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力的合成高一物理教案
作為一名為他人授業(yè)解惑的教育工作者，時常需要用到教案，教案有助于順利而有效地開展教學(xué)活動。那么寫教案需要注意哪些問題呢？以下是小編幫大家整理的力的合成高一物理教案，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。
力的合成高一物理教案1
一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解合力與力的合成的概念
2、掌握力的平行四邊形定則
3、會用作圖法和直角三角形知識求共點力的合力
4、初步體會等效替代的物理思維方法
二、重點難點
1、 運用等效替代思想理解合力概念是本節(jié)思維方式上的一大難點
2、平行四邊形定則是一切矢量所遵循的運算法則，由代數(shù)求和擴充到矢量求和既是知識的跨越，也是概念的延伸，必然給初學(xué)者帶來難度
三、教學(xué)方法演示實驗、歸納、總結(jié)
四、教具平行四邊形定則演示器，合力與分力關(guān)系模擬演示器、三角板、彈簧秤2個、鉤碼
五、課時：1節(jié)
六、教學(xué)過程
�。ㄒ唬┭菔緦嶒�1
圖a圖b
將兩個彈簧秤按圖a方式懸掛砝碼，使砝碼靜止，然后用一個彈簧秤懸掛同一砝碼，使砝碼靜止，可見力f產(chǎn)生的效果跟原來f1和f2共同產(chǎn)生的效果相同。思考題：力f與力f1和f2之間有一種什么關(guān)系？————效果相同，可以相互替代。
（二）概念講授：
合力、力的合成一個物體受到幾個力共同作用產(chǎn)生的'效果與一個力對物體作用產(chǎn)生的效果相同時，這個力就叫做那幾個力的合力。求幾個力的合力叫做力的合成。強調(diào)“等效替代”思想
�。ㄈ┰鯓忧髱讉�力的合力？
演示實驗2：運用平行四邊形定則演示器完成教材所述實驗。結(jié)論：如果用表示兩個共點力f1和f2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力f的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來，這叫做力的平行四邊形定則。解釋共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種：
1、 圖解法：
�。�1）兩個共點力的合成：從力的作用點作兩個共點力的圖示，然后以f1、f2為邊作平行四邊形，對角線的長度即為合力的大小，對角線的方向即為合力的方向。 用直尺量出對角線的長度，依據(jù)力的標(biāo)度折算出合力的大小，用量角器量出合力與其中一個力之間的夾角θ。如圖所示
圖中f1=50n，f2=40n，合力f=80n 。
（2）兩個以上共點力的合成：先求出任意兩個力的合力，再求出這個合力跟第三個力的合力，直到所有的力都合成進去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。2、計算法先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式（如余弦定理）算出對角線所表示的合力的大小和方向。當(dāng)兩個力互相垂直時，有： f=√f12+f22tanθ=f2/f1
例題1：講授教材例題例題2：如圖所示，一個木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即f1、f2和靜摩擦力作用，而且三個力的合力為零，其中f1=10n，f2=2n，若撤去力f1，則木塊在水平方向受到的合力多少？
解：f1和f2的合力f12＝f1－f2＝8n，方向向右，又因物體受三力作用且合力為零，故靜摩擦力f＝8n，方向向左。若撤去力f1，則木塊受f2作用而有向左運動的趨勢，此時物體受到的靜摩擦力為2n，方向向右，木塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，木塊在水平方向受到的合力為零。
�。ㄋ模┖狭Υ笮〉姆秶哼\用合力與分力關(guān)系模擬演示器，讓兩個力f1和f2之間的夾角θ由0°→180°變化，可以得到
�。�1）合力f隨θ的增大而減小。
�。�2）當(dāng)θ=0°時，f有最大值fmax=f1+f2，當(dāng)θ=180°時，f有最小值fmin=f1—f2
力的合成高一物理教案2
一、應(yīng)用解法分析動態(tài)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(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(tài)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(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，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動，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`兩個相互垂直的方向分解的方法，是處理相對復(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，便于運用普通代數(shù)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(biāo)系：以共點力的作用點為坐標(biāo)原點，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)有三個共點力，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動.已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)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(yīng)用
例3 壓榨機結(jié)構(gòu)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(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(xùn)練3 光滑小球放在兩板間，如8所示，當(dāng)OA板繞O點轉(zhuǎn)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，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(dāng)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，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，F(xiàn)TB最小.
變式訓(xùn)練1 D
例2 F=103 N，方向與x軸負向的夾角為30°
解析 以O(shè)點為坐標(biāo)原點，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(shè)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(xùn)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(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(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，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)一個物體受三個力作用處于平衡狀態(tài)，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(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(shè)F2達到最大值200 N，可得G=115.5 N，F(xiàn)1=231 N>200 N.
由此可看出AC繩的張力達到最大時，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，F(xiàn)1cos 30°=F2.
F1>F2;繩BC先斷， F1=200 N.
可得：F2=173 N，G=100 N.
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