第三章 第三节 力的等效和替代（教案）-2020年高中同步教与学物理（粤教版必修1）

高中同步教与学·全新教案(活页) 第三章研究物体间的相互作用 第三节力的等效和替代 教学 ●-目标 0●-准点 知识与技能 重点 1.了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图 探究合力与分力的关系 2.理解力的合成与分解的本质与等效替代的关系 难点 过程与方法 探究合力与分力的关系 在探究过程中理解等效替代的科学硏究思想. 情感态度与价值观 在学习过程中,使学生领略科学研究的综合性,在科学探究 中形成严谨、务实的态度 案例(一) 教学 过程 主体内容 教师活动 学生活动 、力的图示 1.完成下面问题 测量力大小的仪器是 (测力计) 力的国际单位是 (牛顿) 复习提问什么是力的 力的符号是 示意图. 2.思考:仅说力的大小能不能完整的表达这个力? 学生回答 演示实验:教师把一长方形木块竖放在讲桌上,分别如下操作 ①向不用方向推或拉使木块移动 ②推或拉木块上部,使木块翻倒,推或拉木块下部,木块移动不 翻倒 通过刚才实验演示请同学们观察,并回答要说明一个力的作让学生观察完演示实 用效果,需要表达清楚这个力的哪些要素? 验后再回答 答:说明力的大小、方向、作用点 学生可以自己操作 问:力的示意图能表示力的哪些要素呢? 答:方向、作用点 问;怎样才能直观地表达力的大小、方向和作用点呢? 答:力的图示 力的图示:线段的长短表示力的大小;箭头指向表示力的方向; 教师提问 箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把 物体用一个点代表)这种方法叫做力的图示 500N 例1:卡车对拖车的牵引力F的大小是2000N 方向水平向右,作出力F的图 步骤:选一标度(依题而定其大小):如用1cm0n200N 提问力的图示 长的线段表示500N的力 从力F的作用点O向右水平画一线段四倍于标度(4cm),然后 学生回答 画上箭头(如图 说明:①选不同标度(单位),力的图示线段的长度可不同; ②标度的选取要有利于作图示 高中同步教与学·全新教案(活页) 主体内容 教师活动 学生活动 、力的等效 教师展示马德堡半球实验 教师简要介绍实验. 学生回答 讲解:马德堡半球实验;1654年,在德国的马德堡市,有人做了 个轰动一时的实验.在实验中,把两个空心铜制半球合在一起,抽 去球中的空气后,用两支马队向相反方向拉这两个半球.结果,当两 支马队各增加到8匹马时,才将它们拉开.这就是著名的马德堡半 球实验 教师启发提问:若从将两个半球拉开这个效果看,我们可以用 教师启发提问. 两头大象来代替两支马队,这说明什么问题呢? 答:说明一头大象和8匹马的作用效果相同,即一头大象和8 匹马的力是等效的 学生回答 教师:你们还能举几个有关力等效的例子吗? 举例:提一桶水,一个大人的力等效为两个小孩的力 高中同步教与学·全新教案(活页) 主体内容 教师活动 学生活动 、力的替代 1.怎样的力可以相互替代? 答:如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相 组织学生阅读课文回 学生阅读课文 同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个答 力的合力,另外几个力可以称为这个力的分力.在物理学中,通常从 作用效果相同这一观点出发,根据具体情况进行力的替代,称为力 的合成与分解 2.寻找等效力:若两个力可以和一个力等效替代,那么这一个教师要强调“作用效果 力和这两个力有什么关系呢? 相同 实验步骤: (1)器材的选取:如图1所示的演示仪、弹簧秤、橡皮筋、细绳 钩码若干,印有间隔相等的同心圆的纸足量 组织学生分组实验 D 图1 (2)用两根细绳系着橡皮筋的一端,橡皮筋的另一端固定在仪 器顶端的小钉上,调节器材上的两个滑轮的距离,使之便于操作 3)分别在细绳下悬挂钩码若干,并把细绳置于滑轮上(注意使 橡皮筋、细绳在同一竖直平面上).记录两绳上悬挂钩码的数量和两 绳与纸边的交点C、D.如图2所示 (4)待橡皮筋伸长且稳定后把印有同心圆的纸置于橡皮筋与细 绳的后面,并使同心圆的圆心O和橡皮筋与细绳的结点重合,并用 图钉固定纸 (5)卸去钩码,直接用一个弹簧秤拉细绳(注意使橡皮筋、细绳 弹簧秤在同一竖直平面上),使结点也伸长至圆心O处,记录弹簧秤 的读数和绳与纸边的交点J.如图3所示 (6)取下纸片,作射线OC、OD、OJ,并用力的图示法作出三个力 (力的比例线段以三个矢量的长度都不超出纸边为宜).如图2所示 高中同步教与学·全新教案(活页) 主体内容 教师活动 学生活动 教师要注意学生作图 学生分组实验 的准确性 图3 (7)相邻箭头用虚线相连,构成一个由两个三角形组成的四边形 8)观察这个四边形的特点(若误差不大,这个四边形是平行四 边形,合力在其对角线上) (9)改变砝码的数量,重复上述实验.若有时间,也可改变两滑 轮的距离(即改变两分力的夹角)重复上述实验 说明