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視頻標簽：力的合成
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教課標版必修1第三章第四節力的合成-湖北省課
教學設計、課堂實錄及教案：高中物理人教課標版必修1-5力的合成-湖北省課
教學目標
教 學 目 標
1、知識與技能
（1）能從力的作用效果等效性來理解合力與分力的概念。
（2）通過實驗探究得出力的平行四邊形定則。
（3）會用作圖法求共點力的合力。
（4）知道合力大小與分力大小、夾角的關系。
2、過程與方法
（1）．了解物理學常用的方法——等效替代法．
（2）．通過實驗探究方案的設計與實施，培養學生實驗探究的能力，應用數學知識解決問題的能力。
（3）．學生在親自探究過程中體會到學習的樂趣，知道實驗結果在誤差允許范圍內是準確的．
3、情感態度與價值觀
培養學生交流的能力、團結合作精神，激發學生的學習興趣，體會在科學探究中即要大膽猜想，又要嚴謹求證。
2學情分析
3重點難點
教學重點
1、通過實例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通過實驗探究“互成角度的兩個力的合成”所遵循的平行“四邊形定則”
教學難點
理解合力與分力關系、實驗探究方案的設計與實施。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學目標
教 學 目 標
1、知識與技能
（1）能從力的作用效果等效性來理解合力與分力的概念。
（2）通過實驗探究得出力的平行四邊形定則。
（3）會用作圖法求共點力的合力。
（4）知道合力大小與分力大小、夾角的關系。
2、過程與方法
（1）．了解物理學常用的方法——等效替代法．
（2）．通過實驗探究方案的設計與實施，培養學生實驗探究的能力，應用數學知識解決問題的能力。
（3）．學生在親自探究過程中體會到學習的樂趣，知道實驗結果在誤差允許范圍內是準確的．
3、情感態度與價值觀
培養學生交流的能力、團結合作精神，激發學生的學習興趣，體會在科學探究中即要大膽猜想，又要嚴謹求證。
4.1.2學時重點
教學重點
1、通過實例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通過實驗探究“互成角度的兩個力的合成”所遵循的平行“四邊形定則”
4.1.3學時難點
教學難點
理解合力與分力關系、實驗探究方案的設計與實施。
4.1.4教學活動
活動1【導入】力的合成教學設計
教 學 過 程
（一）情景引入：
1、 實例演示 ：分別請一位女生和兩位男生把一個水桶從地面上提起后不動。
同學們仔細觀察會發現一位女生用一個力和兩位男生用兩個力共同作用把水桶提起， 在這個事件上，這一個力產生的作用效果和兩個力的作用效果是相同的。
2、介紹生活中還有很多例子可以說明同樣的問題。
【展示幻燈片，欣賞圖片】 引入：在這些例子中，一個力與幾個力產生了同樣的效果，可以用這一個力代替那幾個力，這一個力與那幾個力是什么關系呢?這節課我們就來學習這些知識。
（二）建立概念
一、合力、分力、力的合成：
1、剛才一位女生用一個力和兩位男生用兩個力共同作用把水桶提起， 在這個事件上，這一個力產生的作用效果和兩個力的作用效果是相同的，這一個力叫合力，那兩個力叫分力。
當一個物體受到幾個力共同作用時，我們常常可以求出這樣一個力，這個力的作用效果跟原來幾個力的共同作用效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，原來的那幾個力叫做分力。求幾個力合力的過程叫做力的合成 。
2、注意力合成的思想：為了問題簡化，用一個力等效代替幾個力，并不是物體多受了一個合力。
3、那么幾個力的合力怎樣來求呢?
【展示幻燈片，欣賞圖片】
（三）猜想探究：
創設情景、提出問題
力的合成是不是簡單地相加減．它們之間的關系到底是怎樣的呢?
為了得到它們的關系，這節課要求同學們用實驗親自探究。
實驗探究求合力的方法
1、學生設計實驗
根據桌上提供的器材來探究求合力的方法，同學們先按座位分小組討論 ：（1）實驗目的是什么？ （2）誰是研究對象？力的作用點在哪？哪是分力？哪是合力？（3）怎樣保證兩分力F1、F2和合力F等效？（4）實驗應記錄些什么？（5）力的三要素如何確定？（為了降低探究難度，要求學生閱讀課本中的實驗描述得到一點提示，同時把這里的問題用幻燈片顯示保留）
學生閱讀完課本相關內容后，在做實驗之前，讓一個小組的同學回答以上問題，介紹他們的實驗器材的選擇和實驗方案的設計過程。
2、以下內容學生回答，教師補充完善
對于受力物體的選擇，我們選擇了容易發生形變的橡皮條來進行。在一個彈簧測力計和兩個彈簧測力計共同作用下讓橡皮條都被拉到同一點。
【展示幻燈片】
選擇的儀器：方木板、白紙、圖釘（若干)、橡皮條、輕質圓環、細繩套(兩根)、彈簧測力計(兩只)、刻度尺、量角器。
實驗步驟設計 ：
（1）把木板平放在桌子上，用圖釘把白紙定在木板上。
（2）用圖釘把橡皮條一端固定在G點(G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，結點自然狀態在E點。
（3）用兩彈簧測力計分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條，使結點到達某一位置O點。并記下O的位置，用鉛筆在白紙上從O點沿兩條細繩的方向畫直線，分別讀出記下兩只彈簧測力計示數F1、F2的大小。
（4）放開彈簧測力計，使結點重新回到E點，再用一只彈簧測力計，通過細繩把橡皮條的結點拉到O點，讀出彈簧測力計的示數F，記下細繩的方向。
（5）按同一標度作出F1、F2和F的力的圖示
（6）探究這三個力的大小及方向的關系．
4、學生開始分組探究
（教師巡視解惑，觀察學生實驗情況，數據處理，要求操作的規范，遵從實驗結果，盡量把誤差減小到最小。）
提出注意事項：
①同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是；將兩只彈簧測力計勾好后對拉，若兩只彈簧測力計在拉的過程中，讀數相同，則可選，若不同，應另換，直至相同為止，使用時彈簧測力計與板面平行。
②在滿足合力不超過彈簧測力計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．
③在同一次實驗中，橡皮條拉長的結點O位置一定要相同．
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作出力。
5、分析交流
當學生完成以上實驗步驟中的第（5）步后請同學們仔細分析三個力的圖示的關系，是不是合力大小等于兩個分力大小之和? （建議用虛線把合力的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端連接，也許能夠得到啟示。）
觀察得到：虛線和原來的兩個分力構成了一個四邊形，這個四邊形好像是平行四邊形，兩個分力為平行四邊形的兩條鄰邊．合力為它們所夾的對角線上
6、論證總結【投影展示幾組同學的實驗結果】
總結 ：在誤差范圍內，F幾乎是以F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對角線。這就是今天我們用自己設計的實驗探究出的結論。實際上在我們之前偉大的人們已經做過很多次的、精細的實驗，最后確認，互成角度的兩個力的合成，不是簡單的兩個力相加減，而是用表示這兩個力的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，這個法則叫做力的平行四邊形定則。
（四）鞏固反饋
問題1、下面我們通過一個例題進一步加深對平行四邊形定則的理解。
【幻燈片展示例題】學生讀題并嘗試解決例題
例題：如圖，水桶重200N，兩個同學分別用200N的力互成150 °角提水桶，能不能提起來？
解： 取1㎝長的線段表示50N的力
作出力的平行四邊形，如圖所示，
量出對角線長度，
則合力大小F=104N提不起來。
回顧兩位男生提水的情景
問題2：在兩個分力大小不變的情況下，改變兩個分力的夾角，合力怎樣變化?
①合力隨夾角的變大而變小，隨夾角的變小而變大．
什么情況下合力最大，什么情況下合力最小?
②當兩個分力之間的夾角為0°時兩個力的合力最大，最大值為二力之和；當兩個分力之間的夾角為180°兩個力的合力最小，最小值為二力之差．
【幻燈片展示 欣賞動畫】 進一步體會合力的大小和分力夾角之間的關系
【幻燈片展示】
⑴F合隨F1和F2的夾角θ增大而減小
⑵合力的取值范圍：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
⑶F合可能大于、等于、小于 F1、F2
五、小結
這節課主要掌握利用平行四邊形定則，用作圖法求兩共點力的合力，并且用作圖法得出兩力夾角在不定的情況下，F合取值范圍，同學們下課后要多動手練習，掌握這種方法。
六、布置作業
課本64頁課后習題“問題與練習”中的第2、3題
七、板書設計
一、合力與分力：一個力單獨作用的效果跟幾個力的共同作用效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，原來的那幾個力叫做分力。
二、力的合成：求幾個力合力的過程叫做力的合成 。
三、探究 ：求合力的方法。
四、鞏固反饋：
1、問題1：求兩個等大已知分力的合力。
2、問題2：當兩個分力大小定時，合力大小與分力間夾角θ關系。
3、問題3：兩人提水怎樣更省力。
八、教學反思
由于學生已習慣質量、體積等標量的代數運算，習慣于l＋l=2，1-1＝0，而對于矢量運算中出現的l＋l＜1，l＋l＞1，l＋l=1等這些難以接受。為了改變學生的這一習慣，突破這難點，讓學生真正掌握矢量的合成法則——平行四邊形定則，在這堂課上一直以學生為主體，避免教師一言堂，一些環節采用師生對話，教師以提出問題的方式引導學生。多些時間給學生，讓學生通過實例理解合力與分力是等效替代的關系；通過分組實驗探究“平行四邊形定則”真正體現自主學習，讓學生真正學有所得。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
