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1、力的合成,新乡县第一中学 张琳,力的合成教学设计,教材地位及作用,一,学情分析,二,教学目标及重点、难点,三,教学过程,四,五,教学后记,本节课是高中新课程人教版物理（必修1）第三章第4节的内容。在第一章初步接触到位移的矢量合成后，本节课依据等效思想总结出矢量运算的普遍法则-平行四边形定则。本节课所涉及的等效代换思想贯穿在以后的学习过程中，矢量运算也终贯穿于高中物理内容的全过程，具有基础性和预备性，该定则是矢量运算的工具，故本节内容应该是高中物理的“基石”。,一、教材地位及作用,二、学情分析,“力的合成”把实验探究求合力的过程作为本节课的重点内容。高一学生刚接触矢量，他们习惯的是仅有大小没有方
2、向如质量、体积等物理量之间的代数运算。因此，对高一学生来说，力的合成定则是一个难关，而一旦过了这个坎，则是学生对矢量学习在认识上的一次飞跃。其次正因为学生对矢量运算是完全陌生的，放慢教学过程，让学生在探究过程中获得切身体验，也有利于学生更深刻的理解矢量的合成法则。综上所述，本节课的教学目标确定如下,三、教学目标及重点、难点,1.从力的效果“等效”的角度理解合力的意义。,2.通过实验探究出力的平行四边形定则。,知识与技能目标,三、教学目标及重点、难点,1.通过学习合力与分力的概念，了解物理学常用 的方法-等效替代法。,2.初步了解科学探究方法并体验科学探究过程。,过程与方法目标,三、教学目标及重
3、点、难点,情感态度与价值观目标,1.培养学生应用力的合成的知识解决日常生活中有关物理问题的意识。,2.在探究过程中培养学生严谨和实事求是的科学态度。,3.使学生懂得合作与交流在学习与科学研究中的重要作用。,三、教学目标及重点、难点,重点,实验探究力的合成的规律。学习科学探究方法，体验科学探究过程，改变学生学习方式。（不再是力得合成的结论）,难点,实验得到合力与分力的大小和方向，猜想它们之间所遵循的运算规律。,针对以上三维教学目标与重、难点分析，我制定了如下的教学设计和教学流程：,四.教学设计及教学过程,教学设计理念为了让学生更好的体验科学探究的方法和过程，发展自主学习能力，培养良好的思维品质，
4、教学过程中注重教师的“导”和“参与”，实时、适度地参与学生的探究活动，淡化教师的“教”；注重学生对知识的自主学习和自我构建，强化小组学习与小组交流，淡化机械训练，摒弃灌输式教学；在师生互动、互助的氛围中达到学习的目的。,教学过程（一）创建良好的教学情境（二）引导学生提出合理的猜想（三）指导学生正确设计实验（四）对实验结果进行讨论和评估,（一）创建良好的教学情境观察是人们认识世界的开始。科学始于好奇，发现始于观察。在课堂教学的开始，教师要能够创设一个良好的情境，引导学生观察，从现象中获得感性的认识，激发学生探究的热情。我是这样做的：展示几幅图片,一个力可以吊起一盏灯,一盏灯可以由几个力共同吊起,
5、一个人可以提起一桶水，一桶水也可以是两个人共同提起,由以上例子引出等效替代的关系，得出合力与分力的概念。同时渗透等效替代的思想方法，即分力与合力不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是合力与分力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用效果又考虑合力的作用。,提出问题，激发思考问题一：方向相同的共点力的合成,F1,F2,等效,F=F1+F2,（学生不难得出，F1、F2的合力大小为F1+F2，方向与F1、F2方向相同）,提出问题，激发思考问题二：方向相反的共点力的合成,F1,F2,等效,F=F1-F2,（学生也知道，F1、F2的合力大小为F1、F2之差，方向与较大的F1的方向相同。
6、）,问题三：互成一定角度的两个力的合成（这个问题对学生是有难度的，经过分析学生应该知道与竖直向下的力相平衡的是F1、F2，它是否可以用一根绳子来等效呢！如果可以F就是F1、F2的合力，而显然F与F1、F2间的运算关系不是简单地代数和运算，那么它们之间有什么样的关系呢？巧妙设疑，激发学生刨根问底的学习热情。）,F1,F2,F=G,等效,分组实验，激发思考,学生利用实验器材，设计方案，探究合力与分力之间的运算法则。每一小组在设计方案的过程中，思考以下问题：1、用什么方法找出分力F1、F2及合力F。2、怎样是分力F1、F2的作用效果与合力F的作用效果相同？3、实验过程中需要记录哪些实验数据？怎样可以
7、直观简洁的同时描述力的大小和方向？各小组分别讨论，经互相补充和完善后，形成探究方案。（经试验可得到F1、F2及F的图示）猜想F1、F2、F之间可能遵循什么规律？,F1,F2,F,（二）引导学生提出合理的猜想部分同学的猜想可能不着边际，还有一部分同学感到问题棘手，不知道解决问题的突破口在哪里。此时教师应参与学生的猜想和讨论，可以以自言自语的方式给学生一些提示：在学习平面几何时，可以利用添加辅助线的方法，重新构建几何图形，使得已知量和未知量之间建立联系。我们能否通过添加辅助线的方法构成一些简单图形如三角形，四边形等，使得F1、F2与F之间建立某种联系呢？,指导学生正确设计方案：学生可能形成如下探究
8、方案：方案一：过F1、F2的末端作F的垂线交与C、D两点，则OC+OD即为合力F的大小。评价：同学们有这样的设想是值得肯定的，找到了分力投影大小的和等于合力的大小。里面实际蕴藏了正交分解的思想，但问题是如果事先不知道合力F的方向，那么，如何作垂线？因此这种方法不能根据分力求出合力的方向和大小，还需进一步研究。,F1,F2,F,C,D,O,方案二：连接F1和F的末端则构成一个 三角形，F1、F2、F三个物理量中已有两个量构成在三角形中，但另一个分力F2与三角形之间还没有联系，还不能解决问题。评价：同学们利用添加辅助线的方法，使F1、F构成三角形的两边，若想深入研究，还需确定第三边和F2之间的关系
9、，请进一步猜想它们是否大小相等？方向是否平行？,F1,F2,F,O,方案三：和方案二类似，继续连接F2和F的末端也构成一个三角形，最终构成一个四边形，要想知道F1、F2、F之间的关系，则需确定各边的物理意义及联系。评价：既然构成的两个三角形中，都仅能使F1和F或F2和F产生联系，那么它们共同构成的四边形中，F1、F2、F三个物理量都包含在里面，F1、F2是四边形的两边，F是其一条对角线。请同学们认真观察一下四边形，并猜想它有什么特点？,F1,F2,F,O,经观察、实验和分析，发现四边形近似平行四边形，于是猜想出合力与分力的关系所满足的平行四边形定则。为验证平行四边形定则，重做实验，比较用平行四
10、边形定则得到的合力与实际合力的误差。,总结,事实证明：不仅力的合成满足平行四边形定则，所有的矢量合成均满足平行四边形定则。（通过位移的合成，来进一步说明。）,强调：,科学探究，往往要通过不同情况下的对大量实验数据的分析与论证，才能得出普遍意义的科学规律，有时还要通过理论证明才能加以推广与证实。两个分力与合力的关系满足平行四边形定则，早就被科学家们得到了证实，这节课同学们只是通过了有限的实验，体验了科学探究的方法。,板书设计,一、力的合成,分力,合力,等效替代思想,二、探究力的合成方法,实验探究,确定方案,实验验证,平行四边形定则,五、教学后记,本节课的教学设计，强调学生的探究过程和探究过程中的方法与体验，把教师作为学生探究活动的参与者，随时与学生进行交流，为学生提供必要的帮助，来克服探究过程中的困难。让学生初步体验科学探究的方法，对探究的基本环节有一点了解和体会。希望学生通过本节课的学习，能够在以后的学习中有科学探究的尝试，本节课的目标也就基本达到了。本节课没有对平行四边形定则做进一步的巩固与提高，这有待后续课程来完成。,谢谢,美丽的新乡县一中欢迎您！,
