4力的合成教学教案设计

4　力的合成 高中物理       人教2003课标版

         本节课是必修一的重点，是研究力的平衡的基础，也是学习牛顿运动定律的基础。本节课的内容包括，合力、分力、力的合成、共点力等概念，以及平行四边形定则。

本节课有两个关键点，一是等效替代思想的建立，二是通过实验探究合力与分力的关系。

平行四边形定则不仅是力的合成必须遵守的定则，也是所有矢量运算必须遵循的矢量的运算法则，是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，因此本节内容为今后学生学习速度、位移、加速度等矢量及运算奠定了基础，具有非常重要的作用。同时，平行四边形的验证过程，对培养学生严谨的科学态度和科学思维方法也有很重要的作用.

        本节课的内容比较抽象,因此借助于演示实验和多媒体演示及学生的分组实验结合应用是十分必要的,通过演示实验和多媒体演示可以将抽象的内容变得直观,再加上让学生自己两次进行探究,可以通过个角度刺激学生的感观，让学生掌握所学内容,并增加了课堂的趣味性;本节课通过循序渐进的方式将所教内容 不断深化,分阶段、分台阶地引导学生掌握所学内容,完成学习的任务.

（一）知识与技能

1、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。

2、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，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

（二）过程与方法

1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

2、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

（三）情感、态度与价值观

培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。培养学生合作、交流、互助的精神。

1、等效替代思想  2、平行四边形定则的探究   3.平行四边形定则的发现

走班制A层次，基础较好，接受能力较强，但是班内学生的水平差别较大。

演示实验、分组讨论,归纳、总结

方木板、白纸、橡皮筋、弹簧测力计（若干）、刻度尺、细绳、图钉

（一）回忆前面位移的求法

假设你向南走400m到一个十字路口，再向东走300m,则你走的位移为多少?   

（二）引入新课

⑴请同学们看曹冲称象的动画-------引出等效替代的思想方法.再请同学们举出一些生活中应用等效替代的实例.

（2）看图

一个成年人用的力与两个孩子用的力效果相同

得出合力与分力的概念和力的合成的概念.

(强调替代的概念是等效的)

(三)进行新课

1.引出概念

一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力. 求几个已知力的合力叫做力的合成。

老师指明:

（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和，方向跟这两个力的方向相同。

（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差，合力的方向跟较大的力方向相同。

 提问:若两个力不在同一直线上时，其合力大小又是多少？合力的方向怎样？

2.提出问题----课本P62

学生回答(大多学生说不是,少数学生回答是,还有一部分学生不肯回答)

演示实验一(用弹簧秤测量钩码的重力模拟学生提水的实验)

结论:F1+F2 不等于200N.

演示实验二

播放动画互成90度角的两个力的合成.

结论:互成90度角的两个力的合成,其合力

正好是以两个分力为邻边作出平行四边形的对角线

提问:任意角度的两个力的合成,其合力是不是正好是以

两个分力为邻边作出平行四边形的对角线?

3.探究过程(分小组讨论)

探讨实验方案:

学生分组讨论:.....

(学生按这几个问题分组讨论设计方案……)

(1)怎样设计才能更容易控制两种情况下力的作用效果相同?怎样设计才能在判断“合力和分力产生的效果相同”上比较准、比较容易？

(2)实验应记录些什么?怎样记录?

(3)如何确定分力的大小和方向? 如何确定合力的大小和方向?

(提示学生参考演示二的动画及老师提供的器材探讨并设计方案,只是将90度角变成一般夹角而已)

学生汇报: 方案一………  方案二………  方案三………

比较方案,根据上面的三个问题引导学生逐渐靠近可行性方案:

学生得出实验方案:在同一平面上分别用一个弹簧秤和两个弹簧秤拉橡皮条,使其身长相同的长度,分别记下弹力的大小和方向,再寻找合力和分力的关系.

学生按以上方案分组实验,老师指导

第一组30°～60°,第二组60°～ 90°, 第三组60°～ 90°, 第四组120°～ 150°

⑵注意用铅笔记录弹力的大小和方向并画出力的图示.

分析数据:根据白纸上所画的两个分力与合力的图示进行思考:将合力与分力关系转化成三条线段关系?线段大小和方向问题如何处理?

老师引导:怎样验证?把三个线段的端点连起来吗?连起来后是平行四边形吗?( 由于实验有误差,有的同学画出来象平行四边形,有的同学画出来不象平行四边形)怎样证明真的是平行四边形呢?代表分力的线段处在平行四边形的什么位置?代表合力的线段处在平行四边形的什么位置?可先根据两个分力画出平行四边形,再将其对角线与合力进行对比,看是否重合或偏差有多大,是否在误差允许范围内可以确认是一个平行四边形

分组进行:每小组各自画图进行验证……(要求三力画实线.辅助线画虚线)

综合分析:让每组出一个代表汇报自己的探究结果,得出结论.

教师总结:力的合成定则----力的合成遵循平行四边形定则

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.

4. 力的合成定则的应用

(1)适用条件

是否任何情况下,物体所受各力都可合成?学生阅读教材第63面有关内容,了解了共点力概念,知道力的合成定则适用于共点力问题.

(2)多力合成问题---将多力的合成用等效替代的思想将多力的合成变成二力合成.

(四)课堂小结

通过这节课的学习我们发现,力的合成一般不能象标量那样用简单的“加减法”进行运（同一直线上的力的合成除外）,通过探究,我们发现力的合成要按“平行四边形定则” 进行,其实,这一运算法则也是所有矢量运算(比如位移)的普遍法则,因此大家要重视理解,学以致用.

 
1．在力的合成中，正确的是 （        ）
A. 合力一定大于其中一个已知力
B. 合力一定小于其中一个已知力
C. 合力可能比两个已知力都小，也可能比它们都大
D. 两个已知力间的夹角越小，合力越大

答案：CD

十、板书设计 

  一、概念：合力、分力、力的合成

  二、实验探究：怎样求两个力的合力

  三、平行四边形定则的应用

  四、共点力

作业 ：课本P641、2、3、4

十一、教学反思

1、由代数和到矢量和是一个思维的飞跃，既要讲透又要耐心等待学生的感悟、理解，不可操之过急，在今后几节课的教学中要反复点拨、讲解。

2、为了使学生更好的理解平行四边形定则，应在学生充分掌握图解法的基础上，再学习应用计算法。

     3、本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解实验原理与实验步骤5分钟，学生分组实验15分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节15分钟。

4　力的合成

4　力的合成

（一）回忆前面位移的求法

假设你向南走400m到一个十字路口，再向东走300m,则你走的位移为多少?   

（二）引入新课

⑴请同学们看曹冲称象的动画-------引出等效替代的思想方法.再请同学们举出一些生活中应用等效替代的实例.

（2）看图

一个成年人用的力与两个孩子用的力效果相同

得出合力与分力的概念和力的合成的概念.

(强调替代的概念是等效的)

(三)进行新课

1.引出概念

一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力. 求几个已知力的合力叫做力的合成。

老师指明:

（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和，方向跟这两个力的方向相同。

（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差，合力的方向跟较大的力方向相同。

 提问:若两个力不在同一直线上时，其合力大小又是多少？合力的方向怎样？

2.提出问题----课本P62

学生回答(大多学生说不是,少数学生回答是,还有一部分学生不肯回答)

演示实验一(用弹簧秤测量钩码的重力模拟学生提水的实验)

结论:F1+F2 不等于200N.

演示实验二

播放动画互成90度角的两个力的合成.

结论:互成90度角的两个力的合成,其合力

正好是以两个分力为邻边作出平行四边形的对角线

提问:任意角度的两个力的合成,其合力是不是正好是以

两个分力为邻边作出平行四边形的对角线?

3.探究过程(分小组讨论)

探讨实验方案:

学生分组讨论:.....

(学生按这几个问题分组讨论设计方案……)

(1)怎样设计才能更容易控制两种情况下力的作用效果相同?怎样设计才能在判断“合力和分力产生的效果相同”上比较准、比较容易？

(2)实验应记录些什么?怎样记录?

(3)如何确定分力的大小和方向? 如何确定合力的大小和方向?

(提示学生参考演示二的动画及老师提供的器材探讨并设计方案,只是将90度角变成一般夹角而已)

学生汇报: 方案一………  方案二………  方案三………

比较方案,根据上面的三个问题引导学生逐渐靠近可行性方案:

学生得出实验方案:在同一平面上分别用一个弹簧秤和两个弹簧秤拉橡皮条,使其身长相同的长度,分别记下弹力的大小和方向,再寻找合力和分力的关系.

学生按以上方案分组实验,老师指导

第一组30°～60°,第二组60°～ 90°, 第三组60°～ 90°, 第四组120°～ 150°

⑵注意用铅笔记录弹力的大小和方向并画出力的图示.

分析数据:根据白纸上所画的两个分力与合力的图示进行思考:将合力与分力关系转化成三条线段关系?线段大小和方向问题如何处理?

老师引导:怎样验证?把三个线段的端点连起来吗?连起来后是平行四边形吗?( 由于实验有误差,有的同学画出来象平行四边形,有的同学画出来不象平行四边形)怎样证明真的是平行四边形呢?代表分力的线段处在平行四边形的什么位置?代表合力的线段处在平行四边形的什么位置?可先根据两个分力画出平行四边形,再将其对角线与合力进行对比,看是否重合或偏差有多大,是否在误差允许范围内可以确认是一个平行四边形

分组进行:每小组各自画图进行验证……(要求三力画实线.辅助线画虚线)

综合分析:让每组出一个代表汇报自己的探究结果,得出结论.

教师总结:力的合成定则----力的合成遵循平行四边形定则

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.

4. 力的合成定则的应用

(1)适用条件

是否任何情况下,物体所受各力都可合成?学生阅读教材第63面有关内容,了解了共点力概念,知道力的合成定则适用于共点力问题.

(2)多力合成问题---将多力的合成用等效替代的思想将多力的合成变成二力合成.

(四)课堂小结

通过这节课的学习我们发现,力的合成一般不能象标量那样用简单的“加减法”进行运（同一直线上的力的合成除外）,通过探究,我们发现力的合成要按“平行四边形定则” 进行,其实,这一运算法则也是所有矢量运算(比如位移)的普遍法则,因此大家要重视理解,学以致用.

 
1．在力的合成中，正确的是 （        ）
A. 合力一定大于其中一个已知力
B. 合力一定小于其中一个已知力
C. 合力可能比两个已知力都小，也可能比它们都大
D. 两个已知力间的夹角越小，合力越大

答案：CD

十、板书设计 

  一、概念：合力、分力、力的合成

  二、实验探究：怎样求两个力的合力

  三、平行四边形定则的应用

  四、共点力

作业 ：课本P641、2、3、4

十一、教学反思

1、由代数和到矢量和是一个思维的飞跃，既要讲透又要耐心等待学生的感悟、理解，不可操之过急，在今后几节课的教学中要反复点拨、讲解。

2、为了使学生更好的理解平行四边形定则，应在学生充分掌握图解法的基础上，再学习应用计算法。

     3、本节课时间45分钟，其中情景导入、展示目标、检查预习5分钟，讲解实验原理与实验步骤5分钟，学生分组实验15分钟左右，反思总结当堂检测5分钟左右，其余环节15分钟。