资源简介

第4节 同一直线上二力的合成
教材分析
一、课标分析
1.理解合力、分力的概念。
2.知道同一直线上二力的合成规律。
二、内容和地位分析
“同一直线上二力的合成” 是八年级下册《运动和力》这一章节的重要内容。它既是对前面所学力的基本概念、牛顿第一定律等知识的深化和应用，又为后续学习平衡力、多力合成以及复杂的力学问题奠定了基础。教材首先引入合力与分力的概念，通过生活中的实例，如两个小孩共同提水桶与一个大人提水桶效果相同，让学生直观地感受合力与分力的等效替代关系。教材中还安排了一些实验探究和思考讨论的环节，如探究同一直线上两个力的合力与分力的关系，引导学生通过实验观察和数据分析得出结论，培养学生的科学探究能力和思维能力。
学情分析
学生在之前的学习中已经掌握了力的基本概念，如力的三要素、力的作用效果等。对牛顿第一定律也有了一定的了解，知道物体在不受力或受平衡力时的运动状态。八年级学生已经具备了一定的观察能力和分析问题的能力，但对于较为抽象的物理概念和规律的理解还存在一定困难。在实验操作方面，有了一定的动手能力，但在实验设计、数据处理和结论归纳等方面还需要进一步培养和提高。
教学目标
1.通过实验探究和演示实验，直观地感受力的合成效果，从而理解合力与分力的概念。
2.能够理解不同的力作用于同一物体可能产生相同的效果，深化对力的作用效果的理解。
3.通过小组讨论和分析，及对实例的分析和计算，掌握同一直线上二力的合成规律，构建关于力的合成与分解的基本物理观念。
核心素养
1.通过实验探究，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，尊重实验数据和结果。
2.让学生认识到物理学在生活中的广泛应用，激发学生对科学的兴趣和责任感，培养学生运用所学知识解决实际问题的意识和能力。
重点难点
重点：1.理解合力与分力的概念，明确它们是从作用效果相同的角度进行定义的。
2.掌握同一直线上二力合成的规律，包括方向相同和方向相反两种情况。
难点：1.对合力概念的理解，学生容易将合力与分力简单地相加或相减，而忽略了力的方向。
2.运用二力合成规律解决实际问题，需要学生具备较强的逻辑思维和分析能力。
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节一：导入新课 学生活动引入新课。 提出生活中经常遇到的问题：学校大扫除打扫卫生，小红想要移动较重的讲台桌，可是自己一个人根本办不到，请大家帮她想想办法？ 【学生活动1】请两个力气较小的女生把讲桌搬到教室外。 【问】能否一个人把讲桌搬回来？(请力气大的一个男生来搬) 【提问】两次力的作用效果一样吗？ 【总结】一个男生的力等同于两个女生的合力。 【学生活动2】两个学生抬一桶水和一个学生提一桶水。 积极思考，课前设疑，让学生对生活中常见的问题提出解决思路和方法。 学生边观察边分析。 提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。
环节二：力的合成 这种现象与我们今天要学习的内容“同一直线上的二力合成”有关。 两个小孩共同提起一桶水，可以使水桶保持静止状态;一个大人单独提起同一桶水，也能使水桶保持静止状态。看起来，一个大人和两个小孩施加在水桶上的力，产生的作用效果是相同的。 通过分析建构概念：如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。 分析总结：一名男同学对课桌和水桶的力，使这些物体都受到了一个力的作用，称为合力，而两个人对课桌和水桶的力都是两个力的作用，则为分力，在作用效果都是相同的前提下，可以用一个合力来替代几个分力，这就叫力的合成。 初中阶段我们只探究同一直线上二力的合成。 学生边观察边分析， 它们都具有相同的作用效果 学生分析：在力的作用效果相同的前提下，合力可以替代几个分力，这便是等效替代法。 老师引导学生总结概念，合力和力的合成。 通过建构概念，引导学生学会物理研究的方法。
环节三：同一直线上二力的合成 提出问题：作用效果相同时，合力与分力之间有什么关系呢？ 设计实验：（1）将橡皮筋一端固定，另一端与小圆环相连。把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿水平方向向右拉橡皮筋，将小圆环拉至O点，标记下此时小圆环的位置，并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。 （2）只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环再次拉到O点，记下弹簧测力计的示数F合。 沿同一直线，方向相同的二力的合成 （3）用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋，标记下此时小圆环的位置O＇，并记下两个弹簧测力计的示数F1＇、F2＇。 （4）再用一个弹簧测力计将小圆环拉到O＇点，记下弹簧测力计的示数F合＇。 沿同一直线，且方向相反的二力的合成 小组进行展示实验结果。 总结结论：大量实验研究表明，同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同;如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力方向一致。 学以致用：1.已知两个力F1＝30 N、F2=50 N，作用在同一直线上，则这两个力的合力可能为多少？ 解：若两个力的方向相同，则合力为20 N+30 N=50 N；若两个力的方向相反，则合力为30 N-20 N=10 N。 2.已知两个力作用在同一直线上，且F1＝100 N水平向东，合力F=150 N，请分析另一个分力F2的大小与方向？ 解：若两个力的方向相同，则分力F2= F-F1=150 N-100 N=50 N，方向水平向东；若两个力的方向相反，则分力F2=F+F1= 150 N+100 N=250 N，方向水平向西。 3.一个皮球重约5 N,在空气中运动时受到1 N恒定不变的阻力。则： （1）当竖直向上抛出皮球，皮球在 上升过程中所受到的合力为多大？ （2）当抛出的皮球上升到最高点后，下落过程中所受到的合力为多大？ 解：（1）对皮球进行受力分析，皮球上升过程中，受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，皮球所受合力F合=G+f=5 N +1 N=6 N。 （2）对皮球进行受力分析，皮球下落过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，皮球所受合力F合=G-f=5 N-1 N= 4 N。 学生边进行实验，边总结。 学生说明实验现象并解释原因。 结论：沿同一方向作用的两个力，合力大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与两个分力的方向相同。公式表达为 F合=F1 + F2。 沿同相反方向作用的两个力，合力大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向相同。公式表达为F合=│F1 -F2│。 学生交流讨论、回答问题。 练习设计实验，培养实验基本技能。 提高学生分析实验数据，归纳总结实验结论的能力。 巩固新知，学以致用。
板书设计 第4节 同一直线上二力的合成 1.合力和分力：几个力共同作用在一个物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力称为那几个力的合力。那几个力称为这个力的分力。 2.合力的大小 （1）同一直线上方向相同的两个力，它们的合力大小等于两个分力的大小之和，方向与分力方向相同。 （2）同一直线上方向相反的两个力，它们的合力大小等于两个分力的大小之差，方向与其中较大的分力方向相同。
课堂练习
课堂小结 本节课你学到了什么？有哪些收获呢？
作业布置 “练习与应用”第1~5题。
教学反思

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