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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》周（安徽省淮北）
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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》（安徽省淮北市第一中学）
《力的合成与分解》教学设计
（第1课时）
【教学思路与设想】
本节课教学设计的主旨是：呈现核心素养引领下的物理课堂。
首先，通过节前问题结合生活实际，开门见山，认识共点力，了解力的合成的必要性。接着从两次拉弹簧的情境入手渗透“等效替代”的思想，进而认识合力与分力的概念，加深了学生对“等效替代”思想在解决问题及生产生活中实际问题的理解。
其次，通过实验 “探究两个互成角度的两个共点力的合成规律”，让学生理解力的合成与力的分解的方法，通过作图寻找“作用效果相同的两个力与一个力”之间的关系，经过问题、证据、解释、交流等环节，在思维碰撞中形成共识，得出平形四边形定则。教学过程中立足学生认知规律，聚焦学生思维，问题的设计由易到难，由特殊到一般，层层递进，同时根据学生已有经验，充分利用实验，造成认知冲突，激发学生的探究热情。在实验过程中培养学生设计实验、动手操作的能力，在合作、交流、讨论中培养学生科学探究能力和科学严谨的态度。
在得出平形四边形定则后，向学生介绍平形四边形的发现史，让学生了解物理学规律发现历程，体会规律形成的漫长与艰辛，增强学生的责任感。
本节课教学的难点是：探究平行四边形定则过程中，由“数”到“形”的跨越。如何让学生观察所作出的力的图示猜想到平行四边形是一个很难跨越的门槛，为突破该难点，教学中采取三个措施：一，利用爱因斯坦的名言让学生感受猜想的重要，鼓励学生大胆猜想；二，通过作出两分力与合力之比3:4:5这种特殊情形的力的图示，使学生容易猜想到矩形；三，利用透明网格垫板观察任意角度的力的图示，学生很容易观察到平形四边形，对突破教学难点能起到破冰功效。
最后，通过调整实验步骤引出力的分解，让学生了解力的合成与分解是互为逆运算，同样遵循平形四边形定则，接着让各组学生在透明垫板上分解相同的已知力，却得到各不相同的平形四边形，设置悬疑，引发思考，调动学生继续探究的热情，并让学生明确力的分解的不唯一性，同时为第二课时的教学做铺垫。
【教学目标与核心素养】
物理观念：
| 教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
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创设情境 导入新课 新课教学 |
【投影】 共点力： 几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 问题1：一个静止的物体，在某平面上受到五个共点力作用，你能判断这个物体将向哪个方向运动吗？ 问题2:静止在光滑水平面上的物体，如果受到水平向右的拉力，你能确定物体将向哪个方向运动吗？  设问：能不能找到这样一个力，该力单独作用的效果与这五个力共同作用的效果相同？如果存在这样一个力，我们就可以用这一个力去代替那五个力，从而化繁为简，就可以判断物体将向哪个方向运动了。 1.合力与分力 设问1：先后两次把同一弹簧拉到同一位置，这两次拉力的作用效果是否相同？依据是什么？   设问2：如左图所示，一次是用一个力拉弹簧，一次是用两个力拉弹簧，你能分辨出来吗？ F与F1、F2之间可不可以相互替代呢？ 合力与分力 假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。 假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。 合力和分力是一种等效替代的关系。 2．力的合成 求几个力的合力的过程或方法叫做力的合成 【板书】  设问：力的合成遵循什么规律呢？ 探究一：同一直线上的两个共点力的合成   思维风暴： 3+4 在什么情况下不等于 7 ？ 演示实验：  现象：3+4=“5” 分析：“合”非“和” “合”——等效替代的结果 “和”——代数运算的结果 设问：你认为互成角度的两个力合成时代数运算不适用的原因是什么？ 两个分力F1、F2与F的比值3:4:5，你能联想到什么？ 思考：我们的思维可不可以再向前一步，如果改变两分力的方向，3+4还可以等于多少？ 互成任意角度的两个共点力的合成究竟遵循什么规律呢？ 探究二：互成角度的两个共点力的合成 展示：实验器材： 方木板，白纸，弹簧测力计（两只），橡皮筋（细绳套2个），三角尺，刻度尺，图钉（5枚） 请同学们根据提供的实验器材，小组讨论，设计实验方案，探究互成角度的两个共点力合成的规律。 思考：1、如何保证分力与合力的作用效果相同？ 2、需要测量什么？记录哪些信息？ 3、如何把力形象而又准确的画出来呢？ 巡视了解学生方案，组织引导学生交流方案，归纳总结实验步骤及注意事项 指导学生分组实验探究 巡视了解学生实验情况，拍照采集学生实验瞬间 小组展示实验成果 引导学生观察作出的力的图示，鼓励学生大胆猜想 投影： 若无某种大胆放肆的猜想，一般是不可能有知识的进展的。 ——爱因斯坦 引导学生猜想：
 2、任意角度的两个力的合成：   提问：如何验证你的猜想是否正确？ 学生展示作图成果 理论值与测量值存在误差， 两者不能完全重合。 误差分析：展示学生做实验时操作不规范的瞬间照片 总结：平行四边形定则 两个力合成时，以表示这两个力的有向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，这个规律叫作平行四边形定则 投影：历史积淀：平行四边形定则的发现历程  问题： 你能否利用平形四边形定则求出这五个力的合力？  3.力的分解 问题：如果把刚才的实验顺序调换，即先用拉力F把结点拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉结点至O点，使产生相同效果，这样操作和刚才实验的操作相比，意义上有什么不同？ 求一个力的分力的过程叫作力的分解 设问：力的分解是否遵循平行四边形定则？ 力的分解与力的合成互为逆运算 【板书】  指导各组分解相同的已知力F 收回透明网格垫板，重叠在一起，发现：以表示F的线段为对角线作出的平行四边形各不相同。 （预设） 课外拓展： 思考：一个已知的力究竟应该怎样分解？ |
观察图片 思考、回答 观察、回答 回答问题 了解合力、分力以及力的合成的概念 根据已有经验回答问题 观察实验 思考并回答 问题 直角三角形，F1、F2的夹角为90° 小组讨论 设计实验方案 交流实验方案 分组实验 观察、猜想 根据演示实验“3+4=5” 联想到矩形 学生用网格垫板辅助猜想 作图检验猜想的正确性 方法交流  思考、回答 了解力的分解的概念 在给定的垫板上作图，分解已知力 观察现象 |
把现实生活中的相关研究对象转换成共点力作用物体模型，提升学生的科学思维水平 创设情境，激发学生思维 认识力的合成的必要性 明确力的作用效果相同的含义 体会等效替代的思想 形成物理概念 铺设台阶 由易到难 形成认知冲突 激发探究热情 相互垂直的两个共点力合成 由特殊到一般，调动学生深入学习热情 培养学生设计实验、动手操作能力，在合作、交流、讨论中培养学生科学探究能力 收集学生实验时不规范的操作，对其进行实验规范操作教育，也有助于误差分析 感受大师思想，培养科学探究观念 引导学生根据两个分力及其合力的矢量图的平面位置关系，利用透明网格板，调整角度，触发学生联想，判断出它们可能具有平行四边形的几何关系，完成由“数”到“形”的跨越。 由“猜想”到“验证”，培养学生严谨的科学探究素养。 培养学生对实验数据采取实事求是的态度 纠正学生不良习惯 总结探究结果，形成规律，增强学生的成就感 了解物理学规律发现历程，体会规律形成的漫长与艰辛，增强学生的责任感 学以致用 引出力的分解 启迪思维 形成知识体系 设置悬疑，引发思考，调动学生探究热情 明确力的分解的不唯一性，为第2课时的教学作铺垫 |
| 课堂小结 |
1.等效替代思想是物理学中的常用方法，可以使复杂问题简单化 2.矢量的运算必须遵循平行四边形定则 |
总结收获 | 引导学生在回顾本节课知识的同时，领悟物理科学思想、科学思维、科学方法 |
| 拓展学习 | 查阅资料进一步了解、感受平形四边形定则的发现过程 | 课外查阅资料，撰写心得感悟 | 培养学生的科学态度与责任 |
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
