《力的等效和替代》教案2.docVIP

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力的等效和替代

教学目标

（1）了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图.

（2）理解力的合成与分解本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代.

教学重点：探究合力与分力的关系。

教学难点：探究合力与分力的关系。

教学用具：弹簧秤、刻度尺等。

课时安排

1课时

教学过程

[引入新课]

师：通常物体都会受到多个力的作用，许多情况下这些力的作用可以与某个力作用产生同样的效果。例如，一辆小汽车陷进了泥坑，需要十几个人连推带拉才能把它从泥坑中拉出来，如果用另一辆汽车用绳子牵一下，就可以把它从泥坑中拉出来，这时一辆汽车的牵引和十几个人的作用力是怎能样的关系呢？

生：是等效的。

师：人们在实践中认识到了力的等效性，逐步找到了力之间相互等效替代的规律，今天我们就要来共同探讨一个新的课题——力的等效和替代。

[新课教学]

1、力的图示

师：力是有大小的，力的大小用什么来测量？在国际单位制中，力的单位是什么？符号是什么？

生：力的大小用测力计来测量，力的单位为牛顿，符号为N。

师：仅说一个力多大(是多少N)能不能完整地表达了这个力？

生：不能。

师：该如何进行描述呢？

生：包括力的大小、力的方向和力的作用点。

师：怎样来表示力呢？

生：思考、讨论并总结“

方法一：可以用语言把一个力的大小、方向和作用点叙述出来；

方法二：可以用力的图示法来表示力；

方法三：可以用力的示意图来表示力。

师：具体如何用力的图示来表示力呢？

生：力的图示。为了形象地表达一个力，可以用一条带箭头的线段(有向线段)来表示：

线段的长短表示力的大小；箭头指向表示力的方向；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)。

例1(教师做)：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的图示。

步骤：选一标度(依题而定其大小)：如用1cm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)，然后画上箭头(图1)：

例2(学生做)：作出下列力的图示：(可同时出三个题，全班分三组，每组做一个题，并分别选一个学生在黑板上做。)

①物体受250N的重力。

②用细线拴一个物体，并用400N的力竖直上提物体。

③水平向左踢足球，用力大小为1000N。

答案：

说明：①选不同标度(单位)，力的图示线段的长短可不同；

②标度的选取要有利于作图示。

师：上述三例的受力物体和施力物体分别是什么？

生：①分别为物体和地球；②物体和细线；③脚和球。

师：回忆初中所学过的知识。力的作用效果是什么？

生：力的作用效果是使物体发生形变；改变物体的运动状态。

(可利用已有的弹簧秤等演示，总结上述两方面效果。)

今后我们将定量地研究力的作用效果。

教师小结：力不但有大小，而且有方向。大小、方向和作用点常称为力的三要素。

力的图示是形象地表述一个力的方法，不要忘记定标度。力的图示要正确反映力的三要素。

2、力的等效

教师介绍马德堡半球实验：1654年，在德国的马德堡市，有人做了一个轰动一时的实验。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。

师：如果用两头大象来代替两支马队，这两个半球也能被拉开。这说明了什么？

生：说明了从力的作用效果上看，一头大象的拉力与8匹马的拉力是相同的。

讨论与交流

两个小孩共同提起一桶水和一个大人单独提起一桶水，效果相同吗？

参考答案：相同。

3、力的替代

师：已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为2N、3N，如果F1、F2的方向相同，那以它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？

生：5N，方向与F1、F2的方向相同。

师：如果F1、F2的方向相反，那么它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？

生：1N，方向与较大的那个力的方向相同。

师：同一直线上两个力的合力，与两个力的大小、方向两个因素有关。这就是初中所学的“同一直线上二力的合成。”在现实生活中，有这样的例子：两位同学沿不同方向共同用力提住一袋土石，解放军战士一人也能提住同一袋土石。

学生阅读课文总结得出：

如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，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。

实验探究1

寻找等效力

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〖实验步骤〗

（1）器材的选取：如图所示的演示仪、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.

（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