4力的合成优秀教学设计

4　力的合成 高中物理       人教2003课标版

能从力的等效性理解合力和力的合成概念。

能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则。

初步掌握运用平行四边形定则求合力的要领,会用作图法求共点力的合力。

知道合力的大小和分力间夹角的关系。

能应用力的合成知识分析日常生活中有关问题，培养学生理解问题、解决问题的能力。

过程与方法：

通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。

经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定则。

情感态度与价值观：

在探究求合力的实验过程中，培养学生严谨的科学态度和团结合作精神。

培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

学生在初中时候接触过两个力是在同一直线上的合成问题，进入高中才接触矢量的概念，对位移，速度，加速度，力这些矢量有一点感性的认识，但对矢量运算的理性认识几乎没有。他们更习惯于没有方向的物理量之间的代数运算。平行四边形定则是学生第一次接触，对于刚升入高中的学生来说，代数运算在他们的头脑中很早就已经形成定势，所以在接受矢量运算时有一定的困难，而一旦过了这一关，则是学生认识上的一次质的飞跃。因此放慢教学过程，营造良好的课堂氛围为学生提供自主探究“力的合成法则”提供保障。让学生在探究过程中获得切身的体验，更有利于学生深刻理解矢量的合成法则，也才真正符合新课程理念物理教学的要求。

重点：理解合力、分力的概念及力的合成的方法。

难点：平行四边形定则的理解与应用。

[文本框: 问题导入] [文本框: 活动探究] [文本框: 应用提高] [文本框: 分组实验] [文本框: 课后探究] [文本框: 问题导入,文本框: 活动探究,文本框: 应用提高,文本框: 分组实验,文本框: 课后探究]

（课前准备）课前，找两个女同学提一桶水，然后找一个男同学提同一桶水（拍照，课件播放）

（教师活动）(播放课件，点击目录进入基本概念部分，用电子白板聚光灯聚焦女生两个人抬水的图片，分析出作用力F1、F2，再用电子白板聚光灯聚焦男生一个人抬水的图片，分析出作用力F)个别提问：①F1、F2两个力和F这一个力分别有怎样的作用效果？②两个女生F1、F2共同作用效果和一个男生F作用效果相同吗？

（学生活动）思考总结结论：这两个女生的力的共同作用效果与一个男生的力的作用效果是等效的，都能够把水桶提起来。

（教师活动）（利用电子白板课件展示概念）：①一个力的作用效果和几个力的作用效果相同，则这一个力叫做那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力。②分力根据等效替代合成合力的过程叫力的合成，反之叫力的分解。

（设计意图）

通过贴近生活的例子，同时让学生来参与其中，拍下照片，引起学生注意的同时也能够引发他们的思考，简单但是很自然有效的引出合力和分力的概念，同时培养学物理知识源自生活、应用于生活的科学素养情操。

（教师活动）提出问题：合力与分力之间有着怎样的大小关系，比如两个分力合成的合力的大小是否等于两个分力代数相加？（白板课件播放问题）

（学生活动）思考，回答，可能出现不同的答案。

(师生活动）思考和观察：教师让两个学生左右拿着两个弹簧秤下同时挂一重物（现场拿某个学生的水杯（有个性点的、带把手的）。请同学分别读出两弹簧秤的读数A和B。

(教师活动）提问：这个物体重量是多少？是（A+B）N吗？

(学生活动)接着用一个弹簧秤提起重物，读数为C N，，请学生说明，根据前面所学，这里出现的三个力，A、B与C，应该是合力与分力的关系，但是验证却可知A+B≠C。

 (教师活动）（点击课件，提出问题：合力与分力之间到底存在怎么样的关系，分力要合成合力要遵循说明规律呢？）

（设计意图）

学生在这之前，对于物理量力的运算还只是停留在代数加减的阶段，而且是具有很强的思维定势。为了更好的引入具有方向的量（矢量）的运算方法，首先要打破学生原有的认知，让学生在认知冲突中，提高兴趣，加深印象，为后面平行四边形定则的提出做好充足的准备。 

让学生学习实验手册相应部分，思考老师提出的问题，分小组进行实验。

(教师活动）(点击目录进入实验探究部分，课件播放问题：)实验前要思考的问题：

①研究对象是谁？如何得到分力F1、F2与合力F？如何保证F与F1、F2  的作用效果是相同的？②实验过程中需要记录哪些数据？如何准确直观的描述力的大小和方向？

(学生活动)学习实验手册相应内容，思考并一一回答老师所提出的问题。

(教师活动）（点击课件，提出问题：实验有哪些注意事项：）

(学生活动)思考并回答，可以请多个学生做补充。

(教师活动）在学生回答的过程当中，学生每回答对一点，（点开白板上面一个星星）（即答案的链接按钮）（教师事先要知道每个答案的位置）答案如下：弹簧秤要校零，读数时正视刻度；应使拉力沿着弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套要与纸面平行；选择适当的标度作力的图示，所作的图不宜过小和过大。

（师生活动）学生分组进行实验，教师观看学生实验并随时指导，点评。

…………

(教师活动）学生试验接近尾声时，提出问题：这样的实验如何得出我们想要的合力与分

力之间的关系规律？在学生思考回答之后，提示学生用虚线把F的箭头端分别与F1、F2的

箭头端连接。F与 F1、 F2之间可能存在什么关系？

(学生活动)思考、作图、回答：连起来之后构成一个平行四边形。

(教师活动）强调实验要有严谨的科学态度，提醒学生在误差可控允许的范围内，可以说分力与合力的关系是平行四边形的对角线和俩邻边的关系。（课件播放平行四边形定则内容：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。）

(教师活动）（点击课件播放flash，重新演示实验内容，强调注意事项，加深规范学生的思考以及做实验的过程，让学生学会如何利用实验来说明我们想要得到的问题）

（设计意图）

学生这节课是初次接触矢量的运算，同时有些学生的几何知识的迁移能力较差，对于平行四边形的构建与理解往往存在问题，通过这样小组探究的方式，让学生在实验的过程当中不断思考与不断感受，获得切身的体会，加深对平行四边形定则的理解和体会，同时也让他们在实验中培养科学探究的兴趣和精神，培养他们良好的科学习惯和素养，并在实验中体会学习的乐趣和探究科学的成就感。这部分的教学要放慢过程，让学生通过探究，感受规律的形成的整个过程，让他们对于矢量的运算能够有哦更加深刻的理解。

同时，这部分也初步体现了白板教学是优点。在学生答案的部分，可以根据学生实际答题情况，点出他们说去的真正答案，而不存在先后顺序上的矛盾，不同于传统的ppt等课件，只能是线性的播放我们教师事先预设好的内容。而且白板课件与上课所需播放的flash等也具有更好的结合，从而让学生能够获得更好的上课体验。

(教师活动）(点击目录进入应用与提高部分，课件播放例题：)

例题:两个力大小分别是90N和120N。通过作图求出合力的大小和方向。

两个力的夹角为0°

两力间的夹角为30°

两力间的夹角为150°

两个力的夹角为180°

(学生活动)（学生上讲台利用白板作图由已知的两个力，利用平行四边形法则画图答题）

(教师活动）过程中教师提示注意事项。（并利用白板截图功能保存后清页请第二位学生答题。）

(教师活动）（将上题学生所做的图一一再演示一遍，请学生利用白板演示并总结合力的大小和分力夹角的关系：）（学生并不一定是照顺序说出以下答案，教师可以利用白板非线性功能特点，学生先说哪个答案就先点开哪个）

(学生活动)（利用白板演示并总结合力的大小和分力夹角的关系：）

1、两个分力的夹角越大，合力越小

2、同向时 合力最大，F＝F1 + F2

3、反向时 合力最小，F＝︱F1 - F2︱

4、合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2

(教师活动）（关系得出后再利用flash说明演示合力的大小和分力夹角的关系。）

(教师活动）（课件播放几根钢丝吊重物的图片）提出并播放共点力的概念：一个物体受到两个或更多的力的作用，如果这些力共同作用在同一个点上，或者它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。（课件播放另外两组图片），请学生分析是否是共点力）

（设计意图）

    这个部分是这节课的重要内容，同时也是本节课利用白板教学的价值的核心部分。尽管学生前部分已经了解了力的合成遵循平行四边形定则，但是学生初学平行四边形的时候，难免是学到了知识但是实际上的运用却并不是那么顺利，而平行四边形定则这一矢量运算法则整个高中时具有非常重要的基础地位的，我们在初学的时候必须很好的掌握。在已知两个力根据画平行四边形来求分力的时候，很多学生对于几何图形的处理以及迁移往往存在着较大的问题，而本节课运用白板较强的作图的功能，很好的能够帮助学生在初学的时候来完成平行四边形的作图以及理解。同时利用白板的功能能够很好的说明了本节的另一个重要规律即两个力合成时的合力大小规律，在这个过程当中也充分体现了白板非常强的交互功能，能够让学生更加积极主动的参与其中，让学生和老师互动，学生与学生更好的互动，让学生与知识更好的互动。这便是这节课的核心的想法所在。

(教师活动）(点击目录进入拓展提升部分，课件播放思考题：)探究：如图所示，两边绳子的夹角增大，绳子为什么会断掉？（提醒学生可以利用手里的弹簧秤和钩码尝试寻找答案）

4　力的合成

4　力的合成

[文本框: 问题导入] [文本框: 活动探究] [文本框: 应用提高] [文本框: 分组实验] [文本框: 课后探究] [文本框: 问题导入,文本框: 活动探究,文本框: 应用提高,文本框: 分组实验,文本框: 课后探究]

（课前准备）课前，找两个女同学提一桶水，然后找一个男同学提同一桶水（拍照，课件播放）

（教师活动）(播放课件，点击目录进入基本概念部分，用电子白板聚光灯聚焦女生两个人抬水的图片，分析出作用力F1、F2，再用电子白板聚光灯聚焦男生一个人抬水的图片，分析出作用力F)个别提问：①F1、F2两个力和F这一个力分别有怎样的作用效果？②两个女生F1、F2共同作用效果和一个男生F作用效果相同吗？

（学生活动）思考总结结论：这两个女生的力的共同作用效果与一个男生的力的作用效果是等效的，都能够把水桶提起来。

（教师活动）（利用电子白板课件展示概念）：①一个力的作用效果和几个力的作用效果相同，则这一个力叫做那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力。②分力根据等效替代合成合力的过程叫力的合成，反之叫力的分解。

（设计意图）

通过贴近生活的例子，同时让学生来参与其中，拍下照片，引起学生注意的同时也能够引发他们的思考，简单但是很自然有效的引出合力和分力的概念，同时培养学物理知识源自生活、应用于生活的科学素养情操。

（教师活动）提出问题：合力与分力之间有着怎样的大小关系，比如两个分力合成的合力的大小是否等于两个分力代数相加？（白板课件播放问题）

（学生活动）思考，回答，可能出现不同的答案。

(师生活动）思考和观察：教师让两个学生左右拿着两个弹簧秤下同时挂一重物（现场拿某个学生的水杯（有个性点的、带把手的）。请同学分别读出两弹簧秤的读数A和B。

(教师活动）提问：这个物体重量是多少？是（A+B）N吗？

(学生活动)接着用一个弹簧秤提起重物，读数为C N，，请学生说明，根据前面所学，这里出现的三个力，A、B与C，应该是合力与分力的关系，但是验证却可知A+B≠C。

 (教师活动）（点击课件，提出问题：合力与分力之间到底存在怎么样的关系，分力要合成合力要遵循说明规律呢？）

（设计意图）

学生在这之前，对于物理量力的运算还只是停留在代数加减的阶段，而且是具有很强的思维定势。为了更好的引入具有方向的量（矢量）的运算方法，首先要打破学生原有的认知，让学生在认知冲突中，提高兴趣，加深印象，为后面平行四边形定则的提出做好充足的准备。 

让学生学习实验手册相应部分，思考老师提出的问题，分小组进行实验。

(教师活动）(点击目录进入实验探究部分，课件播放问题：)实验前要思考的问题：

①研究对象是谁？如何得到分力F1、F2与合力F？如何保证F与F1、F2  的作用效果是相同的？②实验过程中需要记录哪些数据？如何准确直观的描述力的大小和方向？

(学生活动)学习实验手册相应内容，思考并一一回答老师所提出的问题。

(教师活动）（点击课件，提出问题：实验有哪些注意事项：）

(学生活动)思考并回答，可以请多个学生做补充。

(教师活动）在学生回答的过程当中，学生每回答对一点，（点开白板上面一个星星）（即答案的链接按钮）（教师事先要知道每个答案的位置）答案如下：弹簧秤要校零，读数时正视刻度；应使拉力沿着弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套要与纸面平行；选择适当的标度作力的图示，所作的图不宜过小和过大。

（师生活动）学生分组进行实验，教师观看学生实验并随时指导，点评。

…………

(教师活动）学生试验接近尾声时，提出问题：这样的实验如何得出我们想要的合力与分

力之间的关系规律？在学生思考回答之后，提示学生用虚线把F的箭头端分别与F1、F2的

箭头端连接。F与 F1、 F2之间可能存在什么关系？

(学生活动)思考、作图、回答：连起来之后构成一个平行四边形。

(教师活动）强调实验要有严谨的科学态度，提醒学生在误差可控允许的范围内，可以说分力与合力的关系是平行四边形的对角线和俩邻边的关系。（课件播放平行四边形定则内容：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。）

(教师活动）（点击课件播放flash，重新演示实验内容，强调注意事项，加深规范学生的思考以及做实验的过程，让学生学会如何利用实验来说明我们想要得到的问题）

（设计意图）

学生这节课是初次接触矢量的运算，同时有些学生的几何知识的迁移能力较差，对于平行四边形的构建与理解往往存在问题，通过这样小组探究的方式，让学生在实验的过程当中不断思考与不断感受，获得切身的体会，加深对平行四边形定则的理解和体会，同时也让他们在实验中培养科学探究的兴趣和精神，培养他们良好的科学习惯和素养，并在实验中体会学习的乐趣和探究科学的成就感。这部分的教学要放慢过程，让学生通过探究，感受规律的形成的整个过程，让他们对于矢量的运算能够有哦更加深刻的理解。

同时，这部分也初步体现了白板教学是优点。在学生答案的部分，可以根据学生实际答题情况，点出他们说去的真正答案，而不存在先后顺序上的矛盾，不同于传统的ppt等课件，只能是线性的播放我们教师事先预设好的内容。而且白板课件与上课所需播放的flash等也具有更好的结合，从而让学生能够获得更好的上课体验。

(教师活动）(点击目录进入应用与提高部分，课件播放例题：)

例题:两个力大小分别是90N和120N。通过作图求出合力的大小和方向。

两个力的夹角为0°

两力间的夹角为30°

两力间的夹角为150°

两个力的夹角为180°

(学生活动)（学生上讲台利用白板作图由已知的两个力，利用平行四边形法则画图答题）

(教师活动）过程中教师提示注意事项。（并利用白板截图功能保存后清页请第二位学生答题。）

(教师活动）（将上题学生所做的图一一再演示一遍，请学生利用白板演示并总结合力的大小和分力夹角的关系：）（学生并不一定是照顺序说出以下答案，教师可以利用白板非线性功能特点，学生先说哪个答案就先点开哪个）

(学生活动)（利用白板演示并总结合力的大小和分力夹角的关系：）

1、两个分力的夹角越大，合力越小

2、同向时 合力最大，F＝F1 + F2

3、反向时 合力最小，F＝︱F1 - F2︱

4、合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2

(教师活动）（关系得出后再利用flash说明演示合力的大小和分力夹角的关系。）

(教师活动）（课件播放几根钢丝吊重物的图片）提出并播放共点力的概念：一个物体受到两个或更多的力的作用，如果这些力共同作用在同一个点上，或者它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。（课件播放另外两组图片），请学生分析是否是共点力）

（设计意图）

    这个部分是这节课的重要内容，同时也是本节课利用白板教学的价值的核心部分。尽管学生前部分已经了解了力的合成遵循平行四边形定则，但是学生初学平行四边形的时候，难免是学到了知识但是实际上的运用却并不是那么顺利，而平行四边形定则这一矢量运算法则整个高中时具有非常重要的基础地位的，我们在初学的时候必须很好的掌握。在已知两个力根据画平行四边形来求分力的时候，很多学生对于几何图形的处理以及迁移往往存在着较大的问题，而本节课运用白板较强的作图的功能，很好的能够帮助学生在初学的时候来完成平行四边形的作图以及理解。同时利用白板的功能能够很好的说明了本节的另一个重要规律即两个力合成时的合力大小规律，在这个过程当中也充分体现了白板非常强的交互功能，能够让学生更加积极主动的参与其中，让学生和老师互动，学生与学生更好的互动，让学生与知识更好的互动。这便是这节课的核心的想法所在。

(教师活动）(点击目录进入拓展提升部分，课件播放思考题：)探究：如图所示，两边绳子的夹角增大，绳子为什么会断掉？（提醒学生可以利用手里的弹簧秤和钩码尝试寻找答案）