3.3力的等效和替代明确目标知识与技能1．理解合力、分力、力的合成、分解的概念．2.理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代．过程与方法：1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法．2．通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究。情感态度与价值观：1．培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法．2．通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度重点难点重点：让学生知道等效和替代是一种重要的科学思维方法。教学难点：实验探究方案的设计与实施．课型□讲授□习题□复习□讨论□其它教学内容设计师生活动设计一、力的图示力的三要素：大小、方向、作用点。力的作用和三要素都有关系。一根带有箭头的线段把力的三要素表示出来叫力的图示。如图3—1—1所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150N，用力的图示法表示拉力．解析：画力的图示要严格按照以下步骤进行：(1)选定标度．(2)从作用点沿力的方向画一线段，线段长短按选定的标度和力的大小画．线段上加刻度，如图甲所示从O点竖直向上画一段3倍于标度的线段；回顾学生画，教师纠正学生阅读，谈感受(3)在线段终点上加箭头表示力的方向．为了简便也可以照图乙那样不画物体，而用质点来表示物体，画出力F的图示．二、力的等效和替代1、合力、分力：当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力．原来的那几个力叫分力。2、求几个力合力的过程叫做力的合成三、寻找等效力实验步骤：(1)在桌上平放一个方木板，铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好．(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套．(3)用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O.(4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下)．(5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示．(6)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示．(7)探究这三个力的大小及方向的关系．启发学生设计的关键是：两个力共同作用的效果和一个力单独作用效果相同，怎样设计才能够更容易控制两种情况下力的作用效果相同．我们选择的仪器是：方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮筋(两条)、细绳(两条)、刻度尺(或三角板)、图钉(若干，用来固定白纸)师：(同学鼓掌鼓励)刚才这位同学代表他们组说得非常好，我们现在根据同学们自己选择的器材来设计实验方案．首先考虑实验步骤怎样进提出问题学生讨论学生发言教师点评一起完善分组实验针对练习行．师：(提示)在这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么?生1：橡皮筋伸长量相同．生2：除了伸长量相同之外还应该伸长到同一个位置，因为力是矢量，既有大小又有方向．师：刚才第二个同学补充得非常好，一定要考虑到力的矢量性．两次实验中橡皮筋应该伸长到同一个位置才能保证作用效果完全相同．注意事项：①同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是；将两只弹簧秤勾好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧秤与板面平行。②在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差．③画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外．要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力．④在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同．⑤由作图法得到的F和实际测量得到的F’，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F’符合．如图3—4—3所示．小结：合力与分力之间是等效替代的关系作业：P592、3题
