《力的合成》教学设计.doc

第三章 研究物体间的相互作用
第四节 力的合成
广州市南沙区麒麟中学 陈武彬
一、[教材分析]
“力的合成”是粤教版的物理必修I 第三章 第四节的内容主要包括：分力合力及力的合成的概念；平行四边形定则及其适用条件。
本章的前三课学习了重力、弹力、摩擦力，这节力的合成与下节力的分解，起着纽带的作用，只有学好了力的合成与分解，很好的进行受力分析，才能更好的学习后面的牛顿定律，甚至进而影响到高中物理整个的学习过程，可以说力的合成与分解是高中物理知识学习的基本功，学生只有架构好了这错桥梁，才能顺利的学好高中物理
二、[学生分析]
学者是高中一年级的学生，在前面刚刚学习了重力、弹力、摩擦力，对事物的受力有了一定得认识，比较初中所学知识有更深刻的理解和认识，这节课对他们来说是进一步研究所必须的。学者运用实验的手段自己进行实验探究，激发起他们对力学的热情
三、[教学目标]
一、知识目标
1、能从力的作用的等效性来理解合理和分力的概念，体会等效替代思想。
2、能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知道其试用条件。
二、能力目标：培养学生动手能力、物理等效思维能力
三、德育目标：
（1）在教学过程中让学生学会自己分析和解决问题，尊重实验事实，培养学生实事求是的精神。
（2）在自由开放平等的气氛中探究交流，互相配合，互相鼓励，友好评价，和谐相处。
[教学重点]
（1）理解等效的思想，从而得到合力与分力的关系。
（2）运用实验探究的方式分析归纳出力的平行四边形定则。
（3）共点力的理解判断。
[教学难点]
1. 实验探究得到合力的方法
2. 寻找平行四边形定则方法
[教学方法]
科学探究法
[教学用具]
(1) 钩码、细线、三角板
(2)学生每两人一组：方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉（几个）
[课时安排]
1课时
[教学过程]
一．新课引入

教师活动
学生活动
教学策略
教学目标
问题1：实验室里连接电路需要一个5欧姆的电阻，但现在手头上只有一些10欧姆的电阻，哪位同学能给实验室的老师想个办法？
学生思考并回答，将两个十欧姆的电阻并联，相当于一个五欧姆的电阻。
用提问的方式，使学生参与到课堂中，回忆初中所学的知识，用复习知识大家回答，调节气氛，消除紧张感。
使学生回忆初中知识，强调等效替代的根本思想——等效。
问题2：我们在上一章节运动学里面学的位移里，这两种情况是不是也是等效的呢？（黑板上给出草图）
学生思考回答，这两种情况最终都是从A走到C，是等效的。
从初中知识引入到高中刚学习的知识，通过两个问题，使学生们找到两个问题的共同点，都是在说等效替代
再次提问，使学生思考老师所提问题的共同点，教师在此基础上总结。
总结1：前面我们看到的这两个例子，都运用到了我们物理学里面一个重要的思想|——等效替代。
学生看着例子总结思考
通过提问来实际运用等效替换的思想，在此基础上总结，达到事半功倍的效果
得到等效替代，抓住这根主线，为后面的课做铺垫
问题3：指出等效替代的思想不只是在我们电学、运动学里面有着重要的运用，在我们的日常生活中也有着广泛的应用。举例：一个斜面上两个小孩使一辆摩托车静止在斜坡上，而只要一个大人就能使车静止在斜坡上，这是为什么？
学生思考并回答：等效替代。
让学生脱口而出等效思想，接下来进一部提问，便于下面对等效本质的提问
从生活中的事例引出力的等效，进而引出合理和分力的概念。
问题4：等效？是什么等效呢？是两个小孩的重量等于这个大人的重量还是别的什么原因？
学生思考并回答;是两个小孩的力和大人的力等效
进一步提问，使学生透过现象看到上面问题等效的本质是力的等效
引出力的等效
总结2：两个小孩的两个力和一个大人的一个力等效，我们用发散的思维想一想，大量的实际问题中，物体是不是通常同时受到几个力的作用？为了研究问题的方便，我们把这种关系称之为合力与分力。
学生理解合力与分力的概念
几个问题一步步诱思，用实际生活中的需求，自然的导出合力与分力的概念
对前面的问题总结，结合实际生活，引出合力与分力的概念

二．新课教学
力的合成
教学过程
教师活动
学生活动
教学策略
教学目标
合力与分力概念的引出
（在引入新课时已经完成）

引出力的合成概念
为了研究问题的方便，我们常把几个力的作用效果用一个力来代替，把复杂的问题简单化，求这几个力合力的过程，就是力的合成
学生思考联系合力分立，理解力的合成的概念
对进行力的合成意义思考，联系生活实际加深对概念的理解，知道力的合成概念是实际需要而提出的
力的合成概念的提出
同一直线上二力合成
初中也接触到了力，知道了力的三要素，也接触了力的合成，我们先来看这种最简单的情况。那么谁能给我说说同一直线上二力的合成，合力的大小和方向同分力有什么关系。
学生回到：当两个力在同一条直线上时，若同向则合力大小等于二力大小之和，方向与二力相同；若反向，则合力的大小等于二力大小之差的绝对值，方向与二力中较大的力相同。
复习回顾，从简单的同一直线上的二力合成入手，逐步进入互成角度的力的合成
同一条直线上二力的合成。
引入互成角度的二力合成

我们知道了同一条直线上的二力合成，那么是不是世界上所有物体受到的力都是在同一条直线上呢？用一根绳吊起勾码进行演示。这种不再同一条直线上的力，我们也可以说是互成角度的力，它们两个的合力怎么求呢？

衔接上一层次，由同一直线上力的合成，联系实际提出问题，进行设疑
探讨互成角度的二力合成

力的合成（互成角度的力如何合成？）
科学探究过程
教师活动
学生活动
教学策略
教学目标
第一阶段：
发现问题
我们知道了同一条直线上的二力合成，那么是不是世界上所有物体受到的力都是在同一条直线上呢？用一根绳吊起勾码进行演示。这种不再同一条直线上的力，我们也可以说是互成角度的力，它们两个的合力怎么求呢？

学生思考
衔接上一层次，由同一直线上力的合成，联系实际提出问题，进行设疑
让学生体会可以从解决实际问题进行深入思考，发现问题；

第二阶段：
设计
实验

进行
探究
我们现在用我们桌子上的试验仪器，看看自己能不找出求互成角度力的合力与分力的关系。
问题1：要进行试验，我们先来看看我们都有什么试验仪器，各有什么作用？
问题2：如何保证合力与分力是等效的关系呢？
问题3：弄明白了试验仪器的作用，哪位同学有什么想法，来设计一个试验，看互成角度的力的合力与分力的关系？
问题５：建议大家用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端链接，看看这时候你发现了什么？

学生通过对实验仪器的分析，以等效作为桥梁，进行试验的设计。上台用投影仪展示讲解自己的试验结果，并回答老师的问题

用提问的方式进行诱思，从而达到放的开并且收的回来的效果。若是不讲仪器的作用进行诱思，学生有可能无所适从，达不到本来的目的
让学生知道解决物理问题时要以实验事实为依据。
让学生体会在进行实验前，要根据需要选择合适的实验器材，找到设计试验的中心桥梁，设计出合适的试验
第三阶段：
分析论证
得出结论

问题6：你们组得到的试验结论是怎样的？
问题７：很多组的同学说是平行四边形，那么到底是不是平行四边形呢？大家以两个分力的线段为邻变在你的原图上做一个标准的平行四边形，你们再比较比较看能得出什么结论？
问题8：是一个标准的平行四边形吗？你们组呢？差别大吗？
总结：很多同学猜想得到的结果要构成一个平行四边形，那么是不是呢？物理学里面要进行大量的可重复的试验才能说试验结论是正确的，我们这么多组两个分力的大小与角度都不尽相同，也可以说进行了大量可重复的试验。都得到了一个与标准平行四边形差别不是很大的四边形，根据物理学家试用精密的试验，合力互成角度的力与其合力及顶端连线，正好是构成一个平行四边形。

学生边实验、边思考、边回答。
得出结论：合力与分力箭头端的连线与两分力构成平行四边形。平行四边形不标准，差别比较小。学生上台用投影仪演示结果。

引导学生之间相互交流，以便他们尽快得出实验结论。老师进行总结，讲明物理学家精密试验的出的结论与我们的猜想是一致的

让学生体会进行科学研究时，不能以一次试验得到的结果就认为有普适性。

力的合成

教学过程
教师活动
学生活动
教学策略
教学目标
互成角度力的合成的平行四边形定则

1. 哪位同学给我说下他刚才用力的图示法是如何进行实验的。
2. 他刚才通过实际操作所说的方法就是我们今天要学的平行四边形定则
学生总结试验，说出合力是如何画出来的。
让学生体会做的实验的步骤就是在运用平行四边形定则，加深认识。
得到平行四边形定则

平行四边形的适用条件——共点力

给学生出两道力的合成的题
F4
F1

F2
F3

第二道题的两个力大小相等，方向相反，互相平行。
学生思考并作答，对第一题找一位同学上黑板来做。第二道题进行提问。

积极调动学生对问题的思考

为引出共点力做铺垫

第二道题第一种情况，学生都不知道如何下手，那就直接讲平行四边形定则的使用条件。
第二道题的第二种情况，学生回答把二力平移到一点用在同一直线上力的合成方法进行合成。
1. 别的同学有什么不同的看法呢？
2. 老师举例：桌面上的木棍，要是这样合成的话是不是所受合外力为零？从而静止？那么大家拿起手中的笔做个试验事实看笔是不是禁止，两种情况等效吗？

学生举出例子发表不同的见解。

活跃课堂气氛，形成良好的讨论氛围

指出并不是所有的力都可以用平行四边形定则来求合力。四边形定则有适用条件。
力的合成的平行四边形定则只适用于共点力

学生体会思考
构成共点力的条件有三个：
1.力作用在同一点上。
2.力的延长线交与一点
3.作用在质点上的力
多个力的合成
1.前面老师讲同一条直线上是两个力，互成角度也是两个力，有的同学就要问了要是我是多个力该怎样合成呢？
2.黑板上演示，多个力的合成。

学生积极回答：两个两个的合成等
让学生自己得出多个力的合成就是二力合成的重复。

三．巩固总结。
教学过程
教师活动
学生活动
教学策略
教学目标
巩固知识
课本上的例题，写出“已知、求”，找一位同学上讲台在黑板上做题，别的同学自己进行求解，再问台下的同学有没有不同种的方法？

学生解法一：画图法
动手运用刚学到的知识加深对求合力步骤的理解。
巩固学生所学知识，规范解题步骤，加强对合力方向的说明
学生解法二：解三角形法
全课总结
把握住等效替代这条主线总结全课，是同学对本课的逻辑关系理解的更加清晰。
随着老师的思路，找出全课的逻辑关系，加深理解
加深学生的理解
总结全课，结束新课。
教学反思：
在课程准备时我遇到两个难题：
(1)我采用的试验探究的方法，让学生通过试验自己的出结论，但是如果全部放开让学生自己看着试验仪器全部自己想怎么做，害怕很多学生不知如何下手，对教学时间的把握和整体的设计是非常不利的，这种情况就是放的开，收不回来。在这个我认为的难点上，我决定采取诱导的方法，通过询问试验仪器的用途，来进行启发，如我问弹簧测力计是干什么用的呢？学生必然要回答测力的大小。再询问橡皮筋有什么作用呢？争取让学生自己想到形变相同，是等效的情况，再放开让学生自己做实验。通过实际上课，我发现这样的效果还是比较令人满意的。
(2)第二个问题就是，做一次实验得到的结论并不能说明问题，在物理学的科学探究中要做大量的试验，如果结论在不同条件下还具有可重复性，这是才能说明自己的猜想或是结论的正确性，课前准备是我认为一节课如果要给学生一个整体的知识，就没有完整的时间去进行哪怕是第二次试验探究。在这个问题上，经过指导老师林恵迎老师的指导，在这个地方我可以选用不同学生的作品进行展示，让大家自己体会到这种可重复性。这样就完美的解决了时间与物理探究思想的冲突。

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