視頻標簽：力的合成和分解

所屬欄目：高中物理優質課視頻

視頻課題：高中物理部編版新教材課堂教學優質課比賽必修一第三章《3.4 力的合成和分解》劉（銅陵）

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高中物理部編版新教材課堂教學優質課比賽必修一第三章《3.4 力的合成和分解》劉雙（銅陵市樅陽實驗中學）

3.4力的合成和分解
第一課時
一、教材分析
本節是人教版必修1第三章第4節的內容，本節課在學生了解力的概念和幾種常見力的基礎上，依據等效替代思想得到合力與分力概念；通過實驗探究歸納出力的合成運算法則——平行四邊形定則。力的合成與分解是互為逆過程，我們研究的是力的等效關系，依據此思想總結出力的平行四邊形定則。教學中應讓學生體會運用“等效”思想研究問題是物理學研究中的一種重要方法。學生在初中已經接觸過求沿同一直線作用的兩個力的合力的方法，在第一章也已經接觸到位移的矢量合成。本節內容進一步學習矢量運算的普遍法則——平行四邊形定則。
求解幾個力的合力是對本章前幾節力的認識的深化，也是為以后的受力分析作準備，更是為進一步學習牛頓第二定律，物體的平衡、功能關系、動量定理和動量守恒定律打下基礎。矢量運算始終貫穿在高中物理知識內容的全過程中，對力的合成的研究使學生對矢量和標量認識得以完善，為以后學習速度、加速度、位移、動量、電場強度、磁感應強度等矢量運算奠定了基礎。因此，本節內容既具有承上啟下的作用，更是高中物理的重要基礎。

• 學情分析

學生在初中學習過同一直線上二力的合力問題，升入高中后，開始接觸矢量的概念，對位移，速度，加速度，力這些矢量有一點感性的概念認識，但對矢量相加的法則，只在學習位移概念時有點思考，并沒有更深入的認識。他們更習慣于沒有方向的物理量之間的代數運算。所以對矢量運算的前概念就是同一直線上二力的直接相加減。平行四邊形定則是學生第一次接觸，對于剛升入高中的學生來說，在接受矢量運算的平行四邊形定則時會有一定的困難。在教學中注重對合力和分力的等效替代的體驗和理解，引導學生做好探究力的合成的實驗都顯得非常重要。
另外，為了有效的完成探究實驗，要做好學生自主探究實驗所需要的基本技能（彈簧秤的正確使用、力的圖示的作圖規范、平行四邊形的作圖方法）的復習，教學設計要創設豐富的教學情境，有效的激發學生的認知沖突，營造良好的課堂氛圍，做好鋪墊，層層遞進，為學生順利完成自主探究“力的合成”提供條件。
三、教學目標與核心素養
物理觀念：知道合力與分力的概念，初步運用力的平行四邊形定則求解合力或者分力。
科學思維：理解平行四邊形運算法則和特點，掌握平行四邊形法則，知道它是矢量合成的普遍規律，知道矢量與標量運算法則是不同的。
科學探究：通過演示實驗引出合力和分力的概念，了解物理學常用的方法一—等效替代法。
科學態度與責任：通過力的合成和分解的學習，感受對立統一的觀點在物理學中的意義；通過實驗培養良好的觀察習慣和嚴謹求實的科學精神。
四、教學重點與難點
重點：1、合力與分力的關系；
2、力的平行四邊形定則及其應用。
難點：實驗探究方案的設計與實驗。
五、教學方法
教法：教師啟發引導教學與學生小組合作探究法相結合，并輔以問題法、演示法、舉例法等。
學法：以學生合作學習和探究性學習為主，培養學生的邏輯思維能力。
六、教學準備
彈簧測力計、細繩、三角板、直尺、橡皮筋、多媒體課件等。
七、課時安排  2課時
八、教學過程

教學環節	教師活動	學生活動	設計目的
創設情境     引入課題	請兩名同學提水，前面用簾子遮住，請大家猜猜這桶水是一個人提起來的，還是兩個人提起來的？	學生積極參與猜猜看	讓學生體會一個力的作用效果與兩個或更多力的作用效果相同、目的是激發學生學習興趣，引導學生體會等效觀點。
新課教學	前面我們學習了重力、彈力、摩擦力以及牛頓第三定律和受力分析。我們知道一個物體往往受到多個力的作用，當物體受到多個力的作用時，怎樣來計算這個力呢？接下來我們翻開課本68頁，看一下問題。 一個靜止的物體，在某平面上受到 5 個力作用，你能判斷它將向哪個方向運動嗎？ 如果我們能找到一種方法，即“用一個力的單獨作用替代兩個力的共同作用，而效果不變”，上述問題就迎刃而解了。你覺得這個力和被替代的兩個力會有怎樣的關系呢？ 這5個力有什么特點？ 一：共點力 共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點。   引導學生思考：生活中還有哪些事例是說明幾個力與一個力的作用效果相同的？       啟發引導同學找出這些例子的共性，給出合力和分力的概念。     二：合力與分力 合力：一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同。 分力：幾個力共同作用的效果跟某個力單獨作用的效果相同。 三：力的合成與分解 力的合成：求幾個力的合力的過程。 力的分解：求一個力的分力的過程。   那么如何才能求出幾個力的合力呢？也就是說合力與分力之間有什么關系？首先求一下同一條直線上的力的合成。     思考：互成角度的兩個力怎樣求合力？還能直接相加減嗎？     閱讀課本中相關內容，請同學們思考后回答： 實驗中是如何保證F1、F2與合力F的作用效果是相同的？ 實驗中要記錄哪些數據？如何把力直觀形象地表示出來？           四：實驗探究：兩個互成角度的力的合成規律 提出問題：（1）一個彈簧秤拉力的大小一定等于兩個彈簧秤拉力的大小之和嗎？ 兩個彈簧秤的夾角變化時，拉力的大小變了嗎？ 這說明兩個力的合力除了與分力的大小有關系之外還與什么有關呢？ （4）兩個力的合力與分力可能是什么關系呢？ 猜想和假設：可能分力與合力構成的平行四邊形有關系 實驗器材：方木板﹑白紙﹑彈簧秤（兩個）﹑橡皮筋﹑細繩套（兩個）﹑鉛筆﹑三角板﹑刻度尺﹑圖釘（5個） 設計實驗方案：能否利用桌上的實驗器材設計一個方案驗證我們的猜想呢？以小組為單位，思考討論交流提出你們的實驗方案。 （1）在桌上平放一個木板，在木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙固定好. （2）用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的A點（A點的位置應該靠近頂端中點），在橡皮筋的另外一端拴上兩條細繩，細繩的另外一端是繩套. （3）用彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長，結點達到某一位置Ｏ. （4）用鉛筆記下Ｏ的位置和兩條細繩的方向，分別讀出兩只彈簧秤的示數（在同一條件下）. （5）用鉛筆和三角板在白紙上從Ｏ點沿著兩繩的方向畫直線，按照一定的標度作出兩個力Ｆ1和Ｆ2的圖示. （6）只用一只彈簧秤，通過細繩把橡皮筋的結點拉到相同的位置Ｏ點，讀出彈簧秤的示數，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力Ｆ的圖示. （7）探究這三個力的大小及方向的關系.       完成實驗，采集實驗數據 改變分力的大小和方向，再做兩次實驗，找出普遍規律   得出實驗結論：用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向。這就叫平行四邊形定則． 實驗過程要注意： ①選取彈簧秤調整零刻度，使用時彈簧秤與板面平行。 ②在同一次實驗中，橡皮條拉長的結點O位置一定要相同。 ③在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應使拉力盡量大一些，以減小誤差。 ④畫力的圖示時，應選定恰當的標度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外.要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力。 ⑤讀數時，視線要與刻度盤垂直。 提問：知道了二力合成，如果物體受到多個力的作用該如何處理？     思考：如果沒有限制，對于同一條對角線，可以作出多少個平行四邊形？也就是說，同一個力F可以分解為多少對大小、方向不同的分力？ 五：平行四邊形定則的應用 例題:某物體受到一個大小為32N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F的大小和方向。 作圖時的注意事項： （1）合力、分力要共點，實線、虛線要分清 （2）合力、分力的標度要相同，作圖要準確 （3）對角線要找準 （4）力的箭頭別忘畫 作圖法求合力比較麻煩，還可以用什么方法求解？	不能   相等     都相交于一點         學生思考列舉實際例子。                           根據合力與分力的概念理解什么是力的合成、力的分解。                   學生積極參與問答                     1：兩次將結點拉到同一位置O處，使兩次橡皮條伸長的長度相同。 2：O點的位置、彈簧測力計每次的示數、對應細繩的方向。需要作出三個力的圖示。     不一定   改變了 與方向有關   發現好像可能分力與合力構成的平行四邊形有關系       動手操作，探究所提問題     仔細體會，與自己所設計的實驗比較，補充自己的不足                                 展示探究結果，總結探究過程中遇到的問題及解決方案       根據自己經驗與知識儲備，結合本節課內容回答老師問題             學生思考，回答問題               認真思考理解                 可以根據勾股定理或三角函數求解合力F	通過復習引入怎樣計算多個力的合力。     通過問題點題——力的合成          通過圖片引發學生思考，導入共點力的概念       通過列舉生活中的實例，進一步體會一個力可以與幾個力的作用效果相同。培養學生觀察生活的能力，同時激發學生對生活的熱愛。           積極思考，領會合力、分力的等效替代關系。     促進學生對力的合成的概念的理解           解決簡單的二力合成的規律問題，引出互成角度二力合成，由舊知識引入新知識，并為下一步探究做鋪墊           提出探究問題 幫助學生理解實驗探究過程中的等效思想及探究實驗的設計                                     培養學生表達能力及總結歸納的能力           加深學生對力的合成規律的理解，體驗科學探究過程，學會科學探究方法，培養團結協作的精神                   完善學生對力的合成的平行四邊形定則的理解與掌握                         對力的平行四邊形作進一步擴展 與“問題”部分相呼應 引發學生思考 為下節課力的分解做鋪墊       教師講解力的平行四邊形的畫法。           考察學生對知識的掌握情況
課 堂 小 結	一：共點力 二：合力和分力 三：力的合成和分解 四：實驗探究：兩個互成角度的力的合成規律 平行四邊形定則 五：平行四邊形定則的應用
當 堂 檢 測	有兩個力，他們的合力為0。現把其中一個向東的6N的力改為向南（大小不變），它們合力的大小、方向如何？
布 置 作 業	書后練習題P71頁2、3題

板書設計

教學反思

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