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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》（安徽省来安中学）
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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》
3.4 力的合成和分解
【教材分析】
本节内容是在学生学习重力、弹力、摩擦力等相关力学知识的基础上，进一步探究力的运算法则：首先教材从生活出发，比较两个小孩与大人分别提一桶水的异同，运用等效替代的观点定性分析了合力与分力的关系，然后启发学生利用实验来进一步探合力与分力的矢量运算法则。“力的合成”这一节，前接三种常见的力后续力的分解和力学一些重要定律的应用，具有承上启下的作用。本节课运用等效替代的思想来进行平行四边形定则的教学，因而培养学生建立等效替代的概念是很重要的。
【教学标与核心素养】
【物理观念】能进行力的合成，能利用平行四边形定则解决矢量运算问题；会用作图法求共点力的合成。
【科学思维】通过合力与分力概念的建立过程，体会力的等效替代方法。
【科学探究】能完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，能观察实验现象，发现并提出物理问题；能通过图形分析，寻找规律。
【科学态度与责任】通过对力的合成规律的探究，能体会物理学研究中科学假设的重要性。
【教学重点】
能从力作用的等效性来理解合力、分力的概念；通过实验探究合力与分力的大小和方向所遵循的规律。
【教学难点】
实验方案的设计与实施；会用作图法和计算法求合力。
【实验器材】
多媒体教学设备、木板一块、弹簧秤2个、橡皮筋1条（带两个细线套）、白纸1张、图钉几个、三角板
【教学方法】
交流与合作、分组实验
【学情分析】
高一学生已经学习了力的三要素、力的图示等物理知识和有关平行四边形和三角形的几何知识，但是他们刚刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，他们习惯于标量的代数运算，即使学习了位移、速度、加速度等矢量，也不涉及到量运算，而是通过规定正方向将矢量运算变成了简单的加减问题，没有触及矢量运算：同时有些学生几何知识迁移能力较差，对力的平行四边形定则的应用往往不习惯：意识到学生在这个问题上的困难，通过小组探究方式教学让学生在探究活动过程中获得切身体验加深对平行四边形定则的理解。一则，能提高学生科学素养，力的合成对学生来说全新的知识，学生在探究活动过程中的体验真实而深刻，效果远非那种目标和路线都明摆着的形式化的探究活动可比二则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感受规律的形成过程，有利于学生更深刻的理解矢量的合成法则。
【教学流程】
小任务大挑战、情境与思考、实验与探究、规律应用、小结大挑战。
【新课引入】
任务大挑战：两人能提起一个箱子吗？两位同学各拉一段绳子的一端，发现怎么也提不起重物，是重物很重吗？结果发现其中一个学生一只手就很轻松地将重物提起来：这是什么原因呢？
观看自制小视频：一个同学在单杠上做引体向上动作，分别双臂竖举；双臂张开一定角度和双臂张开最大角度来完成引体向上动作。结果双臂张开最大角度时无法完成动作，这又是什么原因呢？
教师：今天我们一起探究这其中的奥秘！带着这样的问题，我们学习新的一节内容《力的合成和分解》。
【新课教学】
1.情境与思考：（1）曹冲称象情境；（2）两种提水方式情境；（3）形变相同的弹簧。
情境1：小时候，我们听过曹冲称象的故事，他是怎样称出大象的重量的呢？
情境2：同一桶水，可以由两位同学一起提起，也可以由一位同学一个人提起；两位同学的两个拉力和一位同学的拉力有什么关系呢？
情境3：大挑战：拉弹簧找合力，相同的弹簧，用一个弹簧秤拉伸一定的长度，也可以由两个弹簧秤来实现。一个拉力和这两个拉力又是什么关系呢？
设计意图：通过三个问题情境的讨论引导，为学生提供了学习合力与分力提供感性认识，帮助学生顺利建立合力与分力的概念；情境2中两个分力的关系也为共点力的学习下伏笔。最后情境3的创设为学生猜想合力与分力的关系降低了难度，突破这一教学难点。
2.实验与探究
探究：互成角度的两个力的合成猜想：在情境3的启发下，学生容易猜想出合力与分力之间几何关系：四边形验证。学生借助手边的实验仪器验证自己的猜想。教师指出实验过程中的注意事项。
交流：合作绘制出合力与分力的几何关系，得出合力与分力所构成的平行四边形。得出实验结论之后，小组间相互交流实验结果。
结论：互成角度的两个共点力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
设计意图：教师的教学要基于学生的已有认知。启发学生得出结论，激发学生的认知冲突，调动学生学习的积极性。借助情境3的启示引导学生设计实验方案，探究合成规律。
3.问题与思考
问题1：若两个分力一定，这两个力的合力随夹角如何变化结论：两个分力一定时，合力随分力夹角（0°—180°）增加而减小。
问题2：若合力一定，两个分力的夹角变大时，分力的大小如何变化结论：合力一定时，两个分力随分力夹角（0°—180°）增加而增加而增大。
思考：多个共点力如何进行合成：先合成其中的两个力，再用这个合力与第三个力合成，依次进行合成。
设计意图：得出平行四边形法则之后，引导学生思考一下两个问题，得出相应结论一方面为学生处理类似问题提供必要的抓手，另一方面帮助学生熟练应用平行四边形法则。
4.挑战任务失败大揭秘
课堂教学的最后，回归本节课开始的挑战任务，请学生分析失败原因。
设计意图：这个环节的设计进一步加深学生对平行四边形定则的认识：揭示其中原因，释疑学生的困惑同时还引发让学生体会物理在生活中的应用。
5.板书设计
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对于同一物体产生相同的效果视频来源：优质课网 www.youzhik.com
