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力的合成——教學設計
作為一名無私奉獻的老師，常常要寫一份優(yōu)秀的教學設計，借助教學設計可以促進我們快速成長，使教學工作更加科學化。一份好的教學設計是什么樣子的呢？以下是小編整理的力的合成——教學設計，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
力的合成——教學設計1
指導思想與理論依據(jù)
本節(jié)教學根據(jù)課程的三維目標要求，突出培養(yǎng)學生實驗探究能力，把本節(jié)課設計為實驗探究式教學方式。在完成認知的過程中，通過提水桶實例感悟身邊的物理學，通過實驗探究發(fā)展學生的好奇心與求知欲，培養(yǎng)科學探索興趣，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、實事求是的科學態(tài)度與科學精神。
教學背景
（一）本節(jié)教材分析
在學生了解力的概念和常見力的基礎上，研究多個力的合力問題，它是前幾節(jié)內容的深化，依據(jù)等效思想給出合力與分力概念，并通過實驗探究推理歸納出矢量運算普遍遵守的法則——平行四邊形定則，使學生對矢量和標量認識得以完善。矢量運算始終貫穿在高中物理知識內容的全過程中，具有基礎性和預備性為以后學習速度、加速度、位移、動量等矢量運算奠定了基礎因此，本節(jié)內容具有承上啟下的作用
�。ǘ⿲W情分析
本節(jié)教學設計面對普通班高中學生，此層次學生認識興趣極低，基本上沒有學習動機。他們在初中物理中，學習了同一直線上力的合成，“代數(shù)和”的運算在學生頭腦中已成定勢，通過實驗探究感知力的合成定則，力爭突破原有思維定勢。
�。ㄈ┙虒W方法實驗探索法、歸納分析法
�。ㄋ模┙虒W資源
多媒體課件、電腦及投影儀、方木板1塊、彈簧秤2個、橡皮筋1條，20 cm細線1條（兩端打好套）、白紙1張、圖釘幾個、三角板一對、刻度尺（學生探究實驗用），杠鈴片，繩子（演示實驗用）
教學流程：
1、復習初中同一直線上兩個力的合成。
2、生活中并不都是同一直線上兩個力合成，提水桶的實例引入新課，由提水桶實例感悟分力合力，提出探究問題
3、學生猜想并設計探究實驗4、實驗探究力的合成方法
5、得出四邊形定則，圖示法的應用6、探究合力大小與分力關系
7、共點力概念及說明能形成共點力的條件8、學習效果反饋（課后作業(yè)完成情況）
教學目標：
一、知識與技能
1、感悟合力與分力，領會等效替代思想
2、學會設計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結出共點力合成定則。會用作圖法求共點力的合力，歸納合力的大小與分力大小關系
3、培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力、推理想象能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力
二、過程與方法
1、通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力，領會等效替代思想通過實驗探究歸納共點合成定則。
2、通過運用平行四邊形定則作圖歸納合力的大小與分力大小關系。
三、情感態(tài)度與價值觀
1、通過處理實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。
2、通過靈活地運用科學方法來研究問題、解決問題、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
3、通過經歷實驗探索過程，體驗物理學研究問題的思想方法，激發(fā)學習興趣
教學重點
通過實驗探索“力的合成”所遵循的定則
教學難點
1、實驗數(shù)據(jù)推理獲得“平行四邊形定則”
2、合力大小與分力關系課時安排1課時教學過程
一、引入新課
學生觀看生活現(xiàn)象：請兩位同學親歷體驗提水桶。
1、請兩位同學分別單手提水桶。說出你的感受。
2、請兩位同學共同單手提水桶。說出你的感受。
3、請思考：比較一下兩個人拉開些點距離提水桶省力還是靠近些距離提水桶省力？
上述物理情景中蘊含怎樣的知識，你能用科學的語言概括它嗎?
本節(jié)課我們從此現(xiàn)象出發(fā)來學習有關力的合成知識（從生活走進物理，激發(fā)興趣）
二、新課教學
復習：初中所學同一直線上二力合成的方法，完成課本P62思考與討論
生活中并不都是兩個力合成時是在同一直線上，展示例子。
�。ㄒ唬⒑狭εc分力
學生繼續(xù)觀看生活中提水桶的實例，讓兩男生，兩女生，一個男生分別拉繩提杠鈴片，
體會并感受，從物理學的角度談自己的感悟，通過教師的啟發(fā)完成以下知識的學習（培養(yǎng)觀察、想象、語言表達能力）
1、前面兩種提水桶的情景和后面三種拉繩子提杠鈴片的情景中力的作用效果怎樣？
�。ù穑鹤饔眯Ч嗤�
2、誰是誰的合力，誰是誰的分力？
(答：F是F1、F2的合力, F1、F2是F的分力)
3、從力的作用效果看合力與分力關系？
�。ù穑旱刃娲�
4、F是F1、F2的合力，那F與F1、F2大小關系怎樣？（引入下個問題）
�。ǘ┝Φ暮铣桑�
1、學生回答下列問題（檢查預習情況）
�。�1）、什么叫力的合成？
（答：求幾個力的合力的過程，叫力的合成）
（2）、什么是共點力？
�。ù穑喝绻麕讉�力都作用在物體上的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力）
（3）、猜想F與F1、F2的關系（學生可能在上一環(huán)境感悟中說出），設計怎樣的實驗驗證你的猜想？
2、本節(jié)實驗方案：用一條橡皮條代替水桶，用兩支彈簧秤互成角度地把它拉長X，讀數(shù)F1、F2為兩個已知分力的大小,并記錄兩個分力方向，再用一支彈簧秤把橡皮條拉長到同一點，讀數(shù)為合力F大�。▋纱瘟Φ淖饔眯Ч嗤�，記錄方向。畫出各個力的圖示，就能研究出力F與力F
1、F2的關系
�。▽W生也可能提出其他方案）
3、一個同學到前面和老師一起演示，其他同學觀看實驗操作步驟。（也可以通過看視頻學習如何進行實驗操作）
4、投影實驗操作步驟及注意事項
實驗操作步驟：
（1）用圖釘把白紙釘在方木板上
�。�2）用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套
�。�3）用兩只彈簧秤分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，將結點拉到某一位置O，用鉛筆記下O點的位置及此時兩條細繩套的方向，記錄兩彈簧秤的示數(shù)
�。�4）用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細繩方向畫直線，按選定的標度作出F1、F2的圖示。
�。�5）用一只彈簧秤鉤住細繩套，把橡皮條的結點拉到同樣的位置O，記下彈簧秤的讀數(shù)F和細繩的方向，按選定的標度沿記錄的方向作拉力F的圖示為了減少誤差，實驗時要注意：
�。�1）正確選取彈簧秤先將彈簧秤調零，再將兩只彈簧秤鉤好后對拉，若兩秤在拉的過程中，讀數(shù)相同，則可選；若不同，應另選，直至相同為止
�。�2）拉動時，彈簧秤應保持與木板平行，在不超過彈性限度的條件下，應使拉力盡量大一些
(3)實驗中兩分力F1、F2的夾角不要取的太大
(4)在同一次實驗中，橡皮條拉長的結點O位置一定要相同
(5)讀數(shù)時要正視，按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄
(6)作圖時，應選定恰當?shù)臉硕�，盡量把圖畫大些，但也不能畫出紙外。
5、實驗數(shù)據(jù)分析猜想：（想象、推理能力培養(yǎng)）
�。�1）合力F是否能用F1、F2的代數(shù)和表示？（觀察并計算）
�。�2）用虛線連接F1、F2及力F的末端點并觀察圖示，有什么發(fā)現(xiàn)？(方法提示)
（3）利用三角板以力F1、F2為鄰邊做平行四邊形，畫出其對角線F′，看力F、F′是否重合？
�。�4）若沒有實驗誤差F′和F應該怎樣即實驗結論：（邏輯推理、想象）
6、學生實驗探究，教師答疑。
7、學生交流，展示探究結論：
力的平行四邊形定則：求兩個共點力的合力時，可分別用表示這兩個力的有向線段F1和F2為鄰邊做平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就是合力F的大小和方向，這就是平行四邊形定則
力的合成平行四邊形定則適用于共點力的合成。
�。ㄈ┻\用平行四邊形定則求合力。理論知識具體應用、并發(fā)現(xiàn)規(guī)律
【例】已知共點力F1=4 N，F(xiàn)2=3 N，用作圖法求出θ=30°，90°，120°時合力F的大小歸納當兩個分力夾角變大時，合力大小的變化情況
學生畫圖并展示學生作品，交流成果。
【教師】通過課件演示當分力F1、F2一定時，夾角θ在0~180°之間發(fā)生變化時，合力F
的`大小變化情況
�。ńo學生感性認識，強化以下規(guī)律）歸納：合力的大小與分力大小關系
夾角θ越大，合力就越小合力最小值為F1-F2同一直線方向相反合力最大值為
F1+F2同一直線方向相同合力F的取值范圍|F1-F2|≤F≤F1+F2合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力
�。ㄈ┬〗Y（首先由學生總結本節(jié)學到哪些知識）
通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力，知道等效代替是物理中研究問題的一種方法求互成角度的二力的合力的方法——力的平行四邊形定則
知道合力的大小與分力大小關系|F1-F2|≤F≤F1+F2
�。ㄋ模┱n堂學習效果反饋
完成導學案[達標演練，小組討論]
板書設計
課題
力的合成
一、合力與分力的效果
等效替代
二、互成角度的兩個力合成的方法
平行四邊形定則
三、合力與分力大小關系|F1-F2|≤F≤F1+F2附：
課前預習：
1、通過怎樣的實例來說明合力與分力，互為等效替代關系。
2、什么叫力的合成？什么叫共點力？
1、你想設計怎樣的實驗歸納出力的合成方法？
2、在實驗中用什么方法找出分力F
1、F2及合力F?怎樣使分力F
1、F2的作用效果與合力F的作用效果相同？
3、在實驗過程中需要記錄哪些實驗數(shù)據(jù)，怎樣描述力的大小和方向？
4、你是怎樣通過猜想及推理歸納出力的合成法則？
教學設計說明：
我所任教的學生是本校民語部高一年級學生當中學習成績屬于中等的的學生。學生的特點是基礎差，底子薄，多數(shù)學生對學習物理感到壓力，沒有學習興趣。根據(jù)學生現(xiàn)狀，在教學過程中努力落實新課程的三維目標，盡力培養(yǎng)和提高學生的科學素養(yǎng)。
通過以下一些途徑力爭完成教學目標。
課前安排預習，在學習本節(jié)之前的一節(jié)課，把本節(jié)的教學內容，通過學案的形式，給學生預習，思考，留作業(yè)；督促學生在課前先自學，初步了解本節(jié)內容。如何根據(jù)等效替代的思想設計實驗，實驗需要的器材，實驗步驟等先有所了解。
在教學過程中，通過生活實例引入新課，體現(xiàn)物理學來源生活，回歸于生活；而且是學生身邊發(fā)生的事，激發(fā)學生的學習興趣，使他們想學。
突出物理學的實驗特色。學生對實驗比較感興趣，但他們不懂得怎樣通過實驗探究問題，所以在教學中先給學生演示一遍實驗操作過程，告訴他們實驗中要注意的事項。告訴他們對獲得的實驗數(shù)據(jù)如何推理，猜想，如果沒有實驗誤差的話，應該怎樣？培養(yǎng)和提高學生的實驗探究能力，使之了解科學家研究問題的思想方法，力爭通過此過程提高學生的科學素養(yǎng)。
每一步知識學習都按著循序漸進，逐步完善過程，所以把已知三個分力求合力問題當作思考題留給學生，本節(jié)重點培養(yǎng)學生的實驗探究能力。
力的合成——教學設計2
【教學目標】
1知識與技能
（1）能夠從力的“效果”角度理解合力與分力的概念；
�。�2）掌握力的平行四邊形定則，知道它是合成力的基本定則，學會初步運用平行四邊形定則求合力；
�。�3）會用作圖法求解兩個共點力的合力；并能意識到其合力隨夾角是變化的。
2過程與方法
（1）能夠通過實驗探究歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則；
�。�2）體會等效代替的思想方法，參與實驗探究過程，培養(yǎng)學生動手操作能力和協(xié)作能力；
�。�3）培養(yǎng)學生設計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律以及歸納總結問題的能力。
3情感、態(tài)度與價值觀
（1）培養(yǎng)學生的物理思維能力和科學研究的態(tài)度。
（2）培養(yǎng)學生熱愛生活、事實求是的科學態(tài)度，激發(fā)學生探索與創(chuàng)新的意識。
（3）培養(yǎng)學生合作、交流、互助的精神。
�。�4）讓學生樹立科學探究中大膽猜測，嚴謹求證的科學思想。
【重點難點】
重點：滲透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)與深刻的理解。
難點：①實驗的設計；②平行四邊形關系的發(fā)現(xiàn)；③從“代數(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越。
突破方法：讓學生自己動手實驗，自己將結論得出。
【教學方法】
為了體現(xiàn)新課程所倡導的教學理念，在教法上，采取以學生為主體，以問題為中心，以教師為引導，以小組的合作為主要方式，讓學生進行簡單的實驗設計，親身體驗科學實驗探究的過程。為了讓學生更好地體驗科學研究的方法和過程，發(fā)展自主學習能力，培養(yǎng)良好的思維品質，強化小組交流與合作意識，淡化機械式訓練，摒棄灌輸式教學；教師一定要把握好自己的角色，是適時適度地“引導”和“參與”，決不能搞型式化的探究。在以往的教學中，課堂教學實施往往過于注重知識傳授傾向，學生被動地接受，很難從多方面培養(yǎng)學生的綜合素質。
【教具準備】
多媒體課件、電子白板，彈簧秤，橡皮條，刻度尺，細線等。
【課時設計】
本節(jié)課計劃用兩課時學完。本節(jié)為第一課時
【教學環(huán)節(jié)】
新課的引入
[教師活動]多媒體展示簡單的問題1+1在什么情況下不等于2，激發(fā)學生學習的激情，之后再講“曹沖秤象”的故事，提水問題。引出等效思想的理論。
[學生活動]讓學生自己分別用一只手和兩只手拿桌子上的物體感受等效的思想。
[教師活動]引導學生理解合力與分力等效代替的關系，得出合力和分力的概念。并復習提問初中學過的同一直線上求兩個力的合力的問題：（兩種情形，分力同向和反向時）并引導學生用“等效替代”的思想去理解這兩種情形，然后再拋出“兩個互成角度的分力與其合力有什么樣的關系呢？”“合力是否等于兩分力大小之和或之差呢？”也可以讓學猜測“合力的大小在什么范圍內？”。引導學生設計實驗用“等效替代”的思想靠測量的方法先去找到兩分力與合力，并將它們表示出來，然后再探究它們之間的關系。
指導學生實驗設計中應注意的一些問題
�。�1）問題的提出：兩個互成角度的共點力與其合力有什么樣的關系？
�。�2）設計實驗時應注意的問題：
�、儆檬裁捶椒ㄕ曳至εc合力，實驗中應怎樣實現(xiàn)分力與其合力產生的作用效果相同？
②如何知道力的大�。咳绾未_定力的方向？
�、蹖嶒炛行枰涗浤男⿺�(shù)據(jù)？怎樣可以更直觀簡潔地同時描述力的大小和方向？
�、茉搶嶒炛锌赡艹霈F(xiàn)誤差的原因有哪些？你該如何處理？
進行實驗
[學生活動]
四個或六個學生為一小組進行分組實驗。
[教師活動]
在旁巡查，適時加以指導，實驗時要分布引導學生注意以上4個問題。引導學生按書中的建議把合力的箭頭和兩分力的箭頭連接起來，再看看這些圖形有什么共同點和不同點。引導學生利用現(xiàn)有的實驗結果大膽地提出科學合理的猜想──滿足平行四邊形定則，再讓學生變化角度實驗，驗證猜測。
對實驗結果進行分析與評估并歸納得出結論
[學生活動]學生通過實驗探究確定了兩個分力與合力，并且用力的圖示將它們表示出來后，到講臺上展示交流實驗中得到的圖形，并思考歸納、總結本實驗探究的結論。學生探究到的合力與分力之間的關系可能只是一個近似的平行四邊形，也可能是一些其他圖形。
[教師活動]
總結說明：多數(shù)組得到了平行四邊形這很好，對于沒有得到平行四邊形的，也要尊重實驗，實事求是。教師要特別說明：即使今天我們所有組都得到了平行四邊形規(guī)律，就一定能說明分力和合力滿足平行四邊形定則嗎？在科學探究中這樣做可嗎？（學生能意識到這樣做不妥）
[教師活動]
總結說明：因為我們只做了有限的幾組實驗,就得出結論。這當然不可��！科學探究往往要通過不同情況下的'對大量實驗數(shù)據(jù)的分析論證才能得出具有普遍意義的科學規(guī)律，有時還需要通過理論證明才能加以推廣。而我們這節(jié)課只做了有限的實驗，其實兩分力和合力的關系滿足平行四邊形定則，早就被科學家證實了，大多數(shù)同學得到這個結論，而少數(shù)同學未能得到，那是因為實驗中出現(xiàn)了問題，可能是實驗誤差（讀數(shù)誤差、作圖誤差、系統(tǒng)誤差），甚至是操作上的錯誤。請學生下課后分析造成的原因。事實證明不僅力的合成滿足平行四邊形定則，所有的矢量合成都滿足。讓學生返回到前面學習位移時的幾個問題，用平行四邊形定則重新看待那些問題。
例題分析
教科書中的例題比較簡單，但學生在作圖時常常不規(guī)范，教師要強調學生注意
1．合力，分力要共起點，虛線，實線要分清。
2．合力，分力標度要相同，作圖要準確。
3．對角線要找準，不要忘了方向。
讓學生再思考
思考分力一定時，隨著夾角的增大合力如何變化？提出引體向上的例子，然后觀看動畫，讓學生總結得出合力與分力間夾角θ關系：
學生討論以后通過多媒體動畫演示，讓學生總結得出以下結論：
合力與分力間夾角θ關系：
�、佴龋�0°時，即F1、F2共線同方向：
F合＝F1＋F2?合力方向與兩個力的方向相同
�、讦龋�180°時，即F1、F2共線反方向：
F合＝｜F1－F2｜合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同。
�、蹔A角θ越大，合力就越�。�
F合隨F1和F2的夾角增大而減小
�、芎狭Φ娜≈捣秶海麱1－F2｜≤ F合≤ F1＋F2
⑤ F合可能大于、等于、小于F1、F2
小結
先讓學生自己小結，老師在黑板上出示小結提示，補充和糾正學生的不足之處。
【布置作業(yè)】課后練習1,2小題。
【板書設計】
5.1力的合成
一、合力、分力、共點力
1．合力、分力、共點力的概念
二、力的合成
1．求幾個分力的合力叫力的合成
2．同一直線上的兩個力的合成
同方向：合力的大小等于兩分力大小之和，合力的方向與任意一個分力方向相同。
反方向：合力的大小等于兩分力大小之差，合力的方向與較大的分力方向相同。
3．互成角度的兩個力的合成滿足平行四邊形定則，即以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作出平行四邊形，這兩個鄰邊之間所夾的對角線就代表合力的大小和方向。
力的合成——教學設計3
一、課標要求
1.2.1認識重力、彈力和摩擦力.通過實驗，了解胡克定律。知道滑動摩擦和靜摩擦現(xiàn)象，能用動摩擦因數(shù)計算滑動摩擦力的大小
1.2.2通過實驗，了解力的合成與分解，知道矢量和標量.能用共點力的平衡條件分析生產生活中的問題
二、教材分析
本章講述的是關于“力”的基礎知識，是學習動力學的基礎和準備。內容包括重力、彈力、摩擦力、力的合成、力的分解、牛頓第三定律、共點力的平衡。本章內容與初中學過的有關力學知識聯(lián)系密切，是初中知識的擴展和深化，是今后學好其他力學知識的基礎，受力分析和共點力的平衡、力的合成與分解，在高考中占有重要的地位。
所謂基礎性，就是要為學習力學知識打下扎實的基礎。從知識方面來說，就是理解力的初步概念，理解重力、彈力、摩擦力產生的條件和特性，會進行力的合成和分解。從運用方面說，是初步熟悉對一個物體的受力分析，會畫出正確的受力圖，掌握初步的受力分析，會用共點力的平衡條件來解決問題。
本章內容與舊版教材相比，刪減了四種相互作用，增加了探究彈簧彈力與形變量的關系，牛頓第三定律，共點力的平衡把牛頓第三定律和共點力的平衡提前到第三章更符合新課程標準，更有利于學生知識體系的構建來形成。
教科書第一章，第二章學習的是關于運動學的知識，不涉及發(fā)生各種運動的原因。本章學習的是關于力的知識，并研究當加速度等于0時物體所受各個力之間的關系----合力為0，開始建立運動和相互作用的關系。本章在高中物理教學中占有重要地位，在培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)方面具有重要意義。
2.1本章教材與以往教材在結構設計上的變化
第一，把牛頓第三定律由原來在牛頓運動定律之后，提前放入本章，這就為解答共點力平衡問題的受力分析奠定了必要的知識基礎。為此，本章在重力、彈力、摩擦力的后面，增加“牛頓第三定律”一節(jié)課文，并在該節(jié)課文中，專門設立了一個“物體受力的初步分析”小標題，為分析“共點力的平衡”問題設下伏筆。
第二，把力的合成和分解設計為一節(jié)課，其教學目標很明確，只要求學生會用等效替換的方法根據(jù)平行四邊形定則進行力的合成和分解的運算，并不要求學生解答具體實際情境中的受力問題，而把這些問題放在“共點力的平衡”中去解決，這有利于幫助教師理解和規(guī)范力的合成和分解的教學目標。
第三，把“共點力的平衡”由原教科書中牛頓第二定律應用的特例，變?yōu)橐粋�獨立知識點，放在牛頓第二定律之前學習，并且作為本章的一個重點。學生在學習共點力平衡的過程中，所形成的一些科學思維方法，將為學習和應用牛頓第二定律帶來幫助，有利于循序漸進地形成運動與相互作用觀念。
2.2從整個高中物理課程的視角設計教學目標
課程標準把力的合成和分解教學要求降低為“了解”，并要求“能用共點力的平衡條件分析日常生活中的問題”，明確指出分析日常生活中的受力問題，所用的知識是共點力的平衡條件，而不是力的分解。力的分解不過是共點力平衡問題解答中的一個數(shù)學計算步驟，它不屬于運動與相互作用觀念的核心知識。為此，教科書把力的合成和分解合并為一節(jié)課文，在該節(jié)課文中，突出“等效替換”的思想，不要求學生用力的分解求解實際情境中物體的受力問題，學生會用平行四邊形定則求解有確定方向的力的分解問題就可以了。分力的方向(坐標系的選擇)，是以后學習共點力的平衡和牛頓第二定律時根據(jù)問題解答的需要來確定的。
這樣，既規(guī)范了學生解答靜力學和動力學問題的思路在培養(yǎng)學生運動與相互作用觀念，又提升了學生的學科核心素養(yǎng)。
三、教學目標
1.知道合力和分力的概念，體會等效替換的思想
2.通過實驗探究，得出力的合成和分解遵從的法則----平行四邊形定則
3.會用作圖和三角函數(shù)的知識求解合力或者分力
4.知道矢量相加遵從平行四邊形定則，標量相加遵從算術法則。能區(qū)別矢量和標量。
四、重點難點
4.1重點
4.1.1通過生活實例，體會等效替代的物理思想
4.1.2通過實驗探究，得出求合力的方法----平行四邊形定則，知道力的分解是力的合成的逆運算
4.2難點
4.2.1會用作圖法和直角三角形知識求共點力的合力
4.2.2會應用平行四邊形定則或三角形定則進行矢量運算
五、教學準備
5.1教師準備
多媒體課件、方木板、白紙、圖釘、彈簧、細繩套、刻度尺、鉛筆等
5.2學生準備
課前預習、學具及實驗準備
六、教學設計
6.1情境引入
師：播放多媒體課件，回顧曹沖稱象的故事，滲透等效替換的思想。引導學生思考“問題欄”的問題：一個靜止的物體在某平面上受多個力作用，物體將向哪個方向運動？在保證力的作用效果不變的前提下，這幾個力如何用一個力來代替？
生：學生觀察、思考、回答問題。
師：通常物體都會受到多個力的作用，許多情況下這些力共同的作用效果可以與某個力單獨作用時產生的效果相同。
【設計意圖】用學生很熟悉的故事引出課題，較快集中學生的注意力，既可以激發(fā)學生學習興趣，又提出一個可以探究的問題。
6.2新課教學
【任務一】共點力及其特征
1共點力教師活動：多媒體展示下圖
生：討論，思考，作出物體受力分析圖，分析作用在同一個物體上幾個力的特點
學生分析得出：一個物體受到幾個外力的共同作用，如果這幾個力有共同的作用點或者這幾個力的作用線交于一點，這幾個外力稱為共點力。
教師活動：根據(jù)師生共同的分析總結，可視為共點力的情況通常有以下幾種：
(1)幾個力同時作用于同一點(即力的作用點相重合)，如圖甲所示
(2)同時作用在同一物體上的幾個力，雖然作用點并不重合但是這幾個力的作用線的正向或反向延長線能夠相交于同一點，如圖乙所示
(3)物體被視為質點時，作用在物體上的幾個力就認為是共點力，如圖丙所示
2合力和分力
教師活動：多媒體展示圖片，并按照圖片內容準備一桶水，請同學們完成演示
教師展示圖片，學生作出水桶的受力分析圖
師生共同討論：引出一個大人提起一桶水與兩個小孩共同提起一桶水的“等效”，并從受力分析的物理情境中提出“等效替代”的思想，引出合力和分力的概念。
1)概念：假設一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，假設幾個力共同作用的效果跟某個力單獨作用的效果相同，這幾個力叫做那個力的分力。
2)理解：
1合力與分力之間的關系是一種等效替代關系，一個力的作用效果可以與多個力的作用效果相同，即一個力可以由多個力來代替，反之亦然
2合力是其所有分力的共同效果，并不是單獨存在的一種新力，受力分析中合力與分力不能同時出現(xiàn)。
【設計意圖】歸納合力與分力的關系：等效性、同體性、瞬時性
【任務二】探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律
提問：一個物體受到作用在一條直線上的兩個力，怎樣來求這兩個力的合力呢？
學生根據(jù)初中所學的知識回答問題：
(1)若兩個分力方向相同時，則兩個力相加，合力大小為：F=F1+F2
(2)若兩個分力方向相反時，則兩個力相減，合力大小為:F=|F1- F2|
1.師生共同總結引出力的合成和力的分解的概念
�、偾髱讉�共點力的合力的過程叫作力的合成
②求一個力的分力的過程叫作力的分解
教師進一步提問：互成角度的兩個力的合力，如何求解F與F1、F2之間的大小關系又如何兩個互成角度分力的合力大小是否等于兩個分力之和、之差呢
【設計意圖】通過問題的一步步深入，由淺入深，逐步引出探究實驗的內容，符合學生的認知習慣，易為學生所接受。
2.探究兩個互成角度的力的合成
教師進一步提出指導性建議，引導學生設計實驗方案，提出系列問題：
(1)根據(jù)我們的實驗方案的設計，需要怎樣選擇實驗器材
(2)如何保證分力與合力的作用效果相同
(3)力的大小和方向該如何確定
(4)怎樣研究分力和合力的關系
學生活動：思考、交流、討論、設計方案
教師活動：收集學生們的實驗方案，多媒體展現(xiàn)如下方案：
學生猜想、討論、分析解決問題的方法及思路
教師參與學生的討論，圍繞實驗方案設計進行：如何設計方案，探討合力的求法
學生活動：
(1)挑選器材
(2)寫出具體的實驗方案(可簡寫)
(3)寫出簡單的實驗步驟
(4)設計數(shù)據(jù)記錄表格
學生分小組進行實驗操作，觀察實驗數(shù)據(jù)，交流、討論
教師指導，及時幫助學生糾正錯誤，適時的引導點撥，引導學生做好數(shù)據(jù)記錄
【設計意圖】學生分組動手實驗，培養(yǎng)他們的實驗操作能力和團隊合作意識，讓學生獲得對科學的熱愛和親近感，體驗科學探究的嚴謹性、科學性，獲得成就感。
教師結合學生的討論提出問題
(1)我們能否從幾何關系上尋找它們的關系教師展示課件，分力合成的過程。
(2)從幾何上來尋找關系，即是將合力與分力的末端連接起來，是一個四邊形，會是一個什么樣的四邊形
師：如何對實驗得到的數(shù)據(jù)進行處理呢
學生交流討論，回答：(1)作出力的圖示(2)作出分力和合力所形成的四邊形
教師引導學生處理實驗數(shù)據(jù)，引導學生得出是個平行四邊形
引導學生提出猜想：兩個力的分力與合力末端的連接后一定形成一個平行四邊形
【設計意圖】提出具有指向性的問題，幫助學生形成思考問題的思路，避免學生走一些不必要的彎路；根據(jù)學生的具體情況，這些問題全部由學生來進行探究還不太切合實際，所以還要體現(xiàn)老師的引導性，讓學生在討論中思考問題，培養(yǎng)合作的精神和交流的習慣。
實驗結論：互成角度的兩個力合成時，如果以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向，這個法則叫作平行四邊形定則。
提出問題：分力F1和F2的大小一定時，想一想合力F的大小和方向隨著F1和F2的夾角變化的變化情況
教師點撥：得出分力F1和F2的大小一定時，合力的`取值范圍：兩分力的夾角θ(0°≤θ≤1800)不確定時，合力大小隨夾角θ的增大而減小，所以合力大小的范圍是：|F1- F2|≤F≤F1+ F2
提出問題：三個共點力的合力怎樣求解三個以上的共點力的合力如何求解呢
學生討論交流，找出方法：先求出任意兩個力的合力，再求出這個合力跟第三個力的合力，直到把所有的分力都合成進去，最后得到結果就是這些力的合力
師：力的分解是力的合成的逆運算，知道物體受到一個力的作用，怎樣來求解這一個力的分力呢
學生猜疑，討論交流思路：
(1)幾何知識分析，對于一條對角線，可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形
(2)實際問題中，要依據(jù)力的實際作用效果或需要分解(下一節(jié)課重點講)
教師與學生一起對一個力的分解進行分析，并將知識進行遷移，平行四邊定則也可稱為三角形定則。三角形定則，把兩個矢量首尾接，從第一個矢量的始端指向第二個矢量的末端的有向線段就表示合矢量的大小和方向，如圖所示
【設計意圖】通過以上對知識的拓展，進一步激發(fā)學生動腦思考，體會物理的學習是無止境的，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，專研的精神
教師活動：投放例題【教材P70】
例題，某物體受到一個大小為32 N的力，方向水平向右，還受到另一個大小為44N的力，方向豎直向上，通過作圖求出這兩個力的合力的大小和方向。
學生讀題審題，說明解題思路及方法。之后教師投放解題過程。
【設計意圖】教師收集學生的解答信息，投放學生的解題過程，師生共同分析，對解題規(guī)范進行強調說明，提高學生解決問題的規(guī)范性、嚴謹性的意識。
【任務三】矢量和標量
學生閱讀教材P70相關內容，結合預習情況，了解矢量和標量的特點，舉例說明所學過的物理量哪些是矢量？哪些是標量？
(1)矢量：既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則的物理量
學生舉例：力、位移、速度、加速度等
(2)標量：只有大小，沒有方向，求和時按照算術法則相加的物理量
學生舉例：質量、時間、路程、功、功率、電流等
6.3課堂小結
1分力與合力的三性
2分力與合力的大小關系
3作圖法求合力的大小
選標度——作F1、F2圖示——作平行四邊形
6.4作業(yè)設計課后P71的“練習與應用”第1、3、4、6、7題
七、板書設計
教學反思
1思維過程：現(xiàn)象--本質--規(guī)律--應用
思維方法的滲透深度，需要進一步挖掘。
2教學活動：以學生為主體，教師為主導，問題為主線
探究式教學中，程序性原則與開放性原則的把控，需要實踐中找到更優(yōu)解。
3學生行為：討論--交流--自主探究
能否突破學習本領【提出問題、收集信息、尋找證據(jù)、解釋重構，遷移...... 】，教學的目的是掌握學習本領。課堂的及時評價需要不斷升級。
4教學效果：三個任務、合作精神
設計的學習任務基本完成，對于學科素養(yǎng)的提升，需要不斷重組構建。
力的合成——教學設計4
一、教學內容分析
《力的合成》是人教版《物理》（必修1）第三章第四節(jié)的內容。通過本節(jié)課的學習，學生將明確兩個力同時作用在物體這一問題的處理方法。在這節(jié)課的學習中，等效替代的思想在建立概念、尋求合力與分力關系的過程中被深度應用; 平行四邊形定則是矢量運算普遍遵循的法則，而矢量運算貫穿高中物理始終，用“圖形”表示物理量之間關系的方法，對學生而言是一個新方法。因此，該節(jié)在教和學兩方面都具有承前啟后的作用；其涉及的物理研究方法和實驗方法在高中物理中具有典型性，并使學生進一步認識到物理實驗、物理模型、數(shù)學工具在物理學發(fā)展過程中的應用；采用自主、合作、探究等新型的學習方式，有助于培養(yǎng)學生的自主探究能力、訓練嚴謹細致的科學態(tài)度和精神，提高學生的科學素養(yǎng)，促進學生全面素質的和諧發(fā)展。
二、學生學習情況分析
在學習本節(jié)課之前，學生已經學習了力、重力、彈力、摩擦力等力的概念，對“力”有了較為深刻的理解和認識；同時，通過位移、速度和加速度等矢量的學習，對“矢量”也有了初步的認識。這為本節(jié)課的學習提供了基本的知識儲備。然而，腦中根深蒂固的標量運算對學生學習力的合成而言，是一種負遷移，對力進行合成時，照搬標量運算的方法來應付，而矢量運算使用的平行四邊形定則，對于學生初次學習而言比較抽象，且涉及幾何和三角等數(shù)學知識，感覺有難度。學生在初中所學的二力平衡為標量代數(shù)運算，要想直接過渡到互成角度的力的合成遵循平行四邊形定則的矢量運算，思維階梯跨度較大，在認知水平上是一次質的跨越，很難要求學生一次轉化完成，這些都給本節(jié)課的教學帶來了困難。
三、設計思想
依據(jù)本校實際教學條件和新課程理念，在教學中實施中注重學生自主、合作、探究學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考，通過多樣化的教學方式，幫助學生學習。由于本節(jié)課比較抽象，但實驗比較直觀，易于得到實驗結論，我準備采用學生自主探究、合作交流、分組討論與教師講授相結合的方式進行教學。主要教學環(huán)節(jié)如下表：
環(huán)節(jié)
內容
作用
一
情景創(chuàng)設
建立共點力、合力與分力、力的合成的概念，體驗等效替代的思想
二
設問：互成角度的兩個分立如何求合力？
提出探究活動的問題
三
學生探究活動
通過傳統(tǒng)實驗和DISlab數(shù)字實驗共同完成
通過探究，得出平行四邊形法則
四
實例分析，強化概念
初步應用平行四邊形，加深理解
四、教學目標
知識與技能
1、 SHAPE * MERGEFORMAT 理解合力、分力、力的合成。
2、理解合力與分力的關系是作用效果上的等效替代。
3、掌握平行四邊形定則的含義和使用方法，會用它求兩個分力的合力。
過程與方法
SHAPE * MERGEFORMAT 1、通過合力與分力概念的建立過程，體會物理學中常用的研究方法──等效替代法。
2、通過探究求互成角度的兩個力合力方法的過程，體會邏輯和實驗相結合的科學方法。
情感態(tài)度與價值觀
1、感受科學研究的樂趣和社會價值。
2、體會科學研究中合作、交流的重要性和必要性。
教學重點：
1、合力與分力的概念及其等效替代關系。
2、平行四邊形定則及其簡單應用。
教學難點：
平行四邊形定則的探究過程及其結論。
五、教學用具
1、實驗器材：木板、白紙、圖釘（若干）、橡皮條、細繩套（兩根）、彈簧秤（兩只）、三角板、鉛筆；
2、 計算機、實物展示臺等多媒體輔助教學設備；DIS-lab設備；CAI課件
六、教學流程圖（略）
七、教學過程
教學環(huán)節(jié)
教學內容
設計意圖
引 入 新 課
由曹沖稱象的故事引入
為學生更好地理解等效替代的思想
通過親身體驗感受合力和分立
學生活動：兩個女同學共同提起水桶和一男同學單獨提起水桶。
學生通過觀察，學會對信息的分析﹑加工
學 習
相 關
概 念
結合以上實例，提出下面問題
問題1：兩位女同學兩個力的共同作用與男同學一個力的單獨作用，產生的效果相同嗎？ SHAPE * MERGEFORMAT
在學生回答的基礎上，教師加以分析總結：兩個女生的作用效果與一個男生的作用效果相同，因此，力是可以等效的。許多這樣的實例就表現(xiàn)在我們身邊，稍微留心便會發(fā)現(xiàn)。
學生學會對信息歸納總結。
在上面列舉的實例的基礎上，教師給分力與合力﹑力的合成下定義并板書。
1、 分力和合力：如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同作用效果相同，這個力就叫做另外幾個力的合力，而那另外幾個力叫做這個力的分力。
2、合力和分力是一種等效替代的關系。求幾個力的合力的過程或方法叫做力的合成
SHAPE * MERGEFORMAT 進一步理解“等效替代”思想，為本節(jié)實驗設計的原理打下基礎。
提出問 SHAPE * MERGEFORMAT 題、猜想與假設
引導學生提出問題：既然合力與分力可以相互替代，那么它們之間存在什么關系呢?數(shù)學知識1+1 2是否可用于已知兩個分力求其合力呢？
請學生思考并提出自己的猜想。
老師的猜想：合力等于各分力之和？
大部分同學都認為老師的猜想不對，就此反問那你覺得應該是什么關系？你有什么方法推翻我的想法？你的猜想是什么？怎么 SHAPE * MERGEFORMAT 去驗證你的猜想？
敢于猜想和假設，
增強探索意識。
實
驗
探
究
讓學生思考應如何設計該探究實驗。
先投影實驗器材：方木板﹑白紙﹑彈簧秤（兩個）﹑橡皮筋﹑細繩 SHAPE * MERGEFORMAT 套（兩個）﹑鉛筆﹑三角板﹑刻度尺﹑圖釘（5個）。[ 明確探究問題：
1、 如何求同一直線上的兩個分力的合力
2、 如何求相互垂直的兩個分力的合力
3、 如何求互成任意角的兩個共點力的合力
學習簡單的實驗設計。
[ 發(fā)揮教師指導作用。
共同協(xié)作，相互交流
增強動手操作能力。
（一）利用傳統(tǒng)實驗裝置探究力的合成
實驗小組同學相互討論﹑交流實驗設計的思路。
教師通過提問和利用儀器在黑板上演示分析，對實驗過程如何體現(xiàn)等效﹑如何記錄合力與分力的作用點﹑大小﹑方向的關鍵步驟進行指導。
第一步：請同學們利用等效原理，設計兩個分力與合力。先將合力﹑分力的三要素記錄下來。
第二步：根據(jù)記錄的信息，請確定分力與合力的作用線。第三步：請選定合適標度，根據(jù)實 SHAPE * MERGEFORMAT 驗記錄的數(shù)據(jù)作出分力與合力的圖示。
學生做實驗時，教師在旁巡查，適時加以指導。同時利用多媒體投影圖，對實驗中應該記錄的數(shù)據(jù)和如何處理這些數(shù)據(jù)進行分步引導。
學生通過實驗探究確定了兩個分力與合力，并且用力的圖示將它們表示出來后，教師在引導學生如何利用實驗得出的數(shù)據(jù)檢驗提出的猜想。
1、 通過提問，教師靈活地幫助同學分析數(shù)據(jù)，先對不是本實驗結論的各種猜想進行檢驗﹑排除。
2、 對符合本實驗結論的猜想的檢驗，教師先建議學生用虛線 SHAPE * MERGEFORMAT 將合力﹑分力的箭頭段連接，然后提問學生從連線中得到什么啟示。（學生回答）
3、 請學生思考如何歸納﹑總結本實驗探究的結論。（學生自由發(fā)言，教師點評）
4、 最后，教師在黑板上規(guī)范作圖。
對實驗進行總結：如果實驗做得十分精確，合力和分力間構成一個幾何圖形——平行四邊形。
理
解
和
拓
展
板書：
實驗結論：如果用表示兩個共點力的線段為鄰邊做一個平行四邊形，則這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，這個法則叫做平行四邊形法則。
�。ǘ├肈ISlab力的合成分解實驗器 SHAPE * MERGEFORMAT 驗證互成任意角 SHAPE * MERGEFORMAT 度的共點力的合力
提高分析問題能力和觀察能力
學會如何用物理語言進行表達的和概括。
評
估
和
交
流
實驗中，學生探究到的合力和分力之間的關系可能只是一個近似的平行四邊形，甚 SHAPE * MERGEFORMAT 至是一些其他圖形。請學生分析造成的原因，將自己的想法與其他同學交流。
請學生展示自己的作品，同時解釋 SHAPE * MERGEFORMAT 實驗中可能出現(xiàn)的實驗誤差，甚至操作上的錯誤。教師加以分析總結，其主要原因是存在：讀書誤差﹑作圖誤差﹑系統(tǒng)誤差。
增強分析和處理問題的能力，提高實驗技能
鞏
固[來源:Z#xx#k、Com]
應
用
通過DISlab力的合成分解實驗器，得出“合力的大小與分力的大小間無固定的關系”
討論：
1、“人多力量大”這句話對不對？是否全面
2、兩個一起提水桶為什么會不會比一個人更費力
2、引體向上運動時，雙手怎樣拉單杠才不感到費力
提高知識應用能力和自學能力
課堂總結
對本節(jié)課內容進行小結
知識回顧
課后作業(yè)
1、 寫一份關于本節(jié)課的探究的'實驗報告。
2、 課后學案
鞏固知識，培養(yǎng)學習興趣
八、教學設計思想自我剖析
一、落實教學理念，以學生的發(fā)展為本
本節(jié)課基于“以學定教”的教學理念，采用了“情景——問題——探究——應用”的模式去組織教學，讓學生在情景中體驗、感悟中建立分力和合力的概念，通過參與探究來尋找合力和分力的關系，為學生的認知學習提供了有利條件。
二、創(chuàng)設情境，激發(fā)學生興趣
通過學生的參與活動，發(fā)生與學生預想不同或猜想不到的結果，引起認知沖突，激發(fā)起他們強烈的求知欲望。在后續(xù)的教學活動中，教師通過問題串的形式，引領學生進行分析探究，通過嚴謹?shù)膶嶒炋骄苛炕芯窟^程，通過“圖形”表示物理量之間的關系。并且，在探究過程中，學生通過分工與合作來完成實驗的操作，因此對協(xié)作這種學習方式的體會也是本節(jié)課的目的之一。
三、傳統(tǒng)實驗與數(shù)字化實驗取長補短，相得益彰
傳統(tǒng)實驗通過橡皮筋的形變情況反映力的作用效果，其便于探究各種特殊的力的合成規(guī)律，同時也便于小組成員之間的分工合作，但是由于彈簧測力計的讀數(shù)非整數(shù)，為作力的圖示帶來了麻煩。但是傳統(tǒng)實驗在培養(yǎng)學生實驗的規(guī)范性和實驗技能方面，具有重要作用。而數(shù)字化實驗的最大特點是借助計算機和傳感器技術手段，能實時、定量表示出分力大小的變化，同步計算出合力大小不變的特征，但是它并不能直觀給出合力和分力滿足的平行四邊形定則的矢量關系，所以比較適合用于定量檢驗。
在組織教學過程中，要利用各類實驗的特點，共同突破學習中的思維難點，以謀求實驗效果的最大化。
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