3.4《力的合成》
本节课《力的合成》是人教版高中物理必修一第三章第四节，在整个高中物理中起到了承上启下的作用。 承上：教材上讲位移和路程这节课时的讨论，形象直观，学生已经对总位移和分位移有个粗浅的认识。在学习了重力弹力摩擦力这些矢量的基础上，进一步去学习矢量的计算法则是很合乎情理的。 一．教材分析 启下：力的合成是解决力学的基础和工具，力的合成不过关，后续课的学习中，对受力分析，多力平衡，牛顿第二定律，动能定理，电磁场的叠加的理解和应用都会造成障碍。如果过了这个坎，则学生对矢量的学习在认识上就有了一次重大飞跃。 通过初中的学习，学生已经有了力的概念，而且知道力的三要素：大小、方向、作用点。在此基础上引入合力与分力的概念显得并不是很突二．学情分析 兀，而在实验探究时使用的弹簧测力计也是初中就已经练习过的，画力的图示对学生来说也不陌生。总之，这节课在教师的适当引导下将会是一节学生容易接受的课。 1.理解合力、分力、力的合成的概念. 2.理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的知识与等效替代. 技能 3.会用实验探究出力的合成的平行四边形定则。 三．教学目标分析 1.培养学生的实验能力，理解问题的能力，应用几何知识解决物理问题的能力； 过程与方法 2.进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力； 3.树立等效观点，形成等效思想，这是非常重要的处理问题的思想.
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1.培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法. 2.通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，情感态同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度. 度与价3.让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，使值观 学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态. 四．教学重点难点分析 探究求合力的方法 教学重点 通过抛出问题的方式来引导学生自主完成探究实验。 探究的过程 教学难点 的方式引导学生突破这个难点，通过提醒学生注意事项，辅助学生完成这个实验。 本节课通过跟学生互动提水桶引入一种等效替代的思想，利用这种思想引导学生去思考分力与合力的关系，然后引导学生通过实验证伪和实五．教学策略 验探究的方式来定性和定量的研究力的合成的方法，最后由一道课堂练习来激起学生们的创新意识，从而从根上理解合力与分力以及力的合成。 六．教学过程设计 环教师活动 节 2
内容 如何突破重点难点 这是这节课的重点，也是难点，通过教师主导学生主体引导学生来理解求合力的方法，学生在完成探究实验的过程中会遇到一些障碍，有点不知从何入手，教师通过抛出问题学生活动 设计意图
课前提问：1.什么是力？2.我们研究了这么长时间的力是怎么研究的呢？ 演示实验1：两名女同学提起一桶水，一名男同学一只手提起同一桶水，那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何？ F1 替代 导入视频 新1.两名女同学和一名男同学分别让同一课 个拉力器伸长相同的长度，2.然后继续播放两名女同学和一名男同学分别让不同的拉力器（拉力器中间弹簧数量不一样）伸长相同的长度。 提出问题：1.两名女同学的力与男同学的力可不可以称为分力与合力？ 2.两名女同学的力与男同学的力可不可以称为分力与合力？ 教师总结：既然作用效果完全相同，我们就可以用合力来等效替代分力，这种思想就叫做“等效替代”。 讲授
通过课前提问引导学生明白力是通过力的作用效果进行研究的有作用效果就一定会有力。 通过与学生互动提水桶来引入 ，让学生们有一种生活中处处有物理的感觉，从而激起学生们对学习物理和认知新事物的兴趣。 用提问的方式使学生自己去体会“等效替代”培养学生自己分析解决问题的能力。 F2 F 等效 在这个实验中两个女同学对水桶的作用效果和一个男同学的作用效果相同，或者说等效。 播放“提前录制好的学生配合拉拉力器”通过视频来思考“如果效果完全相同我们就可以用合力来替代分力？这是一种什么物理思想？ 学生回答： 1.可以称为分力与合力。 2.不可以称为分力与合力。 学生理解“等效替代”的思想。 （一） 合力.分力 讲解： 学生思考与理解： 让学生3
新如果一个力作用在物体上产生的效果跟几合力与分力的作用效果相同。 在理解“等效替代”的基础上自己来意识到合力与课 个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力叫那几个力的合力，那几个力叫做这个力的分力 （二） 合力与分力的关系 探究一：同一直线上的两个力的合力 问题1：同一直线上两力同向与反向两种情况下的合力大小和方向？ 两个力方向相同和相反，即夹角分别是0°和180°时两力的合力是多少？ 探究二：不在同一直线上的两个力的合力 问题2：不在同一直线上两个力的合成是否也能直接相加减。（老师猜想可以） 演示实验2：分别用两个弹簧测力计和一个弹簧测力计与学生配合提起小水杯，实验探究出不在同一直线上两个力的合成不能直接相加减。 问题3：那么不在同一直线上两个力的合成遵循什么样的规律呢? 教师主导学生主体实验探究： 老师引导学生将提起水杯的弹簧测力计挂在黑板的挂钩上，（黑板上提前粘了两个挂钩）老师引导学生在黑板上画力的方向作用点然后读出分力的大小，选择一个合适的标度，让学生在黑板上画分力与合力的图示，老师负责将箭头端用虚线连接起来，引导学生回答像什么形状，一起回答：方向相同时，分力也是“等F合?F1?F2； 方向相反时，效替代”的关系，理解解决物理问题的一般方法：由简单到复杂，由特殊到一般。 学生根据经验猜想，突出感性认识是理性认识的基础。学生参与猜想活动，目的是培养学生根据事实，提出F合?F2?F1 （大减小） 学生猜想：学生根据生活经验积极思考，积极回答老师问题。 学生上讲台在老师的引导下探究力合成遵循的规律。 总结：两个分力之和不等于合力。 4
并告诉学生因为实验有误差平行四边形不太规则，如果没有误差就是一个非常规则的平行四边形，为了证明力的合成确实遵循平行四边形定则我们换个角度再做一次实验，（按教材要求做ppt演示） ①为什么两次要拉到同一点O呢？ 生：为了保证效果相同。 ②为什么要作力的图示而不是力的示意图？ 生：因为我们要研究合力与分力的大小关系，所以必须用图示法。 ③为了尽量减小实验中的误差，我们应该注意些什么？ 生：读数要尽可能准确，尽量取较大的值，同时每次拉的时候方向必须准确，每次都要达到同一点O………… ④实验中若选取弹簧秤来测力，如何选取弹簧秤，也就是说如何判断两个弹簧秤读数是否准确？（讨论并表述） 生：选用相同的弹簧秤，量程合适，可互拉一下看读数是否相同。 ⑤实验的结论是什么？ 我们发现三个力的图示恰好是一个平行四边形的两条邻边和一条对角线。 学生在黑板上画出力的方向，读出力的大小，找到力的作用点，选择合适的标度，在老师指导下画力的图示，将合力与分力的箭头端用虚线连接就得到力的合成遵循平行四边形定则。 改变两个分力的夹角再做一次实验，在老师的引导下一起回答老师的问题，最后发现力的合成确合理猜想的能力。 培养学生设计实验能力和数据处理能力。 体验科学探究过程，学会科学探究方法，培养独立思考的能力，培养学生表达能力实遵循平行四边形定则。 和归纳总结 学生总结实验结论：力的合成确实遵循平行四边行定则。 的能力。 完善学生对平行四边形定则的理解与掌握。 学生大声朗读实验结论： 从老师两个力合成时，以表示这两个力的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合力的大小和方向，这个法配合学生在黑板上进行实验到ppt展示引导学生实验，从而则叫做平行四边形定则。 让学生感受 到规律的可 5
讲授新 平行四边形的应用（作图法ppt展示：） 【例题1】运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。力F1＝3N，方向水平向右。力F2＝4N，方向竖直向上，用作图法求解合力F的大小和方向。解：选择某一标度，利用2cm的长度表示1N的力，作出力的平行四边形，用刻度尺量出对角线的长度L，即可求出，角度用量角器量出（直观但是误差较大）。另一种方法计算法通过解直角三角形。（这种方法准确）。 （三）合力与分力及分力间夹角θ的关系： 在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角变大，合力如何变化？ 为了解决这个问题我们做一道练习题 练习：有两个力大小都是10N，当它们的夹角分别是0°90° 120° 180°时 ，这两个力的合力的值是多少？ 紧接着播放一个flash演示夹角增大合力减小 总结： ①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向： F合＝F1＋F2 合力方向与两个力的方向相同 ②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向： 学生独立思考，发散思维。 靠性和一般性。 利用课堂获得的规律解决实际问题，让学生感知到探索的结果。 教师一步步引导学生去6
利用力的图示法完成ppt上的例题。 积极思考解决问题，并上黑板给大家讲授。 引导学生总结，学生积极发言，互相补充。 课 F合＝｜F1－F2｜