4力的合成教案设计

4　力的合成　 高中物理       人教2003课标版

（一）知识与技能

1.理解力的合成、合力与分力的概念。

2.理解力的平行四边形定则。

3.会用作图法求解两个共点力的合力，并能判断其合力随夹角的变化情况

（二）过程与方法

1.在学习合力、分力、力的合成等知识的过程中，体会“等效替代”的方法。

2.在“探究求合力的方法”的实验过程中，初步学会“科学猜想、设计实验、分析验证、归纳总结”的科学探究方法，提高动手操作能力和观察分析能力。

（三）情感态度与价值观

1.在“探究求合力的方法”的实验过程中，体会合作、交流、互助的意义，体验成功的喜悦。

2.在应用力的合成的知识解释生活中实例的过程中，体会物理与生活的密切关系。

学习本节内容需要有力的矢量性、力的三要素、力的图示等物理知识和有关平行四边形和三角形的几何知识，高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，他们习惯于标量的代数运算，即使对位移、加速度等矢量，之前也是由直接计算得出的，没有触及矢量运算，同时因为有些学生几何知识迁移能力较差，对力的平行四边形定则这一图形计算往往不习惯。意识到学生在这个问题上的巨大困难，通过小组探究方式教学，让学生在探究活动过程中获得切身体验，加深学生对平行四边形定则的理解。

1.理解力的合成、合力与分力的概念。

2.理解力的平行四边形定则。

3.会用作图法求解两个共点力的合力，并能判断其合力随夹角的变化情况

（一）情景导入，激发兴趣

生活中常见到这样的事例：一桶水可以由两个人提，也可以由一个人提。

【展示】请两位同学到讲台前共同提起重约200N一水桶；然后让一位同学自己提起这一桶水。

【思考】两次提水的过程，作用效果是否相同？学生施加的力是否相同？

学生通过实践体验 ，感悟等效思想

两次提水的过程中，作用效果相同，几位同学施加的力的大小不相同。

【思考】生活中还有哪些事例是说明一个力与几个力的作用效果相同？请举例。

学生思考列举实例：用两条绳和一条绳子吊着白炽灯、很多只狗拉着雪撬前进。

激发学生学习兴趣

（二）学生阅读，教师引导

教师引导学生阅读教材，自我总结合力、分力概念。

合力与分力：如果一个力产生的作用效果跟几个力产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫分力。

力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。

合理与分力是等效替代的关系。合理为等效假想力，分力为实际存在力。

    请学生利用两个弹簧秤、钩码、细绳，模拟提水过程，看两个力的代数和与一个力是否相等。

1.①用两只弹簧秤通过两个细绳差不多竖直的提起一个钩码，读数；

②让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角，读数。

2.用一个弹簧秤提起钩码，读数。

结论：矢量既有大小又有方向，当它们的方向互 成某一角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。 即F≠F1+F2

根据模拟实验的结果,猜想分力与合力可能存在什么关系 ？

学生可能猜想：F>F1+F2 (实验 ② 中两弹簧秤夹角大于120 °） ；F（实验 ② 中两弹簧秤夹角小于120 °）；F≠F1+F2 （实验 ② 中两弹簧秤夹角有大于120 °也有小于120 °的，做了多次；最直观经验 ）。

究竟哪种猜想是正确的？

学生通过模拟提水的实验，养成有根据的进行科学猜想与假设的习惯。并通过猜想引出下面的探究实验。

(三)小组探究，教师诱思

设计实验：探究求合力的方法即探究力的合成遵循的规律。

【思考】①在这个实验中合力与分力等效的标志是什么？

②合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示之间的关系怎样？

③实验应记录些什么？

要求首先独立设计，然后小组交换意见，形成小组的设计方案。 学生自告奋勇代表本组同学到讲台展示方案；下面的学生观察，找出操作同学的不妥之处。补充与完善各组的方案。

分组实验，每组测量3组数据，处理完后得出自己验证的结论，即原来的猜想是否正确。然后各组选出代表，把实验结果汇总报告。

验证猜想

学生猜测组成的图形为平行四边形，怎么证明这个结论呢？

【提示】借助尺子和量角器，利用初中几何知识验证自己猜想。

通过验证探究的结果是否正确，培养学生科学的思维方法和严谨的科学态度。

结论：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。这个法则叫做平行四边形定则。

力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上。求这两个力合力的大小和方向

作图法，引导学生规范作图，培养学生科学严谨的作图习惯 。

这两个力的合力F 的大小和方向能否用其它的方法求？如何求？

计算法，方法拓展，开阔同学解题思路

选择适当标度，做出力的平行四边形。

用刻度尺量出对角线的长度。

根据比例关系求出合力的大小是75 N。

用量角器量出合力与F1的夹角是53°。

（四）学生展示，师生互助

【思考】1.合力与分力的夹角的关系

①两个力F1、F2的合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角变化而如何变化？

②什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？

③合力F是否总大于原来两个力F1、F2

结论：合力与分力的夹角的关系

①合力随着θ的增大而减小。

②当θ= 0°时，F有最大值F max =

 当θ= 180°时，F有最小值 F min  

③合力既可以大于，也可以小于或等于原来的任意一个分力。

≤F≤

【思考】2.多力合成

前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理？由两个力合成扩展到多个力合成，强化了合成的“等效性”思想，前后呼应，有利于学生对等效思维方法的真正领悟。这两个问题可加深学生对力的合成规律的认识。将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。

力的合成的平行四边形定则是不是在任何情况下都能用？有没有适用的条件？

阅读书本第63页“共点力”

【提示】在阅读的时候注意这样几个问题:

①什么样的力是共点力？

②你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？

③力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？

教材共点力的内容，文字说明详细，定义明确，且有图片分析，适合学生自学，这样设计有利与培养学生自学分析能力

如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。    

注：力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。

（五）课堂小结

回顾这节课学到了哪些新知识？获得了哪些处理问题的方法？有哪些成功的体验和失败的教训？

课堂小结：先进行学习效果测验，为学生自我评价本节学习情况提供依据，再让学生自己总结课堂内容，畅谈收获与体会，培养学生概括总结能力，从而构建学生自己的知识框架。

（六）布置作业

课后完成教材第64页“问题与练习”第2、3题。

4　力的合成　

4　力的合成　

（一）情景导入，激发兴趣

生活中常见到这样的事例：一桶水可以由两个人提，也可以由一个人提。

【展示】请两位同学到讲台前共同提起重约200N一水桶；然后让一位同学自己提起这一桶水。

【思考】两次提水的过程，作用效果是否相同？学生施加的力是否相同？

学生通过实践体验 ，感悟等效思想

两次提水的过程中，作用效果相同，几位同学施加的力的大小不相同。

【思考】生活中还有哪些事例是说明一个力与几个力的作用效果相同？请举例。

学生思考列举实例：用两条绳和一条绳子吊着白炽灯、很多只狗拉着雪撬前进。

激发学生学习兴趣

（二）学生阅读，教师引导

教师引导学生阅读教材，自我总结合力、分力概念。

合力与分力：如果一个力产生的作用效果跟几个力产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫分力。

力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。

合理与分力是等效替代的关系。合理为等效假想力，分力为实际存在力。

    请学生利用两个弹簧秤、钩码、细绳，模拟提水过程，看两个力的代数和与一个力是否相等。

1.①用两只弹簧秤通过两个细绳差不多竖直的提起一个钩码，读数；

②让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角，读数。

2.用一个弹簧秤提起钩码，读数。

结论：矢量既有大小又有方向，当它们的方向互 成某一角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。 即F≠F1+F2

根据模拟实验的结果,猜想分力与合力可能存在什么关系 ？

学生可能猜想：F>F1+F2 (实验 ② 中两弹簧秤夹角大于120 °） ；F（实验 ② 中两弹簧秤夹角小于120 °）；F≠F1+F2 （实验 ② 中两弹簧秤夹角有大于120 °也有小于120 °的，做了多次；最直观经验 ）。

究竟哪种猜想是正确的？

学生通过模拟提水的实验，养成有根据的进行科学猜想与假设的习惯。并通过猜想引出下面的探究实验。

(三)小组探究，教师诱思

设计实验：探究求合力的方法即探究力的合成遵循的规律。

【思考】①在这个实验中合力与分力等效的标志是什么？

②合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示之间的关系怎样？

③实验应记录些什么？

要求首先独立设计，然后小组交换意见，形成小组的设计方案。 学生自告奋勇代表本组同学到讲台展示方案；下面的学生观察，找出操作同学的不妥之处。补充与完善各组的方案。

分组实验，每组测量3组数据，处理完后得出自己验证的结论，即原来的猜想是否正确。然后各组选出代表，把实验结果汇总报告。

验证猜想

学生猜测组成的图形为平行四边形，怎么证明这个结论呢？

【提示】借助尺子和量角器，利用初中几何知识验证自己猜想。

通过验证探究的结果是否正确，培养学生科学的思维方法和严谨的科学态度。

结论：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。这个法则叫做平行四边形定则。

力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上。求这两个力合力的大小和方向

作图法，引导学生规范作图，培养学生科学严谨的作图习惯 。

这两个力的合力F 的大小和方向能否用其它的方法求？如何求？

计算法，方法拓展，开阔同学解题思路

选择适当标度，做出力的平行四边形。

用刻度尺量出对角线的长度。

根据比例关系求出合力的大小是75 N。

用量角器量出合力与F1的夹角是53°。

（四）学生展示，师生互助

【思考】1.合力与分力的夹角的关系

①两个力F1、F2的合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角变化而如何变化？

②什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？

③合力F是否总大于原来两个力F1、F2

结论：合力与分力的夹角的关系

①合力随着θ的增大而减小。

②当θ= 0°时，F有最大值F max =

 当θ= 180°时，F有最小值 F min  

③合力既可以大于，也可以小于或等于原来的任意一个分力。

≤F≤

【思考】2.多力合成

前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理？由两个力合成扩展到多个力合成，强化了合成的“等效性”思想，前后呼应，有利于学生对等效思维方法的真正领悟。这两个问题可加深学生对力的合成规律的认识。将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。

力的合成的平行四边形定则是不是在任何情况下都能用？有没有适用的条件？

阅读书本第63页“共点力”

【提示】在阅读的时候注意这样几个问题:

①什么样的力是共点力？

②你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？

③力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？

教材共点力的内容，文字说明详细，定义明确，且有图片分析，适合学生自学，这样设计有利与培养学生自学分析能力

如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。    

注：力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。

（五）课堂小结

回顾这节课学到了哪些新知识？获得了哪些处理问题的方法？有哪些成功的体验和失败的教训？

课堂小结：先进行学习效果测验，为学生自我评价本节学习情况提供依据，再让学生自己总结课堂内容，畅谈收获与体会，培养学生概括总结能力，从而构建学生自己的知识框架。

（六）布置作业

课后完成教材第64页“问题与练习”第2、3题。