節(jié)課所初步總結出來的平行四邊形定則也是處理矢量的一個通則,因此本節(jié)課為以后動量、沖量、動能定理等內容打下了堅實的基礎,具有承上啟下的作用,這節(jié)課的學習效果將直接影響后續(xù)課程的學習。
2、課程標準對本節(jié)內容的要求:通過實驗,理解力的合成與分解。對等效替代的思想在科學研究中的應用有質的認識。學習關于實驗探究的一般程序和方法,養(yǎng)成良好的思維習慣,能運用等效思想和所學的探究方法分析、解決日常生活中的一些問題。
3、教材的內容安排:粵教版教材第三章第3節(jié)力的等效和替代這一節(jié)的內容,首先是教師講解一些相關的概念:力的圖示、力的等效、合力、分力、力的合成與分解等概念,教師引導學生探究:尋找等效力,引導學生進行試驗設計,最后引導學生得出具有普適性的方法:平行四邊形定則的初步得出。
4、對教材的思考:這章的教材編寫整體上看,比較適合學生的認識特點,但是,我覺得第三節(jié)《力的等效與替代》力的等效這部分,我們一直在強調力的等效,直至后面尋找等效力,從本質上來說,就是求幾個分力的合力,故而在這里,應該把尋找等效力與力的合成在觀念上應該先對等起來,教師應該注重提出猜想前的引導工作,引導學生從幾何層面上來考慮他們之間的關系,不置使得學生無從下手。
【學生學情分析】
學生興趣:實驗操作的興趣,對未知世界的強烈好奇心。
學生的知識基礎:在本節(jié)課之前學生已經學習了位移以及力的概念,初步接觸了矢量的概念。
學生的認知特點:對矢量方向性的理解還僅停留在表面上。本節(jié)課應著重讓學生通過實驗探究來體驗矢量運算并非簡單相加減,而是遵循平行四邊形定則。授課對象為高一學生,對于第一次接觸平行四邊形定則的學生來說,是一個大的挑戰(zhàn),也是一個大的飛躍,對于習慣于代數運算的學生來說,矢量運算是相對較困難的,也比較難以接受,如何讓學生在以前學習基礎之上接受本節(jié)課內容是一個難點。
【教學目標】
(一)知識與技能
1、理解力的圖示法,區(qū)別力的圖示和力的示意圖.
2、 理解力的合成與分解本質上是從作用效果相等的角度進行力的相互替代.
(二)過程與方法
1、理解力的等效替代的科學方法,并掌握。
2、采用實驗探究的學習方式,通過獨立思考與分組討論等過程,培養(yǎng)學生設計實驗、動手操作及觀察實驗現象的能力,以及分析、綜合、歸納的能力。
3、通過課堂實驗的設計及操作過程,培養(yǎng)學生利用現有器材設計實驗的能力及臨時反應能力(器材的靈活運用等)
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1、通過實驗探究過程,激發(fā)學生的學習興趣,發(fā)揮學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
2、通過力的合成的研究與規(guī)律的發(fā)現,培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度,逐步養(yǎng)成用科學方法與科學知識理解和解決實際問題的習慣,提高科學素養(yǎng)。
3、通過分組實驗,培養(yǎng)學生合作、交流的能力與團結協作的精神。
【教學重點】
探究合力與分力的關系、等效替代思想
【教學難點】
實驗的設計、平行四邊形定則的總結與歸納、從“代數和”思維到“矢量和”思維的跨越。
【教學策略設計】
新課程提倡以自主、合作、探究的教學組織方式來進行課堂教學,本節(jié)課通過問題的提出,創(chuàng)設問題情境,繼而教師引導學生進行探究實驗,在物理知識的學習中,堅持以“教師為主導,學生為主體”的教學原則。充分發(fā)揮學生的主體性作用。
本節(jié)課的教學選用探究與驗證相結合的模式。老師應從學生已有的認知水平出發(fā),注意把握教學的難度與深度。
教學方法:
實驗法(學生分組實驗)
這是本節(jié)課的重中之重,通過學生分組實驗的實施,充分體現、發(fā)揮課堂中學生的主體地位,真正做到以學生為主導,教師以引導的功能。同時,學生通過分組實驗,真正體會到學習的樂趣,體會到交流合作的重要性,在實驗中,使得操作能力,實驗設計能力得到了應有的鍛煉。
談話法
在探究實驗的整個過程,為了使老師起到更好的引導作用,避免學生走一些沒有必要的彎路,故而采用談話法,提出一系列有嚴格邏輯順序的問題,引導學生思考、回答,老師做適當的補充、小結。確保實驗有效進行。
講授法
由于要完成課堂教學任務,全部知識由學生自己來探究獲得是不切實際的,故而應該輔之以講授法,來幫助學生獲得一些立即認識,從而使得課堂教學更加有序的進行。
學法指導:
教學中,通過一些引導性的問題,創(chuàng)設一些問題情境,引起學生的思考、引出探究的問題。然后,學生將以小組合作實驗的形式進行學習、與探究的過程。注意引導學生進行猜想、實驗設計、實際操作、分析數據、歸納結論,既讓學生體驗探究的各個環(huán)節(jié),又讓學生學得物理知識。同時,注意知識的運用,學生要學會理性分析、思考。總之,學生學習的主體地位不能變,教師教學的主導地位要堅持,教師的引導作用要時時刻刻體現。
教學媒體設計:
充分運用多媒體,發(fā)揮多媒體的作用,通過一些圖片、Flash來使學生獲得學習物理知識的感性材料,感性的認識。使得課堂顯得非常的有吸引力,提高教學效率,提高學生的學習興趣。
【教學用具】
多媒體課件、砝碼,細線,彈簧秤,木板,橡皮筋,繩套兩段,圖釘,白紙
【教學流程圖】
【教學過程設計】
教學環(huán)節(jié)與教學內容
教師活動
學生活動
設計意圖 [創(chuàng)設教學情境,引入課題]
通常物體都會受到多個力的作用,許多情況下這些力的作用可以與某個力作用產生同樣的效果。
圖 車陷泥潭
講解圖片內容:一輛車陷進了泥坑,用一輛汽車用繩子牽一下,就可以把它從泥坑中拉出來(如上圖所示)。
教師適時提出問題 播放多媒體課件
提出問題:
如果十幾個人連推帶拉把它從泥坑中拉出來,這時一輛汽車的牽引力的作用效果和十幾個人的作用力作用效果有什么關系?
觀察、思考
回答問題
用貼近學生實際的生活中的例子來引出課題,較快集中學生的注意力,使得新課的引入較為順利
[概念引出]
1、力的圖示:讓學生用2分鐘時間自學,
回答問題檢驗自學情況,以與學生討論的方式點出力的圖示與力的示意圖的區(qū)別,并試著畫出簡單的力的圖示與示意圖
圖:力的圖示
教師布置任務,回顧力的三要素的內容,進而提出問題:
力的圖示與力的示意圖有什么區(qū)別?
思考、回答問題,跟著老師步伐,畫出簡單的力的圖示,力的示意圖 內容較簡單,沒有必要全部講解,采取讓學生自學的方式進行,訓練學生的自學能力。但是,鑒于學生自覺獲取信息的能力不夠,還是要點出二者的區(qū)別。
[演示實驗] (2分鐘)
通過圖片展示、演示實驗引出力的等效、分力與合力的概念
演示實驗內容:準備好一重物(一桶水),
A:兩個學生共同提起
B:一個學生單獨提起
師生共同討論分析,引出力的等效
再經過物理圖景的分析,點出“等效代替”的思想,為后續(xù)的實驗設計思想買下伏筆。
教師播放多媒體課件
圖片展示
進行演示實驗并幫助學生分析
引出分力、合力、力的合成與力的分解這幾個概念
觀察
思考
幫助老師進行演示實驗
用貼近學生實際的生活中的例子來引出課題,學生通過實際參與演示實驗(學生可自行進行演示)并通過分析,較快集中學生的注意力,使得概念的引出較為順利
[創(chuàng)設教學情境]
教師提出問題:兩個力在同一直線上的合成;
SHAPE MERGEFORMAT
圖 課件截圖
進一步提出互成角度的兩個力的合成,進而引入探究實驗教學環(huán)節(jié)
提出問題:
1、方向相同的共點力的合成?
2、方向相反的共點力的合成?
3、互成一定角度的兩個力的合成?
F與F1、F2之間的關系 ?
4、兩個互成角度分力的合力的大小是否等于兩個分力
之和、之差呢?
思考問題
回答問題
通過問題的一步步深入,由淺入深,逐步引出探究實驗的內容
符合學生的認知習慣,易與為學生所接受
[提出猜想:]
教師與學生進行討論,通過提問,引導學生進行猜想。圍繞實驗方案的設計進行:如何設計方案,探討合力的求法
提出問題:
1、我們能否從幾何關系上來尋找關系?
同時,教師展示多媒體,分力合成的過程
2、從幾何上來尋找關系,即是將合力與分力的末端連接起 來,是一個四邊形,是一個什么樣的四邊形?
引導學生得出是一個平行四邊形
進而引導學生正式提出猜想:兩個力的分力與合力末端的連接成一個平行四邊形
高中物理力的合成教案設計二
一、[教材分析]
“力的合成”是粵教版的物理必修I 第三章 第四節(jié)的內容主要包括:分力合力及力的合成的概念;平行四邊形定則及其適用條件。
本章的前三課學習了重力、彈力、摩擦力,這節(jié)力的合成與下節(jié)力的分解,起著紐帶的作用,只有學好了力的合成與分解,很好的進行受力分析,才能更好的學習后面的牛頓定律,甚至進而影響到高中物理整個的學習過程,可以說力的合成與分解是高中物理知識學習的基本功,學生只有架構好了這錯橋梁,才能順利的學好高中物理
二、[學生分析]
學者是高中一年級的學生,在前面剛剛學習了重力、彈力、摩擦力,對事物的受力有了一定得認識,比較初中所學知識有更深刻的理解和認識,這節(jié)課對他們來說是進一步研究所必須的。學者運用實驗的手段自己進行實驗探究,激發(fā)起他們對力學的熱情
三、[教學目標]
一、知識目標
1、能從力的作用的等效性來理解合理和分力的概念,體會等效替代思想。
2、能通過實驗探究求合力的方法——力的平行四邊形定則,并知道其試用條件。
二、能力目標:培養(yǎng)學生動手能力、物理等效思維能力
三、德育目標:
(1)在教學過程中讓學生學會自己分析和解決問題,尊重實驗事實,培養(yǎng)學生實事求是的精神。
(2)在自由開放平等的氣氛中探究交流,互相配合,互相鼓勵,友好評價,和諧相處。
[教學重點]
(1)理解等效的思想,從而得到合力與分力的關系。
(2)運用實驗探究的方式分析歸納出力的平行四邊形定則。
(3)共點力的理解判斷。
[教學難點]
實驗探究得到合力的方法
尋找平行四邊形定則方法
[教學方法]
科學探究法
[教學用具]
(1) 鉤碼、細線、三角板
(2)學生每兩人一組:方木板、白紙、彈簧秤(兩個)、橡皮條、細繩兩條、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)
[課時安排]
1課時
[教學過程]
一.新課引入
教師活動 學生活動 教學策略 教學目標 問題1:實驗室里連接電路需要一個5歐姆的電阻,但現在手頭上只有一些10歐姆的電阻,哪位同學能給實驗室的老師想個辦法? 學生思考并回答,將兩個十歐姆的電阻并聯,相當于一個五歐姆的電阻。 用提問的方式,使學生參與到課堂中,回憶初中所學的知識,用復習知識大家回答,調節(jié)氣氛,消除緊張感。 使學生回憶初中知識,強調等效替代的根本思想——等效。 問題2:我們在上一章節(jié)運動學里面學的位移里,這兩種情況是不是也是等效的呢?(黑板上給出草圖) 學生思考回答,這兩種情況最終都是從A走到C,是等效的。 從初中知識引入到高中剛學習的知識,通過兩個問題,使學生們找到兩個問題的共同點,都是在說等效替代 再次提問,使學生思考老師所提問題的共同點,教師在此基礎上總結。 總結1:前面我們看到的這兩個例子,都運用到了我們物理學里面一個重要的思想|——等效替代。 學生看著例子總結思考 通過提問來實際運用等效替換的思想,在此基礎上總結,達到事半功倍的效果 得到等效替代,抓住這根主線,為后面的課做鋪墊 問題3:指出等效替代的思想不只是在我們電學、運動學里面有著重要的運用,在我們的日常生活中也有著廣泛的應用。舉例:一個斜面上兩個小孩使一輛摩托車靜止在斜坡上,而只要一個大人就能使車靜止在斜坡上,這是為什么? 學生思考并回答:等效替代。 讓學生脫口而出等效思想,接下來進一部提問,便于下面對等效本質的提問 從生活中的事例引出力的等效,進而引出合理和分力的概念。 問題4:等效?是什么等效呢?是兩個小孩的重量等于這個大人的重量還是別的什么原因? 學生思考并回答;是兩個小孩的力和大人的力等效 進一步提問,使學生透過現象看到上面問題等效的本質是力的等效 引出力的等效 總結2:兩個小孩的兩個力和一個大人的一個力等效,我們用發(fā)散的思維想一想,大量的實際問題中,物體是不是通常同時受到幾個力的作用?為了研究問題的方便,我們把這種關系稱之為合力與分力。 學生理解合力與分力的概念 幾個問題一步步誘思,用實際生活中的需求,自然的導出合力與分力的概念 對前面的問題總結,結合實際生活,引出合力與分力的概念
二.新課教學
力的合成
教學過程 教師活動 學生活動 教學策略 教學目標 合力與分力概念的引出 (在引入新課時已經完成) 引出力的合成概念 為了研究問題的方便,我們常把幾個力的作用效果用一個力來代替,把復雜的問題簡單化,求這幾個力合力的過程,就是力的合成 學生思考聯系合力分立,理解力的合成的概念 對進行力的合成意義思考,聯系生活實際加深對概念的理解,知道力的合成概念是實際需要而提出的 力的合成概念的提出 同一直線上二力合成 初中也接觸到了力,知道了力的三要素,也接觸了力的合成,我們先來看這種最簡單的情況。那么誰能給我說說同一直線上二力的合成,合力的大小和方向同分力有什么關系。 學生回到:當兩個力在同一條直線上時,若同向則合力大小等于二力大小之和,方向與二力相同;若反向,則合力的大小等于二力大小之差的絕對值,方向與二力中較大的力相同。 復習回顧,從簡單的同一直線上的二力合成入手,逐步進入互成角度的力的合成 同一條直線上二力的合成。 引入互成角度的二力合成
我們知道了同一條直線上的二力合成,那么是不是世界上所有物體受到的力都是在同一條直線上呢?用一根繩吊起勾碼進行演示。這種不再同一條直線上的力,我們也可以說是互成角度的力,它們兩個的合力怎么求呢? 銜接上一層次,由同一直線上力的合成,聯系實際提出問題,進行設疑 探討互成角度的二力合成
力的合成(互成角度的力如何合成?)
科學探究過程 教師活動 學生活動 教學策略 教學目標 第一階段:
發(fā)現問題 我們知道了同一條直線上的二力合成,那么是不是世界上所有物體受到的力都是在同一條直線上呢?用一根繩吊起勾碼進行演示。這種不再同一條直線上的力,我們也可以說是互成角度的力,它們兩個的合力怎么求呢?
學生思考 銜接上一層次,由同一直線上力的合成,聯系實際提出問題,進行設疑 讓學生體會可以從解決實際問題進行深入思考,發(fā)現問題;
第二階段:
設計
實驗
進行
探究 我們現在用我們桌子上的試驗儀器,看看自己能不找出求互成角度力的合力與分力的關系。
問題1:要進行試驗,我們先來看看我們都有什么試驗儀器,各有什么作用?
問題2:如何保證合力與分力是等效的關系呢?
問題3:弄明白了試驗儀器的作用,哪位同學有什么想法,來設計一個試驗,看互成角度的力的合力與分力的關系?
問題5:建議大家用虛線把合力的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端鏈接,看看這時候你發(fā)現了什么?
學生通過對實驗儀器的分析,以等效作為橋梁,進行試驗的設計。上臺用投影儀展示講解自己的試驗結果,并回答老師的問題
用提問的方式進行誘思,從而達到放的開并且收的回來的效果。若是不講儀器的作用進行誘思,學生有可能無所適從,達不到本來的目的 讓學生知道解決物理問題時要以實驗事實為依據。
高中物理力的合成教案設計三
一、教材內容與地位:
教材分析:本節(jié)為《普通高中物理課程標準》必修模塊“物理Ⅰ”中第二個二級主題“相互作用與運動規(guī)律”中所涉及的內容。此節(jié)是在掌握前邊三種力的基礎上,來研究如何求幾個力的合力的方法,只有學好了力的合成及下一節(jié)力的分解才能學習物體的受力分析,乃至對學習后面的牛頓運動定律都是有很大的決定意義。
學情分析:學生對前邊的三大力已經初步掌握,對力是矢量與標量的區(qū)別也初步掌握,但是學生一直以來都習慣于代數計算,因此在教學中要注意糾正學生的一貫錯誤。實驗是學生接受物理知識最符合認知規(guī)律的方法。本節(jié)課的教學設計正是基于實驗,讓學生親自實踐,實驗探究,培養(yǎng)學生的實驗探究、團結合作、歸納總結等能力。但由于學生的層次不齊,對宏志班的學生采取學生自己探究求合力的方法,普通班的學生則在老師的提示下進行探究,甚至要有針對性的提示。
二、教學目標
(一)知識與技能
1.能夠從力的作用效果理解合力、分力、力的合成、共點力的概念。
2.通過實驗理解力的合成方法,進一步理解平行四邊形運算法則和特點,掌握平行四邊形法則,知道它是矢量合成的普遍規(guī)律,知道矢量與標量運算法則是不同的。
3.學會用作圖法求合力。注意矢量的運算結果要明確矢量的方向。
4.知道分力的夾角對合力大小的影響。學會進行動態(tài)研究,并在變化中尋找規(guī)律。
5.用力的合成分析日常生活中的問題。
(二)過程與方法
1.通過演示實驗引出合力和分力的概念,了解物理學常用的方法——等效替代法。在以后的學習中,如運動的合成與分解、等效電路等都要用到等效替換的方法。
2.能夠將力的合成拓展應用于實際生產生活,開拓解決問題的思路,突出培養(yǎng)學生的學習能力和學科應用能力。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1.通過實驗培養(yǎng)良好的觀察習慣和嚴謹求實的科學精神。
2.逐步感悟物理學不僅僅包含可供廣泛應用的物理原理,還包含在問題的研究過程中培養(yǎng)科學的思維方式、研究方法。
三、教學重點、教學難點
重點:1.合力與分力的關系。
2.平行四邊形定則及應用。
難點:實驗探究方案的設計與實施。及在實驗中學生的嚴謹程度。
四、教具準備
多媒體課件,學生分組實驗器材:木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮筋、細繩套(兩根)、彈簧秤(兩只)、三角板、鉛筆。
五、課時安排
1課時
六、教學過程
1.播放歌曲《眾人劃槳開大船》片段)剛才這首歌大家可能都聽過,叫做《眾人劃槳開大船》,從物理學的角度說,一個人劃槳產生的力太小不能開大船,眾人劃槳產生的力合起來才能開動大船。如果知道每個人劃槳的力,怎樣求合起來的力呢?學習了這一節(jié)課后我們就可以解決這個問題了
2.【演示實驗】(目的是引出合力、分力、力的合成的概念)(盡量使水桶大些和水多些,一個女生搬不動)
讓學生把一桶水或一個重物從地面上想辦法放在桌面上。
師:(對一個大個同學提問)這位同學你的做法是什么?請具體操作一下。
生:我用一只手就可以把它提到桌面上。(同時演示)
師:(對瘦弱的女生提問)你們的做法是什么?
生:我們可以兩個人(或三個人)把它抬上來。(同時演示)(靈活掌握)
師:同學們仔細觀察會發(fā)現,一位力氣大的同學只用一只手一個力就可以把水桶從地面提到桌面上,兩個女同學用兩只手給水桶兩個力,同樣也把水桶從地面移動到桌面上,不同的同學用不同的方法達到了一個共同的目的。在提水桶這個事件上,這一個力產生的作用效果和兩個力的作用效果是相同的。生活中還有哪些例子可以說明同樣的問題?
生:(舉身邊的例子)幾個學生一起抬桌子、等相比較等等。
師:給出課件中圖片---斜拉橋,在這些例子中,一個力與幾個力產生了同樣的效果,可以用這一個力代替那幾個力,這一個力與那幾個力是什么關系?(當然是在學生提前預習的基礎上)
生:這一個力是那幾個力的合力,那幾個力是這一個力的分力。
師:請同學們用自己的話總結什么叫合力。
生:當一個物體受到幾個力共同作用時,我們常??梢郧蟪鲞@樣一個力,這個力的作用效果跟原來幾個力的作用效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力。(注意效果相同)
師:原來的那幾個力叫做分力,你能用自己的話總結一下什么是力的合成嗎?
生:求幾個力合力的過程叫做力的合成。
師:那么幾個力的合力怎樣來求呢?下面我們設計一個實驗來探究一下求合力的方法。
4.實驗探究求合力的方法
師:怎樣求合力呢?我們先來看一個演示實驗。(用兩只彈簧秤提起一個重物,兩只彈簧秤拉力的方向都向上,分別讀一下兩只彈簧秤的讀數。然后用一只彈簧秤提起這個物體,看這時彈簧秤的讀數;找出兩只的讀數與一只的讀數之間的關系;逐漸讓兩只彈簧秤分開成一定角度,再讀一下兩只彈簧秤的讀數與一只彈簧秤的讀數的關系與上一次相同嗎?)(目的是為后面的兩個分力夾角的變化做鋪墊)
注意:學生需要仔細觀察讀數
生:(觀察實驗現象,讀取實驗數據并進行簡單處理)第一次一只彈簧秤的讀數等于兩只彈簧秤的讀數之和;第二次一只彈簧秤的讀數不等于兩只彈簧秤的讀數之和,而是比兩只彈簧秤讀數之和稍微小一些。
師:(微笑鼓勵)這位同學觀察得很仔細,按照算術法則,兩只彈簧秤的讀數之和應該等于一只彈簧秤的讀數,可見力的合成并不是簡單地相加減。那么它們之間的關系到底是怎樣的呢?(提出疑問引出新課)
師:下面來探究求力合成的方法。
根據我們提供的器材,同學們分小組討論,抓住合力和分力效果相同這一關鍵,設計實驗方案,選擇適當的儀器,把不需要的儀器放在一邊。(這里儀器的提供可以有一些干擾項,比如說放置小車和打點計時器,鍛煉學生選擇儀器的能力)
注意:啟發(fā)學生設計的關鍵是:兩個力共同作用的效果和一個力單獨作用效果相同,怎樣設計才能夠更容易控制兩種情況下力的作用效果相同。
師:在做實驗之前,讓一個小組的同學介紹他們的實驗器材的選擇和實驗方案的設計過程。
生:力的作用效果有兩種,一種是改變物體的運動狀態(tài),一種是使物體發(fā)生形變。要探究一個力的作用效果和兩個力的作用效果相同,從這兩個方面入手都可以,只是用力改變物體的運動狀態(tài)不如使物體發(fā)生形變容易控制,所以我們選擇的是用力改變物體的形變這種方法來探究合力和分力的關系;對于物體的選擇,我們選擇了容易發(fā)生形變的橡皮筋來進行。在一個力和兩個力共同作用下讓橡皮筋的形變量相同。我們組選擇的儀器是:方木板、白紙、彈簧秤(兩個)、橡皮筋(兩條)、細繩(兩條)、刻度尺(或三角板)、圖釘(若干,用來固定白紙)
(注:要多了解各個組的實驗器材的選擇情況,指出他們的優(yōu)點和不足,幫助他們改進自己的設計,這里僅舉一例作為代表)
師:教師對說得好的組給予表揚并根據同學們自己選擇的器材來設計實驗方案。首先考慮實驗步驟怎樣進行。
師:(提示)在這個實驗中一個力與兩個力等效的標志是什么?
生1.橡皮筋伸長量相同。
生2.除了伸長量相同之外還應該伸長到同一個位置,因為力是矢量,既有大小又有方向。
師:剛才第二個同學補充得非常好,一定要考慮到力的矢量性。兩次實驗中橡皮筋應該伸長到同一個位置才能保證作用效果完全相同。
多媒體展示設計較好的組學生的實驗步驟設計參考案例(補充:對于較差的班級,學生實驗步驟的設計可能欠缺一些,老師可以多提示,再演示一次之后再讓學生分組去做,總之必須由學生自己找出規(guī)律)。
實驗步驟:(在教師的引導下或小組學生充分討論過程中,由小組同學協商提出,也可以每個小組采取完全相同的實驗步驟)
(1)在桌上平放一個方木板,在方木板上鋪上一張白紙,用圖釘把白紙固定好。
(2)用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的A點(A點的位置應該靠近頂端中點),在橡皮筋的另外一端拴上兩條細繩,細繩的另外一端是繩套。
(3)用彈簧秤分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸長,結點達到某一位置O。
(4)用鉛筆記下O的位置和兩條細繩的方向,分別讀出兩只彈簧秤的示數(在同一條件下)。
(5)用鉛筆和三角板在白紙上從O點沿著兩繩的方向畫直線,按照一定的標度作出兩個力F1和F2的圖示。
(6)只用一只彈簧秤,通過細繩把橡皮筋的結點拉到相同的位置O點,讀出彈簧秤的示數,記下細繩的方向,按同一標度作出這個力F的圖示。
(7)探究這三個力的大小及方向的關系。
注意事項:①同一實驗中的兩只彈簧秤的選取方法是:將兩只彈簧秤鉤好后對拉,若兩只彈簧秤在拉的過程中,讀數相同,則可選,若不同,應另換,直至相同為止,使用時彈簧秤與板面平行。
?、谠跐M足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下,應使拉力盡量大一些,以減小誤差。
③畫力的圖示時,應選定恰當的標度,盡量使圖畫得大一些,但也不要太大而畫出紙外。要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力。
④在同一次實驗中,橡皮條拉長的結點O位置一定要相同。
?、萦勺鲌D法得到的F和實際測量得到的F′,不可能完全符合,但在誤差允許范圍內可認為F和F′符合。
學生實驗時,教師巡回指導當看到學生基本都做好之后(太慢的也不要總等,教師再加以引導,還要注意課時。)
(此后,可以由小組進行數據處理和討論,教師在巡查的過程中,發(fā)現做的好和不夠好的,選擇具有代表性的小組,全班展示實驗結論,期間其他組可以隨時質疑和補充)
師:請同學們取下白紙,把實驗器材整理好,然后仔細分析三個力的圖示。大小有沒有關系,是不是合力大小等于兩個分力大小之和?
生:大小沒有絕對的關系,合力的大小并不等于兩個分力大小之和。
師:建議同學們把合力和分力的末端用虛線連接起來。
生1.虛線和原來的兩個分力構成了一個四邊形。
生2.好像是矩形(兩個力成90°角的同學)
生3.好像是菱形。
生4.(興奮地喊了起來)總結幾組同學的實驗結果,這個四邊形應該是平行四邊形。
師:(微笑)對,最為一般的結論是這兩條虛線和兩個分力組成的圖形是平行四邊形。
師:(繼續(xù)分析)合力與兩個分力處于平行四邊形的什么位置?
生:合力在平行四邊形的對角線上,兩個分力為平行四邊形的兩條鄰邊。
師:平行四邊形的對角線有兩條,合力在哪一條上?
生:兩個分力為鄰邊的之間的對角線上。
師:你能用自己的語言準確地描述合力與分力之間的關系嗎?
生:兩個力合成時,以表示這兩個力的線段為鄰邊,這兩個鄰邊之間的對角線就代表了合力的大小和方向。
師:(總結)這就是今天我們用自己設計的實驗探究出的結論,這個結論叫做平行四邊形定則。下面我們通過一個例題進一步加深對平行四邊形定則的理解。
多媒體出示例題,學生默默讀題并嘗試解決例題
例題:力F1=45 N,方向水平向右,力F2=60 N,方向豎直向上。求這兩個力合力的大小和方向。
師:請同學說一下自己的思路。
生:我是分這樣幾步進行的:
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