同一直线上二力的合成
知识教学:
1.什么是合力。
什么是二力的合成
2.同一直线上两个力合力的大小和方向
能力培养:
1.通过观察一个力作用在物体上产生的效果与两个力作用在物体上产生的效果相同的使学生明确实验中应观察什么现象,并学会由此分析出这些现象说明什么问题,进而认识到观察物理现象应首先明确观察目的,并根据观察目的明确应观察什么,观察的各现象现象之间有什么关系,这些现象是如何说明所要观察的问题的。
2.通过学习能计算同一直线上两个力的合力,确定合力的方向。
能计算同一直线上两个力的合力及其中一个力,求出另一个力的大小和方向
教学重点:
1.合力的概念:关键要认识到两个力的合力不是两个力之和,而是两个力共同作用产生的效果和一个力产生的效果相同,是一种“等效”代替。
2.探究同一直线上二力合成的方法
教学难点:
运用同一直线上二力的合成,解决实际问题
教学用具、器材:拉力器、弹簧称、刻度尺、绵线、橡皮筋、木板、铅笔
活动设计:
实验一:先请一位力气较小的同学将固定在墙上的拉力器拉开到指定位置,结果是无法完成,再请一位同学帮他完成。
最后请一位力气较大的同学一个人独自完成。
实验二:将弹簧挂在铁架台上,,将一个钩码挂在弹簧下,弹簧伸长一定长度,其指针指在一定位置,记下该位置。
换用两个钩码挂在弹簧下,弹簧指针指在同一位置。
实验三:用橡皮筋、弹簧称探究同一直线上二力的合成
教学步骤:
1、导入新课
在上新课之前,也请同学们完成一个有趣的实验:实验一
在生活中我们也经常会遇到这样的情况:一个人用力推或者拉一个物体时,如果力气不够无法完成或比较吃力时,这时再过来一个人帮忙则往往会达到目的;但是如果换一个力气
比较大的人,他一个人同样可以达到目的,这时我们就说一个人经过努力达到的效果与两个人相同,这天我们就来研究这样的问题。
下面请同学们举出生活中的实例,说明一个人用力作用的效果与两个人共同用力作用而产生的效果相同。
例1:两个小孩提一桶水,一个大人可以提起来
说明一个大人用力的效果与两个小孩小孩用力的效果相同
例2:一个人搬桌子很费劲,两个人一起完成就比较轻松
说明一个人用力的效果与两个人用力的效果相同。
例3:汽车坏在马路中间,很多人推到路边;用另一辆车牵引也可以做到
说明很多人用力的效果与一辆车用力的效果相同。
这里所说的效果相同,在物理学中我们叫它做等效,也可以叫等效代替,下面我们用实验来进一步研究这个问题。
演示实验二
将一个物体挂在弹簧下,这个物体对弹簧施加了一个力(F)的作用。
将两个物体挂在弹簧下,这两个物体分别对弹簧施加了力F1和F2。
问题一:弹簧伸长说明了舒适?
说明力作用在弹簧上,使弹簧的形状发生了变化。
问题二:挂一个钩码和两个钩码,弹簧的伸长量有什么关系?说明了什么?
弹簧的伸长量相同,说明一个力作用在弹簧上与两个力作用在弹簧上产生的效果相同。
一个力(F)产生的效果跟两个力(F1和F2)共同作用产生的效果相同,这个力(F)就叫那两个力的合力。
求这两个力的合力叫力的合成
板书:1合力:如果一个力产生的效果与两个力作用产生的效果相同,这个力叫那两个力的合力,求这两个力的合力叫力的合成。
请特别注意,力的合成不是简单的求力的和,在后面的研究中我们将逐步加深对这个问题的理解。
下面请同学们列举一个物体受两个力作用的事例,前边举过的例子可以重复(学生举例,教师画出力的示意图)
例1.一个人前面拉车,另外一个人在后边推车
例2.两个同学共同提一桶水
例3.放在桌面上的书受到重力和桌面对书的支持力
以上事例可以分成两类:一类是两个力互成角度的,另一类是两个力在一条直线上的。
在一条直线上的两个力有方向相同的,也有方向相反的。
在这些例子中,最简单的是同一直线上的两个力。
我们先来研究同一直线上二力的合成问题。
同一直线上两个力的合成又有两种情况,一种是同一直线、方向相同;另一种是同一直线、方向相反。
请同学们先根据日常生活中的经验猜测一下,这两个情况合力的大小和方向与两上力大小和方向是什么关系?
在黑板上记录学生的猜测:同一直线、方向相同的二力合成大小方向
同一直线、方向相反的二力合成大小方向请同学们打开课本,翻到125页看书上图8-28和126页图8-29两个实验示意图和相关说明,看完后我们共同来完成这两个实验,验证一下我们的猜测。
做实验三,然后提问:
同一直线上,方向相同的两个力合力的大小及方向与两个分力是什么关系?
结论:同一直线上,方向相同的两个力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向跟这两个力的方向相同。
板书:2同一直线上,方向相同的两个力的合成
同一直线上,方向相反的两个力的大小及方向与这两个分力是什么关系?
结论:同一直线上,方向相反的两个力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的那个力的方向相同。
板书:3同一直线上,方向相反的两个力的合成
请同学们翻到课本125页,看图8-26,画出这个图的力的示意图。
提问:
两个小孩共同提一桶水,每个人都对水桶施加了一个力,大人一个人提一桶水,如果他们提的是同一桶水,那么大人施加的力和两个小孩施加的力的效果是否相同?
回答:效果相同。
两个小孩所用的力的合力的大小与大人施加的力的大小是什么关系?
回答:大小相等
在这种情况下,大人所用的力的大小是否等于两个小孩所用两个力的和?
回答:不等。
为什么不等?
结论:今天我们研究的是同一直线上两个力的合成,这两个小孩施加的两个力不在同一
直线上,不能和同一直线上二力的合成规律来研究这个问题。
教师总结:研究物理问题,特别要注意物理规律的条件和适用范围。
今天我们研究的是同一直线上二力的合成规律,这一规律不能用来研究互成角度的两个力的合成。
对于这种情况,教材第六节就是关于这方面的内容,感兴趣的同学可以先看书自学,然后我们再一起探讨。
课堂练习:
1.甲、乙两同学推一张桌子,甲用30N的力向右推,乙用50牛的力向左推,两个力在同一直线上,桌子受到的合力是多大?方向如何?
2.一辆板车沿斜坡上行,受到的合力是300N,一个人在车前面用200N的力向上拉车,第二个人在车后推,车受第二人的力是多大?方向如何?
3.作用在同一物体上的两个力F1和F2,其中F1的大小为20N,方向水平向左,这两个力的合力为10N,方向水平向右,则力F2的大小________方向是_______
4.作用在同一物体上的两个力F1和F2,其中F1的大小为20N,方向水平向左,这两个力的合力为10N,方向水平向左,则力F2的大小________方向是_______
课堂总结
请学生总结本节课所学内容:什么是合力?(力的作用效果相同)。
同一直线上方向相同的两个力合成;
同一直线上方向相反的两个力的合成。