联系本站客服加+微信号15139388181 或QQ：9899267 |
视频标签：力的合成和分解
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：高中物理部编版新教材课堂教学优质课比赛必修一第三章《3.4 力的合成和分解》孙（安徽省淮南）
本视频配套资料的教学设计、课件 /课堂实录及教案下载可联本站系客服
高中物理部编版新教材课堂教学优质课比赛必修一第三章《3.4 力的合成和分解》孙（安徽省淮南第一中学）
人教版高中物理必修一第3章 相互作用
第4节 力的合成与分解教学设计
教材分析：
本节课在学生了解力的概念和几种常见力的基础上，依据等效替代思想得到合力与分力概念；通过实验探究归纳出力的合成运算法则——平行四边形定则，并运用力的平行四边形定则分析合力的大小和方向及变化特点 。力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则，就定则而言，一个力的分解有无数个解，教材通过实例来说明力的分解的依据及如何根据力的实际效果来确定两个分力的方向，并用于解释日常生活中的有关现象，渗透了物理中的等效替代思想和科学研究方法的教育。本节课把物理与生活实际联系起来，通过学生合作实验探究效果分解力的方法，引导学生观察猜想—实验验证—分析归纳突破找效果，定分力方向这一难点，巩固学生对效果分解法的掌握，培养学生用科学方法研究解决问题的科学素养。
求解几个力的合力是对本章前几节力的认识的深化，也是为以后的受力分析作准备，更是为进一步学习牛顿第二定律，物体的平衡、功能关系、动量定理和动量守恒定律打下基础。矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中，对力的合成的研究使学生对矢量和标量认识得以完善，为以后学习速度、加速度、位移、动量、电场强度、磁感应强度等矢量运算奠定了基础．因此，本节内容既具有承上启下的作用，更是高中物理的重要基础．
学情分析：
学生在初中学习过同一直线上二力的合力问题，升入高中后，开始接触矢量的概念，对位移，速度，加速度，力这些矢量有一点感性的概念认识，但对矢量相加的法则，只在学习位移概念时有点思考，并没有更深入的认识。他们更习惯于没有方向的物理量之间的代数运算。所以对矢量运算的前概念就是同一直线上二力的直接相加减。
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，在接受矢量运算的平行四边形定则时会有一定的困难。因此在预习环节回顾同一直线上的二力合成方法和两段位移之和的计算方法，并将之形成对比引发思考和冲突，在教学中注重对合力和分力的等效替代的体验和理解，引导学生做好探究力的合成的实验都显得非常重要。
另外，为了有效的完成探究实验，要做好学生自主探究实验所需要的基本技能（弹簧秤的正确使用、力的图示的作图规范、平行四边形的作图方法）的复习，教学设计要创设丰富的教学情境，有效的激发学生的认知冲突，营造良好的课堂氛围，做好铺垫，层层递进，为学生顺利完成自主探究“力的合成”提供条件。
设计思路：
为了体现新课程所倡导的教学理念，在教学过程中重在培养学生的物理核心素养。
这节课从历史故事引入，从生活情境入手，通过观察、对比，从力的作用效果的角度进行分析、推理，并让学生自己动手实验初步探究，体会几个力和一个力作用效果是否相同，形成合力与分力作用等效替代的物理观念；在此基础上探究合力、分力的大小关系，遵循从简单到复杂的研究顺序，先研究两个分力的合成规律。
对初中学习的同一直线上二力的合成运算模型进行质疑、批判，提出互成角度的二力的合成的运算法则问题，并通过两段位移相加类比迁移，结合实验中观察发现合力与分力的大小关系与方向有关结合分析、推理，提出三角形定则和平行四边形定则的猜想和假设，再进一步设计实验方案，通过讨论交流确定方案，然后学生分组分工相互合作，体验科学探究的过程，实验过程中，记录并分析实验数据，得出结果并进行讨交流、评估，最终形成结论并作出解释，总结得到力的平行四边形定则或三角形定则的合成法则。
在应用平行四边形定则求解分析合力的环节中，以学生自主探究求解为主，教师进一步引导学生构建矢量合成的运算法则的具体求解作图法和计算法的求解思路，并进一步分析合力分力的大小和方向变化特点。
力的分解在力学部分中占据非常重要的地位，对高一学生而言是物理学习的一大难点。为了有效突破难点，使学生掌握好这一重要章节，采用了实验探究式教学模式。通过设置趣味实验，激发学生学习兴趣，在教学展开过程中设置四个演示实验，层层推进，对学生的要求逐渐提高，从而起到锻炼学生观察分析实验和解决问题的能力。最后还设计了课后探索实验，其设置的目的是让学生的思维从单纯的模仿转向创新方向，让物理学习从课堂延伸到课后。
教学过程中教师一定要把握好自己的角色，是适时适度地“引导”学生自主分析推理，设计并完成实验，运用科学思维方法，体验科学探究的过程，在学生探究过程中，教师主动以平等身份“参与”，和学生一起交流讨论评价反思并作出解释，引导学生自主形成相互作用的物理观念，构建矢量运算模型，形成大胆质疑，敢于创新，严谨求证，实事求是的科学态度和责任。
教学目标：
| 教学过程 | ||||
| 教学环节和教学内容 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 | |
|
导入新课 |
1、曹冲称象的故事引入等效概念。ppt展示图片回忆故事情节，思考曹冲称象的原理。 2、实验演示和ppt展示生活中合力与分力作用效果相同的实例情境图片，思考并加深力的作用效果等效替代的理解。 3、引导学生自主实验并展示实验过程，体会等效替代的思想 4、总结形成合力和分力的等效替代的物理观念 |
1、《曹冲称象》是人人皆知的历史故事，请同学们结合下面的图片回忆故事情节，想一想曹冲是利用什么原理和方法“称出”大象的重量的呢？ 引导学生回答，大象和石头的重力的作用效果相同，等效替代 2、观察一人提水和两人抬水，对比思考，这些例子中有没有力的“等效替代”原理呢？是什么效果相同呢？ 对学生回答评价引导总结一个力和几个力对同一物体作用效果等效替代 3、分力与合力并不是同时作用，是效果相同相互替代的关系 重点强调等效替代 |
1、学生思考回答：大象的重力和石头的重力作用效果相同可以替代。 2、一个学生提一桶水，两个学生抬一桶水 3、学生利用身边的素材完成实验，更进一步切身体验等效替代的思想。 4、学生形成合力和分力的物理观念 |
利用学生熟知的故事引入等效原理。激发学生兴趣 生活实例引入一个力与几个力的效果相同。丰富学生的直观体会，类比迁移等效替代的思想。 自主实验交流展示激发学生学习探究的热情，更深刻的切身体验等效替代的思想。 形成合力分力的物理观念 |
|
新新课教学 |
一.合力与分力概念学习 1、对上述情景进行总结分析，得出合力与分力的概念。 2、讲述力的合成的概念。力的合成：求几个已知力的合力叫做力的合成。 3.提出问题：如何求合力？ |
1、总结并板书 一 合力和分力 当一个力产生的效果和几个力的共同效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。 2、提出问题并板书 二力的合成 当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以用他们的合力来替代，这样可以将复杂的问题简化，但是，如何得到几个力的的合力呢  |
1、学生根据讲解，对上述概念进行记忆，并做好笔记。 2、学生思考：如何求已知的几个力的合力，回忆初中学过的同一直线上的二力的合成 |
归纳总结形成合力分力物理观念，在此基础上提出问题，进一步探求如何合成培养不断深入探究自然规律的科学态度和责任 |
|
新课教学 新课教学 |
二.探究力的合成方法 1、回顾：同一直线上的二力合成 2.探究：两个不在同一直线上的力的合成 在教师的引导下提出问题，学生自主实验，实际观察体验合力与分力的大小及变化关系。 （1）结合实验类比位移相加的原理对互成角度的二力合成猜想和假设，三角形---平行四边形定则 （2）设计实验方案探求合成法则， （3）按方案完成实验，采集实验数据 （4）对实验数据进行分析论证，相互交流评估，并作出解释
|
1、投影：同一直线上的二力合成 请学生回顾“同一直线上二力合成”的方法。PPT图片展示同一直线上二力合成的两种情况 2、提出问题： 两个分力的方向不在同一直线上呢?教师引导学生通过实验思考： （1）两个力学传感器拉力的夹角变化时，拉力的大小变了吗？ （2）这说明两个力的合力除了与分力的大小有关系之外还与什么有关呢？（DIS实验演示合力除了与分力的大小有关还与分力间的尖角即方向有关）   （4）可能是什么关系呢？（提示联想位移矢量相加的方法） 3、猜想和假设： 引导学生进行猜想和假设可能分力与合力构成三角形,平行四边形的关系  4、设计实验方案：能否利用桌上的实验器材设计一个方案验证我们的猜想呢？请同学们思考讨论交流提出你们的实验方案？ 教师引导学生对探究实验方案进行质疑分析评价修正注重以下几点 (1)实验中力的作用效果是什么？ (2)如何保证一个力作用和两个力作用效果相同 (3)如何记录力的大小和方向 (4)如何分析实验数据（作力的图示） (5)如何对可能的实验结果进行评价  5、完成实验，采集实验数据 指导学生按照下面的实验步骤，寻找合力与分力之间的关系。实验步骤:  根据学生实验，寻找规律后得出实验结论：用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定则． |
1、思考、复习初中所学的“同一直线上二力合成”的方法。并交流，发言。 2、观察思考： 学生根据实验观察总结 （1）两个力学传感器拉力的大小随方向变化而变化 （2）发现规律：两个力的合力与分力的大小和方向都有关 3、猜想和假设：类比位移相加分析， 可能分力与合力构成三角形,平行四边形的关系 4、设计实验方案：独立思考，相互讨论交流合作设计实验方案。 学生代表提出展示说明实验方案 在老师的引导下对实验方案进行讨论，进一步完善方案，熟悉实验步骤 5、完成实验，采集实验数据实验过程中在同学的帮助下和老师的建议下要注意：①选取弹簧秤调整零刻度，使用时弹簧秤与板面平行. ②在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.③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. ④画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力. ⑤由作图法得到的F和实际测量得到的F′，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F′符合. |
回顾旧有的知识和观念，对比新的问题，进行大胆的质疑，猜想，论证，推理，培养科学思维素养 提出问题，并基于初步的经验事实进行推理提出科学的猜想与假设。 自主设计，讨论交流，制定实验方案， 互助合作完成实验，采集数据，分析推理，解释评估得出结论。 培养科学思维和科学探究素养，形成大胆质疑，敢于创新，严谨求证，实事求是的科学态度和责任。 |
|
新课教学 新课教学 |
问题1:一个物体受F1、F2两个力的作用，F1=45N,水平向左，F2=60N，竖直向下，F1与F2的夹角α=90°，求F1、F2的合力F的大小和方向。 问题2：在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力怎样变化? 问题3：合力与分力的大小关系有何特点 问题4：如何求解多个力的合力? |
1、指导学生利用作图法和计算法求两个分力的合力。PPT展示求解过程 2、分组利用作图法求解合力，并实验探究合力大小随夹角变化的可能规律  3、在学生回答的基础上，总结得到：分力之间的夹角越大，合力越小； 4、总结合力分力大小关系： （1）合力的大小范围： ｜F1－F2｜≤ F合≤F1＋F2 （2）分力之间的夹角越大，合力越小；合力可能大于、等于或小于分力。 |
1、利用作图法和计算法，求出题目中两分力的合力，进一步体会平行四边形定则的矢量运算方法。 2、进一步熟练利用作图法求解合力，并发现合力大小随夹角变化的可能规律 3、拓展外推，深入认识合力分力的大小关系 |
应用规律，加深对规律的理解和应用，进一步巩固合力分力观念，构建适量运算的平行四边形定则模型。 拓展分析，进一步培养不断深入探求的科学态度和责任 体验分步实施解决复杂问题的基本原则 |
|
四、力的分解 1.提出问题：在现实中我们有时需要将几个力合成为一个力，有时需要将一个力分解为几个力，那么该怎样分解呢？ |
1投影引导学生思考，按照平行四边形定则怎样分解一个力？（会有无数个解） 生活情景演示，引导学生总结按照力实际产生的作用效果进行分解。  生活举例：斧头、泥潭拔车
 生活实例：大桥为什么要建很长的引桥 |
学生参与拔河比赛，感受力产生的实际效果 对斜面上物体重力进行分解，并利用三角函数求分力的大小  |
培养学生应用物理知识解决实际问题的能力 |
|
| 课堂小结 |
五、小结本节课所学内容。 |
引导学生回忆今天的学习内容，体验探究平行四边形定则的过程，领会科学的探索精神和方法，并感受物理从生活中来又回归应用到生活中去的学科特点和魅力。 | 回忆本节所学内容，回答教师问题，完成课堂小结 | 学生在教师的引导下回忆旧知识，理解教学重难点。 |
|
作业布置 |
布置作业题和思考题 |
《能力培养与测试》第4节习题 |
进一步提出问题探究思考如何解决复杂共点力平衡问题，从而将矢量运算转换成代数运算 |
培养从物理视角分析问题的习惯，激发进一步探究的兴趣；课后巩固所学知识，达到温故知新。 |
|
教 风板书设计 教学反思 |
第四节 力的合成与分解 一、合力与分力 1．概念：当一个力产生的效果和几个力的共同效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。 2．合力与分力的关系：等效替代 二、力的合成 1．概念：求几个力合力的过程叫力的合成 2．方法规律：平行四边形定则 三、力的分解 1. 概念：求一个力分力的过程叫力的分解 2. 方法：按照力实际产生的作用效果进行分解 《力的合成和分解》选自物理必修一第三章第4节。教学设计侧重于学生的过程体验，课堂充分体现教师主导和学生主体的教学思路，充分体现新课改教学大纲的培养学生物理学科核心素养的思想。下面就本节课的前后作一个反思总结， 简单介绍一下我的教学再设计： 1、在形成合力分力概念过程中，让学生充分体验，体会等效替代的思想，理解到底是什么效果相同，替代是什么意思； 2、为了让学生能够高效的完成探究，要做好以下两点：一是做好实验技能的复习比如弹簧测力计的读数，如何做力的图示，如何做平行四边形，二是实验设计的几个关键步骤的理解，如何让两个力和一个力的效果相同、如何记录力的方向，实验验证猜想的数据分析是用平行四边形做图求出的合力与实际等效的合力大小和方向进行对比； 3、实验步骤的演示用模拟动画替代幻灯片分步介绍，学生观察动画演示，使实验操作的指向性更强；有助于学生更快更好地完成实验，进一步提高实验技能，同时让没有完成的实验的同学也有实验的探究体验过程。 4、学生体验以后进行体验总结和发言，在交流过程中进一步体会实验过程，加深学生对实验探究的认识，形成科学探究严谨求实，大胆创新的科学态度，更具有成就感，增加对物理学科的兴趣。 总体来说，本节课目标基本实现，重点和难点突破上也得到很好的完成，教学过程充分体现了教师主导和学生主体的教学思路。当然在教学过程中还有一些瑕疵，经过改进，本节课可以更加高效，值得本人在以后的教学过程中进行反思、总结和提高。 |
|||
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
