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视频标签：力的合成和分解
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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》王（合肥市合肥）
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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》王（合肥市合肥）
核心素养理念下《力的合成和分解》教学设计
学生在初中已经接触过求沿同一直线上的两个力的合力的方法，在第一章位移的学习中，也初步学习了矢量的合成（既有大小又有方向的量）本节则进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。
教材首先从一个静止的物体受到五个力，问如何判断其运动方向出发，提出“等效替代”的思想。从这一思想出发，列举了两个等效替代的实例：两个人提水和一个人提水，其作用效果相同；吊灯用一根悬线悬挂和两根悬线悬挂，其作用效果相同，从力的“作用效果相同”的“等效替代”思想提出来分力与合力的概念。接下来，教材提出了如何探究力的合成与分解的问题，并依据“等效替代”的思想设计了实验进行探究，得出力的合成与分解所遵从的法则——平行四边形定则。最后，教材再次从物理量运算的角度，给出了矢量和标量的区别，提升学生对矢量和标量的认识。
从最新版的《普通高中物理课程标准》来看，课标对本部分的要求是：“通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量”。
学生在初中就学习过一条直线上两个力的合成所满足的规则，但是对于不共线的两个力的合成，学生既缺乏感性，也缺乏理性的认识，甚至也很难提出来不共线的两个力的合力该如何合成这样的问题。所以，教师要引导学生思考并提出这一问题。另外，学生在学习第一章位移的时候已经学习了矢量的概念，已经知道同一直线上的位移和速度矢量是如何加减的，当然根据位移的矢量运算能够部分推知矢量运算所满足的法则，而平行四边形定则，属于矢量运算的一般法则。这一运算法则的得到需要利用到初中的平面几何知识（如平行四边形、三角形的性质和作图的知识），学生的初中几何掌握的情况会在一定程度上影响这部分内容的学习。
从标量的代数加减法到矢量的平行四边形法则对学生来说是很大的转折，学生很难一下子适应过来。因此，新授课之后需要习题课来巩固这种运算规则。
三．教学目标：
物理观念：
1.能够从等效替换的思想中提炼出合力与分力的概念。
2.能通过力的合成与分解来研究力的加减。
3.知道力的分解是力的合成的逆运算，遵循同样的法则。
4.理解当物体受多个共点力的作用时，可逐步合成。
5.知道矢量运算与标量运算的根本区别是运算法则的不同。
科学思维：
1.理解为何可以通过等效替代的思想来探究分力与合力的关系。
2.经历实验探究过程，自主归纳总结出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则。
3.会利用力的图示或三角函数知识求解合力。
科学探究：
1.经历初步探究过程，明确合力与分力的关系不仅与大小有关还与方向有关。
2.能够利用已提供的器材并参考教材设计出探究分力与合力关系的方案。
3.经历猜想→验证→得出结论的过程，体验科学探究的奇妙和乐趣。
科学态度与责任：
1.通过联想代数加减法、二力共线合成方法，先初步探究二力不共线时的合成规律，进一步通过实验定量探究二力合成所满足的规律，最后用更精密的仪器再次探究，带着学生体验科学探究的循序渐进和步步深入的严谨风格。
2.通过简单回顾矢量运算的物理学史，让学生体验科学探究之曲折。
四．教学资源设计：
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定性探究实验所用器材：两个演示测力计、钩码以及细线。
2.定量探究的实验器材：长木板、白纸、工字钉、橡皮筋和细绳套、刻度尺、弹簧测力计以及轻质小环（作为研究对象的子母环）等
3.精密的定量实验探究器材：两个力/倾角传感器、一个拉力传感器。
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手机、电脑以及希沃授课助手：将电脑与手机的西沃授课助手连接，可将许多组学生所做实验结果直接投屏展示，从而实现数据共享，既节约了时间，也能够起到更好的分享效果。
5.自制ppt演示文稿。
五．重难点：
重点：1.理解合力、分力的概念，体会等效替代的思想；
2.通过实验，探究求合力的方法。
难点：力的合成的实验方案设计、实施、猜想以及规律的得出。
六．教学方法：
讲解法、演示法、讨论法、归纳法、逻辑推理法、实验探究法等。
七．主要教学环节：
第一环节：
阅读教材问题导入新课。教师通过展示两组图片，让学生感受等效替代的思想，建立合力和分力的概念。初步了解共点力概念。
第二环节：
利用演示实验初步探究两个力的合成规律，让学生体会到互成角度的两个力的合力不满足代数加减运算法则。
分组实验探究，寻找规律。利用弹簧测力计、橡皮筋等器材，结合教材提出实验方案并分组探究，提出猜想并验证，最终得到互成角度的两个力的合成所遵循的规律。最后将平行四边形定则推广至力的分解。
第三环节：
初步应用。将初中所学习的二力共线合成的方法纳入到平行四边形定则中，探讨多力合成的方法，梳理矢量和标量的区别。
第四环节：
课堂小结。
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教学环节 |
教师活动 |
学生活动 |
设计目的 |
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导入 |
教师板书：4.力的合成和分解
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阅读教材第68面的问题部分，思考作用效果相同的力之间能够等效替代。 |
以教材中的如何求五个力的合力的问题导入，贯穿整节课的内容。 |
新课讲授一：分力与合力
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情景1：两个小孩分别用力 、 共同提着一桶水，水桶静止；一个大人单独向上用力 也能提着这桶水，让水桶保持静止。
情景2：一根弹簧秤用力F将橡皮筋从黑色节点拉到红色节点，或者用两根弹簧秤互成角度用力F1、F2也能将橡皮筋从黑色节点拉到红色节点
根据其一个力与多个力的“等效替代”关系，提出合力与分力的概念。[板书：合力 分力 ]
在上述事例中，力F可以看作、的合力，、可看作F的分力。分力与合力之间可以等效替代的。[板书：等效替代]
初步介绍共点力概念。提出力的合成与分解的概念。[板书：合成、分解]
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看图片、观察并思考，在大脑中酝酿“分力”与“合力”的概念。 |
由等效替代思想提出“分力与合力”的概念，初步介绍共点力的概念以及力的合成与分解的概念。 |
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新课讲授二：探究分力与合力之间的关系 |
环节1：引导学生回顾初中所学习的二力共线的合成方法
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学生回顾初中的二力共线的合成方法：两力方向相同，则合力即为这两个力的大小相加，方向跟这两个力的方向相同；如果这两个力的方向相反，则用大的力减去小的力，最终的合力方向则与较大的力的方向一致。
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通过联想旧知，提出新的疑问。 |
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提出问题：如果两个力互成一定的角度呢？ |
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环节2：教师演示：用互成角度的弹簧测力计定性探究分力与合力所满足的规律。 |
读数、记录并思考，两个力互成一定角度是否还满足初中的结论。 |
引起学生认知矛盾。 |
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提出问题：如何定量探究“两个互成角度的分力与其合力的规律”呢？ |
环节3：设计实验并定量探究
第1步：教师展示定量探究器材，引导学生通过阅读教材并结合所提供的实验器材，三人一个小组，组内讨论，你们组打算怎样设计这个实验。
第2步：教师根据学生所设计方案，在黑板上演示探究的操作步骤，与学生共同讨论实验中的注意事项问题。
第3步：下位指导学生探究，并用希沃授课助手同屏分享
第4步：分享学生的探究结果并引导学生提出猜想
第5步：引导学生验证猜想
第6步：教师演示实验：用两个“力/倾角传感器”验证二力合成所满足的规律。
第7步：二力合成的平行四边形定则结论的得出以及相关历史回顾，并推广至力的分解。
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阅读教材并结合桌面实验器材，组内讨论并分享实验方案
学生观察教师黑板演示过程，与教师共同讨论实验中的注意事项问题
分组实验探究
学生提出猜想
学生验证猜想，并得出初步结论。
学生观察，确认此前的结论。 |
解决探究的原理与方法的问题
解决如何探究的问题。
进行实验
培养学生通过观察思考提出猜想的能力。
通过初步探究到定量探究到精密实验探究，培养学生深度思考与探究的能力。
通过历史回顾以及推广，让学生体会科学探究的曲折。 |
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初步应用 |
1.初中所学习的同一直线上的两个力的合成的方法时候可否纳入到平行四边形定则中？
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一个静止在某平面的物体受到了五个力，我们该如何求其合力？
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学生分享个人思考
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抛开“等效替代”思想下分力与合力关系的研究，直接应用平行四边形定则解决实际问题。 |
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新授课三：矢量和标量 |
安排学生自主阅读以下教材第70-71面的《矢量和标量》的内容，阅读的时候思考两个问题：
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什么是矢量，什么是标量，矢量和标量的区别是什么？
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矢量的正负跟标量，比如温度的正负一样吗？
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学生自主阅读该部分内容，并回答两个问题。 |
深化学生对矢量和标量的认识。 |
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回顾与小结 |
教师总结：我们利用了力的作用效果相同提出了分力与合力的概念，利用等效替代的关系通过实验我们探究了分力与合力所满足的规律，并进行了初步的应用，最后我们研究了矢量和标量的区别。下节课我们将继续研究平行四边形定则进一步的应用。
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学生回顾。 |
回顾小结并引出下次课的内容。 |
九．板书设计：
4.力的合成和分解
遵从：平行四边形定则
三．矢量和标量
十．教学后记：
从今年的优质课校内选拔以来，就不断地在思考一节好的课应该有怎样的特征，在与组内同行、省市专家的不断地交流中深深地体会到，首先要突出重难点，要有严谨的逻辑，内容不要驳杂而冲淡主题，实验要精，尽量一贯到底，要细致地、全面的阅读教材和课程标准，从物理学科素养角度去思考各个环节的学科素养的显性化的问题。起初，我觉得这节课可创新的点很少，在逐步的深入研究下去才发现，这节课想上好十分难，非常考验教师的基本功以及实验组织、设计以及学生自主探究的能力。因此在打磨过程中，不断地吸取同行的意见，同时也在跟上课的学生做深度的交流。我发现，当我把课堂更多的让位给学生以后，课堂不仅活了，而且迸发出思想的火花和探究的乐趣。
这节课尤其让我十分享受也是很惊心动魄的一点是大家做出来图形之后的猜想，有的孩子直接联想到位移矢量，猜想合力与分力可构成三角形上面来了，可以说这一猜想非常有创造性思维也非常有洞察力，一旦把课堂更多的让给学生，则学生真的很令人惊叹。所以，我以后要把课堂时间多交还给学生。
这段时间备课、磨课以来，也非常考验我的深度思考以及合理吸收同行建议的能力。我发现，我们学校每个同行都是那么的优秀，那么的有创造力，很多老师都能说出让人赞叹的考量和逻辑来，深感自身能力的不足，以后还是要多跟同行交流，多向同行学习。
这节课也有许多不足之处，比如有些地方语言不够精炼，因为是录课，互动过程中有些学生语言没有录进去，还有就是在录课的后期肢体动作有一点多。这都些是我要反思改进的地方。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
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