1、第一节 力的合成从容说课本节重点是力的平行四边形合成定则，难点是用作图法和计算法求合力.无论用图解法或计算法，需先把一个具体的力(物体对物体的作用)抽象为一根有向的线段，然后转化为一个数学问题，这种具体抽象法是物理学中广泛使用的一种研究方法.学习中应认清矢量与标量的根本区别在于它们的运算法则不同，标量的合成是代数加法，矢量的合成是平行四边形定则，是正确理解矢量概念的核心，也是研究以后各章内容的基础.教材分析这一节的内容有着承上启下的作用.矢量是进入高中之后才引进的重要概念之一，是初中知识的扩展和深化.在初中，学生只学习了同一直线上的二力合成，形成了“代数和”运算的思维定势，很难从原有的“图式”
2、中突破出来.因此，平行四边形定则是本节的重点，如何突破思维定势、降低思维难度是本节的难点.1.这节课是在学习了矢量和标量的概念之后，通过力的合成，理解矢量运算的法则.2.力的合成是解决力学问题的基本方法，在学习了力的概念以后，这节课正是对力的应用，同时也是在为以后的学习打基础.学生状态分析1.学生学习过矢量和标量的概念，但对这两个概念的具体区别了解得还不全面.同时，也学习过力的概念，对各种力的特点已有了解，这节课要在此基础上进行应用.2.学生在数学方面已学习过平行四边形和直角三角形的知识，能够理解力的合成的规律.三维目标知识与技能1.区分矢量和标量.2.通过实验探究，理解力的合成.3.理解两个
3、互成角度的共点力的合成遵循平行四边形定则.4.能用力的合成分析解决生活中的实际问题.5.通过实验，培养学生实验、探索、总结规律的能力，应用数学工具处理物理问题的能力，渗透等效思想.过程与方法1.运用已有的知识和方法分析解决实际问题.2.参与实践，培养动手能力.3.培养认真、仔细、实事求是的科学态度.情感态度与价值观1.发展学生对科学的好奇心和求知欲望，培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情.2.通过平行四边形定则的学习，使学生体会到几何图形中的对称美.教学设计教学重点 1.重点：运用平行四边形定则求合力.解决办法：通过演示、学生实验，从实验中归纳出平行四边形定则，并结合数学知识处理具体问题
4、.2.难点：运用数学工具求解物理问题，如何从实验中归纳总结出平行四边形定则.教学难点 1.力的合成是“等效思维”在解决实际问题中的应用，它可将几个同时作用于一个物体上的力用一个力“等效替代” ，使物体受力情况简化.这种“等效替代”是高中物理中常用的研究方法之一.2.求几个力的合力，必须以这几个力同时作用于同一个物体为前提.3.力的三角形法是力的平行四边形法的推论，平行四边形法是一切矢量合成的普遍法则.掌握和运用平行四边形定则是本节课的重点，也是难点.4.疑点:1+12？教具准备 一幅画、一个重物、弹簧秤(学生每两人一组，每组两只)、细线(每组两根)、橡皮筋(每组一条)、木板(每组一块)、白纸(
5、每组一张).课时安排 1 课时教学过程导入新课(教师活动)介绍力平衡的例子：教材 86 页，梵净山的蘑菇石和山西的悬空寺.(设计意图)引起学生的兴趣.推进新课在初中，我们学过“一个力产生的效果，与两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力，求两个力的合力叫做二力的合成.教师活动重物静止放在桌面上，请学生分析重物的受力情况.(设计意图)复习二力平衡的知识.学生活动分析出重物受两个力，两个力大小相等，二力平衡.教师活动给重物加一个向下的力，仍使重物保持静止，请学生分析重物的受力.(设计意图)先给出物体受三个力的情景，复习同一直线上多个力的处理方法，为后面力的合成作过渡.学生活动分析出
6、物体受重力、压力、支持力，三个力作用下物体平衡.教师活动提出问题：当力更多时，怎样应用二力平衡？学生活动得出减少力的个数，将多个力化为两个力.教师活动将一幅画挂在墙上，使画静止，如教材 87 页图 5-3-.请学生分析受力情况.(设计意图)物体受三个不在同一直线的力，由这个情景引发学生思考解决问题的方法力的合成.学生活动分析出物体受三个力和力的方向.可能出现的问题及预案学生这时解释物体平衡可能会出现问题.这时教师提出问题，能否也把问题转化为二力平衡来解决？如果能，应怎样做？学生活动想办法将其中的两个力变为一个力.教师活动进行小结，给出共点力、力的合成的概念.(设计意图)这样的设计是希望让学生更
7、好地理解为什么要用力的合成的方法，什么时候用力的合成.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.教师活动两个不在同一直线上的力要合成为一个力，能否直接进行数值的加减？为什么？(设计意图)通过力的合成加深学生对矢量和标量的认识.学生活动大部分学生会回答：不能.因为力是矢量，有大小、有方向.教师活动那么，怎样用一个力来代替两个力呢，下面请同学们自己通过实验来研究得出结论.(设计意图)让学生自己动手得出结论，使学生更好地理解和掌握规律，同时，也增强学生的动手能力.学生活动自己用实验研究力的合成的规律.可能出现的问题及预案学生可能不知道该怎样
8、做这个实验或是步骤不对. 方法引导1.可以研究橡皮筋的受力，分别用一个弹簧秤和两个弹簧秤施加力，注意怎样保证力是等效的.2.怎样记录并表示力的大小和方向？3.怎样处理数据，总结规律？学生活动做实验，画出力的图示，得出结论.总结：平行四边形定则的内容. (演示)教师精讲将橡皮筋一端固定在 M 点，用互成角度的两个力 F1、F 2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到 O 点；如果我们只用一个力，也可以将橡皮筋的另一端拉到 O 点.如图 5-1-1、图 5-1-2 所示.教师可以给出一些提示：图 5-1-1 图 5-1-2 图 5-1-3一个力 F 产生的效果，与两个力 F1、F 2共同作用产生的效果相同
9、，这个力 F 就叫做那两个力 F1、F 2的合力，而那两个力 F1、F 2就叫这个力 F 的分力.求 F1、F 2两个力的合力 F，也叫做二力的合成.如图 5-1-3 所示.与初中的二力合成不同的是，F 1、F 2不在同一直线上，而是互成角度.这节课我们就来研究互成角度的两个力的合成.板书：第一节 力的合成同一直线上两个力的合力，跟两个力的大小、方向两个因素有关.那么，板书：互成角度的两个力的合力跟两个力的哪些因素有关呢？提问：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？我们通过实验来研究这个问题.首先，应该确定两个分力的大小、方向；再确定合力的大小、方向；然
10、后才能研究合力与两个分力的大小、方向的关系.那么怎样确定两个分力 F1、F 2的大小、方向呢？启发学生回答：用弹簧秤测量分力的大小，分力的方向分别沿细绳方向，即沿所标明的虚线方向.教师精讲弹簧秤的使用在使用弹簧秤测量力的大小时，首先，要观察弹簧秤的零刻度及最小刻度，同时要注意弹簧秤的正确使用及正确的读数方法.确定分力的大小：(边演示边讲解两人如何分工合作)一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，同时用力互成角度地沿规定的方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到 O 点；另一位同学用记号笔分别在相应位置记下两只弹簧秤的读数.这就是分力的大小.注意：拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行.现在，请同学
11、们观察 M 点有没有固定橡皮筋，规定的方向是不是明确，记录用的油笔有没有？用铁夹子将木板固定在桌上.都准备好之后，左边同学拉橡皮筋，右边同学读数并记录数据，测量两个分力的大小，测量完之后请举手！指导学生进行分组实验提问：怎样确定合力 F 的大小、方向呢？引导学生回答：用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向.确定合力的大小和方向：一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置 O，另一位同学用记号笔记下细绳的方向，并在相应位置记下弹簧秤的读数.这就是合力的方向、大小.注意前后两次实验 O 点应该重合.现在，请右边同学拉橡皮筋，左边同学读
12、数并记录数据，确定合力的大小和方向.视察学生实验情况到此为止，我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向.为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来.数据处理(1)用力的图示法分别表示分力及合力：选择适当的标准长度(3 cm长的线段表示 1 N 力)，利用三角板，从 O 点开始，用力的图示法分别表示两个分力及合力的大小、方向.注意标准长度要一致.如图 5-1-4 所示，有向线段 OA、OB、OC 分别表示两个分力及合力.图 5-1-4现在，请同学们用力的图示法将自己测量的分力和合力分别表示出来.提问：分力的大小分别等于多少？
13、合力的大小等于多少？进一步提问：由此看来，互成角度的两个力的合成，不能简单地利用代数方法相加减.那么合力与分力的大小、方向究竟有什么关系呢？同学们仔细看看，O、A、C、B 的位置关系有什么特点？(停顿 20 秒，引导同学猜出)O、A、C、B 好像是一个平行四边形的四个顶点,OC 好像是这个平行四边形的对角线.教师解说：OC 好像是这个平行四边形的对角线，这毕竟是一种猜测，究竟 OC 是不是这个平行四边形的对角线呢？我们可以以OA、OB 为邻边作平行四边形 OACB，看平行四边形的对角线与 OC 是否重合.(2)用两个三角板，以表示两个分力的有向线段 OA、OB 为邻边，用虚线作平行四边形 OA
14、CB.(示范.强调邻边，利用两个三角板作平行四边形)现在请同学们以自己所得的 OA、OB 为邻边，作平行四边形，并连接 OA、OB 之间的对角线.(3)同学操作，教师指导，选出典型，投影讲评.(4)比较平行四边形的对角线和合力，发现对角线与合力很接近.(5)四组同学所得结果都是结论(4)，教师所得实验结果也是结论(4)，那么结论(4)是不是普遍的呢？(6)经过前人们很多次的、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，也就是说，对角线就表示 F1、F 2的合力.可见求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减，而是(可以)用表示两个力的有向线段为
15、邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.这就是平行四边形定则.如图 5-1-5 所示.图 5提问：有没有同学实验结果是对角线与合力相距比较远？有这种情况很正常，一个规律的得出，是由很多人在很长时间里，进行了许多次实验，才总结出来，并要经得起实践检验.因此，一个规律，并不是通过一次实验就能得到的.如果有同学实验结果是对角线与合力相距比较远，不要着急，课下我们一起来看看问题出在哪里.现在我们就用平行四边形定则来求互成角度的两个力的合力.小结：(1)互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形定则.即合力 F 的大小不仅取决于两个分力 F1、F 2的大小，而且取决于两个分力的夹角.现在，就来观察一下合力与分力大小、方向的关系的动态情景.
