精品高一物理必修一的优秀教案.doc
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1、高一物理必修一的优秀教案高一物理必修一的优秀教案1教学准备教学目标一、知识与技能1.理解力的合成和合力的概念。2.掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力。3.要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。二、过程与方法1.学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法。2.培养学生的动手能力、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力。三、情感态度价值观学会应用等效代替和控制变量的思维方法。教学重难点重点:1.通过实例理解分力、合力、力的合成的概念。2.通过实验探索“力的合成”所遵循的法则。难点:“平行四边形定则”的理解。教学过程一、导入新课如图甲,一个人用力F可以把一桶水慢
2、慢地提起,图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一桶水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何?学生:效果是一样的。老师:一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,在实际问题中就可以用这个力来代替那几个力,这就是力的等效代替。这个力就叫做那几个力的合力。求几个已知力的合力的过程叫做力的合成。几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫做共点力。我们这节课就来学习两个共点力的合成。二、新课教学(一)探讨实验方案先用两个力作用在物体的同一点上,使它们产生一定的作用效果,如把橡皮筋一端固定,拉加一端到某一点O,再用一个力作用于同一物体的同一点上,
3、让它产生与第一次的两个力的作用效果相同,即也把橡皮筋拉到点O,记下各个力的大小、方向、画出力的图示,就能研究力之间的关系了。等效代替是物理中常用的一种方法。(二)演示实验:互成角度的二力的合成(请两位同学上讲台帮忙)。(1)把放木板固定在黑板上,用图钉把白纸固定在木块上。(2)用图钉把橡皮条一端固定在A点,结点自然状态在O点,结点上系着细绳,细绳的另一端系着绳套。(3)用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达O点。让学生记下O的位置,用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细纸的方向画线,并分别记下两只弹簧的读数F1和F2。(4)放开弹簧秤,使结点重新回到O点,再用一只弹簧秤,通过细绳
4、把橡皮条的结点拉到O,读出弹簧秤的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F1、F2和F的力的图示。(5)用三角板以F1、F2为邻边利用刻度尺和三角尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,做出合力F的图示。(6)改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。从实验中得出什么结论:合力F不能简单地用F1和F2的代数合表示。证明:利用三角板以力F1和F2为邻边做平行四边形,作出其对角线F,看力F和F是否重合。仔细观察发现,F和F基本重合,在误差范围内,F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。经过前人很多次的、精细的实验,最后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就
5、是说,对角线就表示F1、F2的合力。老师归纳:求两个共点力的合力时,不是简单的将两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段F1和F2为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向,这就是力的平行四边形定则。(三)指导学生进行分组实验观察学生实验情况,数据处理,要求操作的规范,遵从实验结果,尽量把误差减小到最小。要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力,与实际合力对照,相距多远,差距大不大。如果在实验中,对角线与合力相距比较远,那就找一找原因,是否有错误操作,即使操作完全正确,也会有实验误差,也不会完全重合。这种情况很正常,一个规律的得出要很多人在很长时间里,进行许多此实验才
6、总结出来,并不是一次实验就能得到。减小误差的方法:弹簧秤使用前要检查指针是否指在零点;弹簧秤要与木板表面平行。总结:可见互成角度的两个力的合成,不是简单的两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成,只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。(四)实验归纳总结:1.力的合成要遵循平行四边形定则。两个共点力的合力随夹角的变化而变化。夹角为00(作用在同一直线上且方向相同)时:F=F1+F2,F的方向与F1、F2的方向相同。夹角为1800(作用在同一直线上且方向相反)时:
7、F=|F1-F2|,F的方向与两个力中较大的那个力方向相同。两个共点力的合力的大小范围:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|F1-F2|FF1+F2。2.两个大小一定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,夹角越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。3.矢量和标量:即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量运算遵循平行四边形定则。只有大小没有方向的物理量叫标量,标量运算遵循代数运算法则。力既有大小,又有方向,故力是矢量。4.实验归纳法是科学研究的重要方法,要通过提出假设,设计实验,实验研究,数据分析,归纳总结,形成结论。【例题1】大小不变的F1、F2两个共
8、点力的合力为F,则有:A.合力F一定大于任一个分力B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2C.合力有可能小于任一个分力D.合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小。解析:正确答案是BCD我们可以取一些特殊的数值来分析F1、F2的合力变化范围是|F1-F2|FF1+F2若取F1=2N,F2=3N则1NF5N。当F1与F2夹角为180时,合力小于分力。应排除A同时知C正确。B对,由合力的变化范围可知正确。D对,当F1和F2夹角为0时,合力,当F1,F2夹角为180时,合力最小,随着F1、F2夹角增大合力F反而减小。说明:对于一些定性分析的选择题,有时可采用取一些特殊数值的方法来分析,这样可使分析简
9、单、方便。【例题2】运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖直向上,用作图法求解合力F的大小和方向。解:选择某一标度,利用0.5cm的长度表示15N的力,作出力的平行四边形,用刻度尺量出对角线的长度L,利用F=15N即可求出。巩固训练(1)两个力互成30角,大小分别为90N和120N,用作图法求出合力的大小和方向。(2)两个共点力的大小都是60N,两力间的夹角为1200,求这两个力的合力?解法一、图示法。解法二、利用平行四边形法作出力的图示,然后利用几何知识求解。学生讨论会得到:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到
10、把所有的力都合成进去,就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想,所以可以这样合成。(3)两个共点力,当它们同方向时其合力大小为7N,当它们反方向时其合力的大小为1N,问当它们互相垂直时其合力的大小是多少牛?提示:假设F1大于F2,由题意可知:F1+F2=7,F1-F2=1解得:F1=4N,F2=3N然后:方法一、图示法。方法二、先利用平行四边形法则作出力的图示,再利用直角三角形知识求得合力F=5N(4)请同学完成P13的思考与讨论。提问:如果两个分力F1、F2,他们的夹角不定,求其合力的范围。(用作图法)同学们用作图法得到:Fmax=F1+F2(两力夹角为0)Fmin
11、=F1-F2(两力夹角为180,F合于大的方向一致)夹角在0180之间,后介于Fmin与Fmax之间。课后小结这节课主要学习了力的平行四边形定则,要求会用作图法求两共点力的合力。这节课主要掌握利用平行四边形定则,用作图法求两共点力的合力,并且用作图法得出两力夹角不定的情况下,F合取值范围,我们下课后要多动手练习,掌握这种方法。高一物理必修一的优秀教案2教学准备教学目标1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.2.理解牛顿第一定律的内容及意义.3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象.教学重难点1.牛顿第一定律的内容及意义.2.惯性的概念,解释有关的惯性现象.教学过
12、程知识探究一、理想实验的魅力问题设计1.日常生活中,我们有这样的经验:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢?答案不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作用.2.如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的“理想实验的魅力”,思考伽利略是如何由理想实验得出结论的.答案如果没有摩擦阻力,水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去.理想实验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.如果减小第二个斜面的倾斜角度,如图乙所示,小球在
13、这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.要点提炼1.关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.力是维持物体运动的原因.这种错误的观点统治了人们的思维近两千年.(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出):物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持.2.伽利略的理想实验的意义(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即采用“可靠事实+抽象思维+科学推论”的方法_了亚里士
14、多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系.(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.二、牛顿物理学的基石惯性定律1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系.说明了物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.说明力是改变物体运动状态的原因.(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.3.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化,有以下三种情况:(1)速度的方向不变,只有大小改变.(物体做直线运动)(2)速度的大小不变,只有方向改变.(物体做曲线
15、运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)三、惯性与质量问题设计坐在公共汽车里的人,当汽车突然启动时,有什么感觉?当运动的汽车突然停止时,又有什么感觉?解释上述现象.答案当汽车突然启动时,人身体后倾.当汽车突然停止时,人身体前倾.这是因为人具有惯性,原来人和车一起保持静止状态,当车突然启动时,人的身体下部随车运动了,但上部由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾;原来人和车一起运动,当车突然停止时,人的身体下部随车停止了,但上部由于惯性保持原来的运动状态,故向前倾.要点提炼1.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫惯性
16、定律.2.惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度,质量越大,惯性越大.3.惯性与力无关(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的.(2)力是改变物体运动状态的原因.惯性是维持物体运动状态的原因.4.惯性的表现(1)不受力时,惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,有“惰性”的意思.(2)受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.延伸思考人能推动冰面上的重箱子,用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重
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