4力的合成教学目标

4　力的合成　 高中物理       人教2003课标版

知识与技能

（1）理解合力、分力、力的合成、共点力的概念；

（2）理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行的相互替代；

（3）会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成。

过程与方法

（1）培养学生的实验能力，理解问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力；

（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，培养探究知识的能力；

（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。

情感态度与价值观

（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，使学生领会跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度；

（3）让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，使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。

1.教材的地位和作用

《力的合成》是人教版必修1第三章第四节内容。本节内容上承三种基本性质力，下启力的分解、牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理等的理解和应用，因此，本节在物理学中的地位和作用至关重要。

本节课所涉及合力与分力的等效替代的思想贯穿在以后的学习过程中；

本节课通过探究导出力的合成法则——平行四边形定则，这也是所有矢量运算的工具，为以后学习运动的合成，电磁场的叠加奠定了基础。

教法

为让学生能理解平行四边形定则，让学生亲自去体验、去探究、去得出结论，这是突破难点和重点的重要手段，因此，本节课选择以实验探究法为主进行教学，同时辅以启发式教学和多媒体幻灯片视图教学。

学法

学生通过自主探究，记录和分析数据，作出分力与合力的图示，最后得出结论。

教学重点

（1）合力与分力的关系；

（2）运用平行四边形定则求合力。

教学难点

   实验探究方案的设计与实施

两个小孩用力抬起一桶水和一个成人用力提起同一桶水，用力的效果是相同的吗？

某同学两手抓单杆悬空，之后又改用一手抓单杆悬空，两次的效果是相同的吗？

两只狗拉雪橇在雪地上运动跟一只狗拉雪橇以同样的速度运动，效果相同吗？

………………

   通过这样一系列生活中常见的问题,学生不难得出效果相同的结论,此时等效替代的思想也就自然地引入了,同时也引出了分力与合力的概念。这时教师应该不失时机地追问:既然每种情境中前面两个力(分力)的效果跟后面一个力(合力)的效果是一样的,那么,分力与合力究竟有着怎样的关系呢?合力是不是等于分力之和呢？这样使学生对最初的思维定势 产生怀疑。由此便引出了这一节课的主题：实验探究合力与分力的关系，并得出互成角度的两力的合力范围

1）实验探究

先让学生对之前提出的问题进行合理的猜想，然后根据课前分发的实验器材（订有白纸的木板，两个弹簧秤，橡皮筋，细线，刻度尺）设计实验。

如何设计实验，学生面对器材可能会无从下手。

此时教师先演示互成角度的两个力的合成，为学生的探究作铺垫，同时让学生讨论

这个实验的目的是什么？
怎样保证合力与分力等效？
力的大小怎样知道？
力的方向如何确定？

对四个问题的讨论，能使学生对实验的设计与探究思路变得清晰。

学生分组实验，相互合作，在保证等效的前提下记录合力，分力的大小及方向，教师巡视指导，并提醒学生为减小误差，实验过程中应该注意的问题 ：水平使用弹簧时要重新调零；在拉弹簧的过程中要保持与木板平面水平；弹簧的伸长方向要和所测拉力的方向一致；弹簧，指针，拉杆都不要和木板发生摩擦；在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差；在同一次实验中，橡皮条两次应该拉长至同一位置）

    实验完成，整理实验器材，进行数据分析。

2）归纳总结，得出结论

请学生将实验所记录的分力和合力分别在白纸上作出力的图示（要求规范作图），观察三个力的图示的关系，学生提出猜想 好像是以 、 为临边的平行四边形的对角线。教师应立即抓住学生的这一猜想，不失时机地提醒，请同学们以分力 、 为临边作出平行四边形（另两边要求用虚线），画出对角线（虚线），比较画出的对角线与作出来的 的图示之间的关系，学生发现重合或基本重合。

教师作总结，实验不可避免有误差，全班同学都能得到上面的实验结果说明了力的合成的通性，在误差允许的范围内探究得到了分力与合力的关系。

得出结论（1）平行四边形定则  （播放动画）加深理解

说明（2）所有矢量计算的普遍定则

3）应用深化

（1）例题：运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

      力 ，方向水平向右，力 ，方向竖直向上。用作图法求解合力 的大小和方向。

教师要引导学生规范作图，得出合力，培养学生科学严谨的作图习惯

（2）请学生用作图法得出当两个分力之间的夹角不定的时候，合力的取值范围

 (两力夹角为0°)

 (两力夹角为180°，合力 与大的力方向一致)

夹角在0°—180°之间，合力 介于 与 之间。

（播放动画，加深印象）

多个力的合成呢？

（3）设置一问题：两小孩如教材P61面漫画所示抬水，如果换成两人用一根扁担抬水，也能用平行四边形定则求合力吗？

     后者不能用平行四边形求合力，教师分析，得出共点力的概念，并强调：力的平行四边形定则，只适用于共点力。

1）这节课主要学习了力的平行四边形定则，要求会用作图法求两共点力的合力；

2）这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角不定的情况下，合力 的取值范围，课后要多动手练习，掌握这种方法。

4　力的合成　

4　力的合成　

两个小孩用力抬起一桶水和一个成人用力提起同一桶水，用力的效果是相同的吗？

某同学两手抓单杆悬空，之后又改用一手抓单杆悬空，两次的效果是相同的吗？

两只狗拉雪橇在雪地上运动跟一只狗拉雪橇以同样的速度运动，效果相同吗？

………………

   通过这样一系列生活中常见的问题,学生不难得出效果相同的结论,此时等效替代的思想也就自然地引入了,同时也引出了分力与合力的概念。这时教师应该不失时机地追问:既然每种情境中前面两个力(分力)的效果跟后面一个力(合力)的效果是一样的,那么,分力与合力究竟有着怎样的关系呢?合力是不是等于分力之和呢？这样使学生对最初的思维定势 产生怀疑。由此便引出了这一节课的主题：实验探究合力与分力的关系，并得出互成角度的两力的合力范围

1）实验探究

先让学生对之前提出的问题进行合理的猜想，然后根据课前分发的实验器材（订有白纸的木板，两个弹簧秤，橡皮筋，细线，刻度尺）设计实验。

如何设计实验，学生面对器材可能会无从下手。

此时教师先演示互成角度的两个力的合成，为学生的探究作铺垫，同时让学生讨论

这个实验的目的是什么？
怎样保证合力与分力等效？
力的大小怎样知道？
力的方向如何确定？

对四个问题的讨论，能使学生对实验的设计与探究思路变得清晰。

学生分组实验，相互合作，在保证等效的前提下记录合力，分力的大小及方向，教师巡视指导，并提醒学生为减小误差，实验过程中应该注意的问题 ：水平使用弹簧时要重新调零；在拉弹簧的过程中要保持与木板平面水平；弹簧的伸长方向要和所测拉力的方向一致；弹簧，指针，拉杆都不要和木板发生摩擦；在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差；在同一次实验中，橡皮条两次应该拉长至同一位置）

    实验完成，整理实验器材，进行数据分析。

2）归纳总结，得出结论

请学生将实验所记录的分力和合力分别在白纸上作出力的图示（要求规范作图），观察三个力的图示的关系，学生提出猜想 好像是以 、 为临边的平行四边形的对角线。教师应立即抓住学生的这一猜想，不失时机地提醒，请同学们以分力 、 为临边作出平行四边形（另两边要求用虚线），画出对角线（虚线），比较画出的对角线与作出来的 的图示之间的关系，学生发现重合或基本重合。

教师作总结，实验不可避免有误差，全班同学都能得到上面的实验结果说明了力的合成的通性，在误差允许的范围内探究得到了分力与合力的关系。

得出结论（1）平行四边形定则  （播放动画）加深理解

说明（2）所有矢量计算的普遍定则

3）应用深化

（1）例题：运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

      力 ，方向水平向右，力 ，方向竖直向上。用作图法求解合力 的大小和方向。

教师要引导学生规范作图，得出合力，培养学生科学严谨的作图习惯

（2）请学生用作图法得出当两个分力之间的夹角不定的时候，合力的取值范围

 (两力夹角为0°)

 (两力夹角为180°，合力 与大的力方向一致)

夹角在0°—180°之间，合力 介于 与 之间。

（播放动画，加深印象）

多个力的合成呢？

（3）设置一问题：两小孩如教材P61面漫画所示抬水，如果换成两人用一根扁担抬水，也能用平行四边形定则求合力吗？

     后者不能用平行四边形求合力，教师分析，得出共点力的概念，并强调：力的平行四边形定则，只适用于共点力。

1）这节课主要学习了力的平行四边形定则，要求会用作图法求两共点力的合力；

2）这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角不定的情况下，合力 的取值范围，课后要多动手练习，掌握这种方法。