(二)实验探究,寻求规律

两个共点的分力与合力之间有什么样的关系呢?(可结合“泗水拔鼎”的模拟过程和前面学生的提出的问题,提出此问题)

板书  3.研究共点的两力与合力的关系

请同学们在画图板上用弹簧秤拉橡皮筋,观察合力与分力的关系,提出你们的猜想和实验验证的方法。两人一组,相互配合用弹簧秤拉橡皮筋,大多学生都记下合力大小及不同组分力的大小在比较研究,大多猜想集中在分力之和大于合力等力的数值关系;也有提出分力夹角越大,合力越小的定性结论。

请大家看DIS实验演示,从数据中是否有所启发?

DIS实验演示:挂同一重物,改变两个分力的方向,但保持两分力夹角为90度,记录几组两分力大小的数据,发现两分力的平方和不变,引导学生猜想分力与合力的关系。

学生猜想:从数据看好像满足勾股定理。

教师提示:请大家注意力是矢量,不仅有大小还有方向性,我们可以用力的图示来表示力的大小和方向,下面画出合力与分力的图图示,感觉一下看看有没有新的发现。

教师板书演作图过程,学生一起动手作力的图示,寻找力的合成的规律。

部分学生提出:合力好像是以两个分力作平行四边形后的对角线。(有此猜想的学生只是一部分。)

下面我们就用桌上器材再做实验,画出两个分力与合力的图示,找找看是否真有这样的关系。

学生实验:学生利用实验桌上的器材进行实验(约10分钟)。

powerpoint幻灯片显示实验步骤,并强调分力与合力间的等效性。在班中巡视,进行个别辅导和答疑,选择具有代表性的投影出来全班交流评价:

(1)对角线与合力相差不大的,受到大家认同。

(2)对角线与合力偏离较大,大家一起找原因。

(3)对角线与合力完全重合的,大家提出质疑,当场发现有问题,严谨的科学态度受到认同;

 学生找到规律,总结出力的平行四边形定则

板书  4.平行四边形定则

powerpoint幻灯片平行四边形定则:如果用表示两个共点力F1F2的线段为邻边作平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用F1F2所夹的对角线来表示。

(一)情景导入,借境激疑

情景  用powerpoint幻灯片显示汉代石刻画像“泗水拔鼎”情景,配《水经注•泗水》文字记载。疑问:拔鼎真的如此困难吗?

耳听为虚,眼见为实,请同学们自己来试一试!模拟“泗水拔鼎”情景:在中间走廊里放一只大水桶,桶中放着一个30千克的杠铃片,将其系在一根长长的绳子中间,地上事先画出两条红线代表河岸。

学生活动

(1)请两个子较大的男生自告奋勇,站在红线外费很大劲没有拉起杠铃片(力图示见图一),成功模拟了“泗水拔鼎”情景,“为什么拔不起来呢?”的疑问会在同学们心中产生。真的没有办法提起来吗?

(2)再请两位女同学也来试试。鼓励女同学勇敢上来接受挑战,提醒并允许她们站到河中试试,她们缩短绳子提起杠铃片(力图示见图二),同学们都为她俩叫好。

(3)要想一个人提起杠铃片行吗?再请第一次上来过的一个男同学将杠铃片竖直向上提起(力图示见图三)。 

 

(powerpoint幻灯片显示三次“拔鼎”的力的图示)

观察了三组同学“拔鼎”过程,每位同学也可模拟上述三图情景拉桌上钩码进一步加以体验,每位同学不断变换两拉力的夹角,用手指感觉力的大小。

经过这一系列活动后,提示同学注意:上述“拔鼎”的两个力虽然没有作用于杠铃片上的同一点,但它们的作用线却相交于同一点。物理学中称

板书  作用于物体上的同一点,或者力的作用线可以交于一点的力称为共点力

教师接着问同学还有什么想法和问题?

同学们相互交流感受与想法:一个力可以产生与两个力共同作用时一样的效果。

引入课题:其实很多情况下,存在几个力同时作用在一个物体上的情况,我们很想了解怎样用一个力等效地替代这些力共同作用的效果,物理上称这一过程为“力的合成”。

板书  力的合成

两个力拉杠铃片可用一个力拉来

替代,因为它们作用效果相同。

powerpoint幻灯片显示(如图四所示)。

板书  1.合力与分力

powerpoint幻灯片显示小结:几个力的作用效果与一个力的作用效果相同,这一个力就等效为那几个力的合力,那几个力就可看作这一个力的分力。

提问:若用两个弹簧秤拉画图板上橡皮筋,如何用一个弹簧秤完成等效替代?请同学们边做边寻找答案。

学生活动:两个学生做一套实验,有许多组配合好,一同学拉两弹簧秤,另一同学就记下橡皮筋结点所到位置,而后用一弹簧秤将橡皮筋拉到该位置来等效替代。也有许多组不知如何等效替代,在教师辅导下完成。

强调合力与分力作用的等效性,若作用效果不一样不能盲目替代。

板书  2.力的合成与分解

powerpoint幻灯片我们把求几个力的合力的方法叫做力的合成,而把一个力分解成几个分力的方法叫做力的分解。

 0  435776  435784  435790  435794  435800  435802  435806  435812  435814  435820  435826  435830  435832  435836  435842  435844  435850  435854  435856  435860  435862  435866  435868  435870  435871  435872  435874  435875  435876  435878  435880  435884  435886  435890  435892  435896  435902  435904  435910  435914  435916  435920  435926  435932  435934  435940  435944  435946  435952  435956  435962  435970  447090 

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