力的合成-优质获奖教案

力的合成

【教材分析】

力的合成是人教版物理必修一第三章第4节的内容。在本节内容前学生已经学习了力的概念及力的三要素，掌握了重力、弹力、摩擦力等力的概念，对力有了一定的感性和理性的认识，同时在第一章中已经学习了位移、速度、加速度等矢量，对矢量也有了初步认识。

力的合成又是高中物理中极为重要的一个知识点，同时本节课所学平行四边形定则也是处理矢量运算的一个通则，因此本节课具有承上启下的作用。

【学生学情分析】

高一学生第一次接触矢量运算，而数学中向量的知识还没有涉及，如何让学生对矢量的运算法则有感性的认识，并学会探究一般事物规律的方法是本堂课的重点，也是难点。

在学习这节课之前，学生已经了解如位移、速度、加速度、力等诸多矢量概念，对矢量有初步的认识，知道矢量是既有大小又有方向的物理量，但对矢量性还没有真正意义上的理解，尚未涉及到矢量的运算。本节课将通过师生共同参与的方式，透过认识一般事物规律的基本方法——实验探究法，让学生理解矢量的运算法则——平行四边形定则，并学会简单的运用平行四边形定则处理问题。

【教学目标】

1.知识与能力

（1）理解分力、合力的概念；运用等效替代的思想方法，探究分力与合力的关系。

（2）会用作图法求解两个共点力的合力，并进行知识迁移——将演示实验竖直平面内迁移到学生实验中沿着木板平面。

2.过程与方法

（1）从生活中常见的实例出发，让学生理解等效思想在物理研究中的应用。

（2）通过探究事物规律的一般方法，让学生学会从生活中发现问题、提出猜想、设计实验、寻找规律，同时培养学生的观察能力、实验设计及操作能力、对物理现象的归纳总结的能力，从而有效的提升学生科学素养。

3.情感态度与价值观

（1）通过学生间的交流讨论、合作探究培养学生的合作意识。

（2）实验探究培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度。

【教学重点】

1.等效的思维方法。

2.探究力的合成满足平行四边形定则。

【教学难点】

学生探究实验的设计、操作及数据处理分析。

【教学方法】

探究式教学，引导学生掌握探索新知识、新内容的一般方法。

【课时安排】

1 课时

【教学准备】

1.演示实验器材：水桶，尼龙绳，钩码，力传感器，自制力的合成与分解实验板，细绳，平板电脑等。

2.学生实验器材：弹簧秤2个，三角板，木板，橡皮筋，细绳套，图钉，白纸等。

教学环节教师活动学生活动设计目的

新课引入演示实验1：

两个力量较大的男生用很大

的力互成较大角度艰难的提起水

桶，然后换一个娇小的女生用较小

的力就可以提起水桶。

思考：

比较两种情况异

同点，从而引入课堂教

学内容

让学生理解

等效替代的思想

方法。

提高课堂气

氛，让所有学生都

能参与体会力的

等效作用效果。

新课教学（一）合力、分力、共点力，

力的合成

将学生完成的小实验展现在

投影上，提出等效替代的物理方

法。

讲解：

1.若几个力和一个力的作用效果相

同，这几个力就叫这一个力的分

力，这一个力就叫这几个力的合

力。

2.共点力：作用于物体上同一点，

或者力的作用线相交于同一点的

几个力。

（二）合力与分力的关系

探究一：

同一直线上的两个力的合力

问题1：同一直线上两力同向与反

向两种情况下的合力大小和方

向？

展示ppt

观察与理解：

一个力和两个力

的作用效果相同。

交流讨论：

同一直线上两力

同向与反向两种情况

下的合力？

总结发言：

同向：大小F=F1+F2方

向与任何一个力同向

反向：大小F=|F1-F2|

方向与力大的同向

通过提水桶

这个简单的生活

实例，让学生感知

物理与生活的联

系，进一步体会合

力与分力的作用

效果。

理解解决物

理问题的一般方

法：由简单到复

杂，由特殊到一

般。

演示实验3：教师用DIS系统采集数据，完成任意角度的力的合成，并获得图像，证明规律的普遍性。

总结：平行四边形定则适合所有的矢量运算

完善学生对平行四边形定则的理解与掌握。

从学生用弹簧秤进行实验到用DIS装置——传感器验证，从而使学生感知到规律的可靠性和一般性。（让学生体会到科技发展带来的便利）。

练习运用：

平行四边形定则的应用：作图法

ppt展示：有两个互成直角的共

点力：F1=30N，沿水平方向；

F2=40N，沿竖直方向，请根据平行

四边形定则，分别用计算法和作图

法来求他们的合力。

利用力的图示法

完成PPT上的例题。

利用课堂获

得的规律，解决实

际问题，让学生感

知到探索的成果。

【板书设计】

探究力的合成规律：

实验结论：力的合成遵循平行四边形定则。

【教学设计思路】

本节课采用物理学中重要的一种思想方法——等效替代法来探究合力与分力的关系。整个课堂分为三部分：等效思想的理解、合力与分力关系的探究、平行四边形定则简单应用。

首先用学生实验引入新课，两个力量较大的男生用很大的力互成较大角度艰难的提起水桶，然后换一个娇小的女生用较小的力就可以提起水桶，并以此简单实例引出合力、分力、力的合成等基本概念。所举实例，贴近生活，体现物理与生活实际的联系。其次，在探究合力与分力的关系时，遵循由简单到复杂，从特殊到一般的原则，先讨论在同一直线上两个力的合力，再探究不在同一直线上的两个力的合力，教学方法采用学生交流讨论，教师引导，学生实验探究、归纳总结，从而得出结论。在具体探究互成角度的两个共点力的合成规律时，首先通过演示实验记录力的大小和方向，否定合力大小不等于分力直接相加减，接着通过三组演示实验，引导学生根据记录的数据作出猜想，然后根据提供的实验器材，先设计并汇报实验方案，教师进行适当点评，再由学生进行实验探究来验证猜想，并在小组中交流实验结果，通过不同小组的展示都遵循平行四边形关系，从而得出让学生体会到规律的一般性。最后，再用更加精密的传感器再次验证，从而让学生感知到规律的可靠性、科学探究的严谨性。在学生进行探究实验操作的过程中拍摄下部分图片，分析实验误差原因。第三部分关于力的合成的简单应用，利用学生探究获得的规律，解决实际问题，让学生体会成功的喜悦。整个课堂始终以学生为主体，通过学生的自我探究、教师的引导完成本堂课的内容。