1、1人教版力的合成一节教学设计一、教材分析力的合成是人教版物理必修 I 第三章第四节的内容。在学习本节课之前学生已经学习了重力、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、加速度矢量，对矢量有了一定的知识储备。同时力的合成又是高中物理中极为重要的一个知识点，以后学习牛顿定律和动量、冲量等知识时对物体的受力分析是很重要的地方。同时本节课所学平行四边形定则也是处理矢量的一个通则，因此本节课为以后运动的合成与分解、动量、冲量、动能定理等内容打下了坚实的基础，具有承上启下的作用。二、学生学情分析课堂学生苏北县城一所非县中的四星级高中学生，学生基础普遍比较薄
2、弱，矢量运算是高中学生新接触的概念，如何让学生在以前学习基础之上接受本节课内容是一个难点。在很节课之前学生已经学习了位移、速度、加速度以及力的概念，初步接触了矢量的概念，但对矢量方向性的理解还仅停留在表面上，不够深刻。本节课应着重让学生通过实验探究来体验矢量运算并非简单算术相加减，而是遵循一种全新的运算法则：平行四边形定则。要注意多加强对学生的思维的引导，通过精心设计的实验让学生体验这种全新的运算。通过做图法让学生实际练习并初步学会运用平行四边形定则求合力。另外，该实验还需要同学间的相互合作才能完成，这也能让学生体验到同学间互相帮助、合作的重要性。三、教学目标1.知识与能力（1）掌握合力与分力
3、的概念力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律；初步运用力的平行四边形定则求解力的合成（2）会用作图法求解两个共点力的合力，并能利用平行四边形定则求解多力合成问题。2.过程与方法（1）能够通过实验探究归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则（2）培养设计实验、观察实验、探索规律、归纳总结的研究问题的能力。3.情感态度与价值观（1）体会逻辑思维和实验相结合研究问题的巨大作用，并由此体会到科学研究的乐趣。（2）体会科学研究中与他人合作、交流的重要性和必要性。 四、教学重点1.合力与分力的关系。2得出平行四边形定则的实验过程。3平行四边形定则的应用。五、教学难点如何引导学生自己完成实
4、验，并得出力的合成满足平行四边形定则这一结论。六、教学方法探究式教学，引导学生探索新知识、新内容。七、课时安排 1 课时八、教学准备多媒体与课件、力的合成实验仪器 25 套（其中包括弹簧秤 2 个，木板 1 块，橡皮筋 1条，细绳套三段，图钉 5 个，白纸 1 张，刻度尺、三角板）2九、教学过程教学环节 教师活动 学生活动 设计目的新课引入新课教学探究力的合成规律让学生简述曹冲称象的故事，并思考：用石头代替大象，这体现了一中什么样的思想方法呢？演示实验 1：在黑板上方固定一橡皮筋，橡皮筋的下方系两个细绳套，先让两个共同拉橡皮筋，记下橡皮筋伸长后结点的位置，然后再让一位同学拉橡皮筋使其结点至同样
5、的位置，请思考：这个实验中体现了一中什么样的思想方法呢？提出问题：能否用一个力来等效替代多个力的作用？演示实验 2：用三根细线重复演示实验 1 过程引入合力与分力概念：板书：合力与分力：如果一个力 F 和其它几个力的作用效果相同，则称 F 为那几个力的合力，而那几个力称为 F 的分力根据分力与合力引出力的合成的概念：力的合成：求几个力的合力的过程称为力的合成提出问题：力的合成满足什么规律（多媒体演示）从简单入手二力合成：提问：同一直线上力的合成满足什么规律呢？提问：物体受力往往不在同一直线上，此时满足什么样的规律？还是不是简单相加减？探究前的准备：探究过程中应该注意的问题，包括怎么来体现合力与
6、分力的等效（多媒体演示）看看我们为大家提供了哪些器材。器材（其中包括弹簧秤 2 个，木板 1 块，橡皮筋 1 条，细绳套三段，图钉 5 个，白纸 1 张，刻度尺、三角板）请大家结合第一个问题，初步给出实验设计思路。思考讨论 1 分钟。1.研究对象是谁？如何得到合力 F 与分力 F1、 F2？如何保证 F 与 F1、 F2 的作用效果是相同的？思考以前学习过的物理知识，利用已有的知识储备理解等效替代思想的应用思考并参与实验活动紧跟老师思维，总结可以用一个力等效替代两个力，是一种等效替代的关系体会并理解根据合力与分力的概念理解什么是力的合成在前面内容指引下提出问题，并思考如何解决此问题回答老师提问
7、：同向直接相加，方向为二分力方向反向为二力之差的绝对值，方向和大者相同思考应该满足怎么样的规律体会老师所说问题，并将其与实验探究联系起来，促进实验的顺利进行动手操作，探究所提问题学生可能的方案方案 1：图中 F1、 F2 沿着 F 方向的长度之和即为 F 的大小。 （学生未引导学生理解等效替代让学生深一步体会合力与分力的定义的前提：作用效果相同给出板书，强调重要性促进学生对力的合成的概念的理解解决简单的二力合成的规律问题，并为下一步探究做铺垫提出探究问题帮助学生理解3内容讲授2.实验过程中需要记录哪些数据？（方向如何记录） 。如何准确直观的描述力的大小和方向？复习：力的图示画法3.实验应该注意
8、哪些问题？1）同一次实验橡皮条的结点要拉到同一个位置（保证了大小、方向相同，实现前后两次作用的等效）两个分力取多大的夹角？都可以。大致取 60-120。2）要记录结点的位置用力的图示描述力的大小和方向，要在实验过程中记录力的方向（学生思考） 。结合初中所学的两点确定一条直线的规律，沿着细绳套点两个点，其连线方向就是力的方向。3）弹簧秤要校零，读数时正视刻度，应使拉力沿着弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套要与纸面平行，同一次实验橡皮条的结点必须拉到同一个位置，选择适当的标度作力的图示，所作的图不宜过小和过大。下面大家就根据我们刚刚所提示的通过实验得到这 3 个力，并用图示表示出来，然后寻找他
9、们的关系。也就是通过怎样的处理可以将 F1 和F2 合成得到 F。4.分组实验、收集实验数据根据设计好的实验方案学生分组实验，老师巡回指导及时发现问题并加以指导解决。要求学生在纸上利用力的图示法同时做出合力与分力。5.分析与论证观察所得的力的图示，再次猜测 F与 F1、F2 之间可能遵循的规律。教师参与学生的猜想和讨论，适当的给出提示：平面几何问题辅助线是一个重要的研究、分析问题的手段。 （虚线作辅助线） ，提示学生根据所构建的几何图形建立合力与分力之间的关系。6.形成结论必能得出这样的方法，如果有，则可以适当引导，点出这是后面力的分解里面常用的方法。同时，如果事先并不知道合力的方向，那么将无
10、法做垂线，因此该思路有局限性。 ）方案 2：把合力、分力连在同一个四边形中，合力为四边形的一条对角线。引导学生猜想这是一个怎样的四边形。教师可以有目的的先展示作图规范误差小的学生作品，通过引导得出这应该是一个平行四边形，并演示验证到底是不是平行四边形。 （也可以让学生以两个分力为邻边做出平行四边形，比较用平行四边形得到的对角线与实际合力的误差）事实上是存在误差的，在这里要体现出科学的实验思想，指出结论的得出不是一次两次的实验就能完成的，需要经过大量的实验以及事实的检验，最终才能确定结论。 （为配合可以再有目的的展示不标准的学生作品）展示探究结果，总结探究过程中遇到的问题及解决方案仔细体会，与自
11、己所得结论比较，补充自己所得结论的不足实验探究过程中的等效思想及探究实验的设计加深学生对力的合成规律的理解，体验科学探究过程，学会科学探究方法，培养团结协作的精神培养学生表达能力及总结归纳的能力完善学生对力的合成的平行四边形定则的理解与掌握对力的平行四边形作进一步扩展4课堂练习课堂小结平行四边形定则以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表的合力的大小和方向。总结规律：板书：力的平行四边形定则：二力合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，则两个邻边所夹对角线即表示合力的大小和方向提问：知道了二力合成，如果物体受到多个力的作用该如何处理？对学生的回答做以归纳
12、提问：用两个绳子对桌子上的木棒施加两个力，该如何合成？共点力：如果物体受到两个或者多个力的作用，这些力共同作用于同一点（或者延长线或者反向延长线交与一点）这样的一组力成为共点力。平行四边形定则适用条件：共点力说明：平行四边形定则不仅可以用来求解两个分力的合力，同样适合于位移、速度、加速度等矢量的合成，是矢量运算的基本法则。给出共点力概念：共点力：物体受到多个力作用，如果这几个力作用于同一点或者虽不在同一点，但他们的延长线交于一点，称这些力为共点力，否则就不是共点力【例题】力F 145N, 方向水平向右.力F260N,方向竖直向上,用作图法求解合力 F 的大小和方向. （教师要在黑板上板演示为学
13、生做好示范）解法一、图示法：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。问：5.0L还有其它解法吗？解法二、利用平行四边形法作出力示，然后利用几何知识求解。针对训练 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。根据自己经验与知识储备，结合本节课内容回答老师问题体会共点力的特点利用本节课所学知识解决练习题学生完成针对训练加以展示生完成总结形成知识体系引出下一知识点：共点力让学生体会平行四边形的使用条件加深对课堂内容的理解，会对所学知识加以迁移和应用对课堂内容形成知识体系5总结本节课的内容：十、板书设计力的合成6一、概念二、运算法则 共线： 同向 F=F1+F2 反向 F=| F1-F2|不共线：平行四边形定则 十一、作业1、P 64 1、2合力 分力等效替代F1F2 F
