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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》周（安徽省淮北）
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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》（安徽省淮北市第一中學）
《力的合成與分解》教學設計
（第1課時）
【教學思路與設想】
本節課教學設計的主旨是：呈現核心素養引領下的物理課堂。
首先，通過節前問題結合生活實際，開門見山，認識共點力，了解力的合成的必要性。接著從兩次拉彈簧的情境入手滲透“等效替代”的思想，進而認識合力與分力的概念，加深了學生對“等效替代”思想在解決問題及生產生活中實際問題的理解。
其次，通過實驗 “探究兩個互成角度的兩個共點力的合成規律”，讓學生理解力的合成與力的分解的方法，通過作圖尋找“作用效果相同的兩個力與一個力”之間的關系，經過問題、證據、解釋、交流等環節，在思維碰撞中形成共識，得出平形四邊形定則。教學過程中立足學生認知規律，聚焦學生思維，問題的設計由易到難，由特殊到一般，層層遞進，同時根據學生已有經驗，充分利用實驗，造成認知沖突，激發學生的探究熱情。在實驗過程中培養學生設計實驗、動手操作的能力，在合作、交流、討論中培養學生科學探究能力和科學嚴謹的態度。
在得出平形四邊形定則后，向學生介紹平形四邊形的發現史，讓學生了解物理學規律發現歷程，體會規律形成的漫長與艱辛，增強學生的責任感。
本節課教學的難點是：探究平行四邊形定則過程中，由“數”到“形”的跨越。如何讓學生觀察所作出的力的圖示猜想到平行四邊形是一個很難跨越的門檻，為突破該難點，教學中采取三個措施：一，利用愛因斯坦的名言讓學生感受猜想的重要，鼓勵學生大膽猜想；二，通過作出兩分力與合力之比3:4:5這種特殊情形的力的圖示，使學生容易猜想到矩形；三，利用透明網格墊板觀察任意角度的力的圖示，學生很容易觀察到平形四邊形，對突破教學難點能起到破冰功效。
最后，通過調整實驗步驟引出力的分解，讓學生了解力的合成與分解是互為逆運算，同樣遵循平形四邊形定則，接著讓各組學生在透明墊板上分解相同的已知力，卻得到各不相同的平形四邊形，設置懸疑，引發思考，調動學生繼續探究的熱情，并讓學生明確力的分解的不唯一性，同時為第二課時的教學做鋪墊。
【教學目標與核心素養】
物理觀念：
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | 設計意圖 |
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創設情境 導入新課 新課教學 |
【投影】 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，這幾個力叫作共點力。 問題1：一個靜止的物體，在某平面上受到五個共點力作用，你能判斷這個物體將向哪個方向運動嗎？ 問題2:靜止在光滑水平面上的物體，如果受到水平向右的拉力，你能確定物體將向哪個方向運動嗎？  設問：能不能找到這樣一個力，該力單獨作用的效果與這五個力共同作用的效果相同？如果存在這樣一個力，我們就可以用這一個力去代替那五個力，從而化繁為簡，就可以判斷物體將向哪個方向運動了。 1.合力與分力 設問1：先后兩次把同一彈簧拉到同一位置，這兩次拉力的作用效果是否相同？依據是什么？   設問2：如左圖所示，一次是用一個力拉彈簧，一次是用兩個力拉彈簧，你能分辨出來嗎？ F與F1、F2之間可不可以相互替代呢？ 合力與分力 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，這個力就叫作那幾個力的合力。 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，這幾個力就叫作那個力的分力。 合力和分力是一種等效替代的關系。 2．力的合成 求幾個力的合力的過程或方法叫做力的合成 【板書】  設問：力的合成遵循什么規律呢？ 探究一：同一直線上的兩個共點力的合成   思維風暴： 3+4 在什么情況下不等于 7 ？ 演示實驗：  現象：3+4=“5” 分析：“合”非“和” “合”——等效替代的結果 “和”——代數運算的結果 設問：你認為互成角度的兩個力合成時代數運算不適用的原因是什么？ 兩個分力F1、F2與F的比值3:4:5，你能聯想到什么？ 思考：我們的思維可不可以再向前一步，如果改變兩分力的方向，3+4還可以等于多少？ 互成任意角度的兩個共點力的合成究竟遵循什么規律呢？ 探究二：互成角度的兩個共點力的合成 展示：實驗器材： 方木板，白紙，彈簧測力計（兩只），橡皮筋（細繩套2個），三角尺，刻度尺，圖釘（5枚） 請同學們根據提供的實驗器材，小組討論，設計實驗方案，探究互成角度的兩個共點力合成的規律。 思考：1、如何保證分力與合力的作用效果相同？ 2、需要測量什么？記錄哪些信息？ 3、如何把力形象而又準確的畫出來呢？ 巡視了解學生方案，組織引導學生交流方案，歸納總結實驗步驟及注意事項 指導學生分組實驗探究 巡視了解學生實驗情況，拍照采集學生實驗瞬間 小組展示實驗成果 引導學生觀察作出的力的圖示，鼓勵學生大膽猜想 投影： 若無某種大膽放肆的猜想，一般是不可能有知識的進展的。 ——愛因斯坦 引導學生猜想：
 2、任意角度的兩個力的合成：   提問：如何驗證你的猜想是否正確？ 學生展示作圖成果 理論值與測量值存在誤差， 兩者不能完全重合。 誤差分析：展示學生做實驗時操作不規范的瞬間照片 總結：平行四邊形定則 兩個力合成時，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，這個規律叫作平行四邊形定則 投影：歷史積淀：平行四邊形定則的發現歷程  問題： 你能否利用平形四邊形定則求出這五個力的合力？  3.力的分解 問題：如果把剛才的實驗順序調換，即先用拉力F把結點拉到O點，再用拉力F1和F2共同拉結點至O點，使產生相同效果，這樣操作和剛才實驗的操作相比，意義上有什么不同？ 求一個力的分力的過程叫作力的分解 設問：力的分解是否遵循平行四邊形定則？ 力的分解與力的合成互為逆運算 【板書】  指導各組分解相同的已知力F 收回透明網格墊板，重疊在一起，發現：以表示F的線段為對角線作出的平行四邊形各不相同。 （預設） 課外拓展： 思考：一個已知的力究竟應該怎樣分解？ |
觀察圖片 思考、回答 觀察、回答 回答問題 了解合力、分力以及力的合成的概念 根據已有經驗回答問題 觀察實驗 思考并回答 問題 直角三角形，F1、F2的夾角為90° 小組討論 設計實驗方案 交流實驗方案 分組實驗 觀察、猜想 根據演示實驗“3+4=5” 聯想到矩形 學生用網格墊板輔助猜想 作圖檢驗猜想的正確性 方法交流  思考、回答 了解力的分解的概念 在給定的墊板上作圖，分解已知力 觀察現象 |
把現實生活中的相關研究對象轉換成共點力作用物體模型，提升學生的科學思維水平 創設情境，激發學生思維 認識力的合成的必要性 明確力的作用效果相同的含義 體會等效替代的思想 形成物理概念 鋪設臺階 由易到難 形成認知沖突 激發探究熱情 相互垂直的兩個共點力合成 由特殊到一般，調動學生深入學習熱情 培養學生設計實驗、動手操作能力，在合作、交流、討論中培養學生科學探究能力 收集學生實驗時不規范的操作，對其進行實驗規范操作教育，也有助于誤差分析 感受大師思想，培養科學探究觀念 引導學生根據兩個分力及其合力的矢量圖的平面位置關系，利用透明網格板，調整角度，觸發學生聯想，判斷出它們可能具有平行四邊形的幾何關系，完成由“數”到“形”的跨越。 由“猜想”到“驗證”，培養學生嚴謹的科學探究素養。 培養學生對實驗數據采取實事求是的態度 糾正學生不良習慣 總結探究結果，形成規律，增強學生的成就感 了解物理學規律發現歷程，體會規律形成的漫長與艱辛，增強學生的責任感 學以致用 引出力的分解 啟迪思維 形成知識體系 設置懸疑，引發思考，調動學生探究熱情 明確力的分解的不唯一性，為第2課時的教學作鋪墊 |
| 課堂小結 |
1.等效替代思想是物理學中的常用方法，可以使復雜問題簡單化 2.矢量的運算必須遵循平行四邊形定則 |
總結收獲 | 引導學生在回顧本節課知識的同時，領悟物理科學思想、科學思維、科學方法 |
| 拓展學習 | 查閱資料進一步了解、感受平形四邊形定則的發現過程 | 課外查閱資料，撰寫心得感悟 | 培養學生的科學態度與責任 |
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
