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力的合成——教学设计
作为一名无私奉献的老师，常常要写一份优秀的教学设计，借助教学设计可以促进我们快速成长，使教学工作更加科学化。一份好的教学设计是什么样子的呢？以下是小编整理的力的合成——教学设计，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
力的合成——教学设计1
指导思想与理论依据
本节教学根据课程的三维目标要求，突出培养学生实验探究能力，把本节课设计为实验探究式教学方式。在完成认知的过程中，通过提水桶实例感悟身边的物理学，通过实验探究发展学生的好奇心与求知欲，培养科学探索兴趣，培养勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。
教学背景
（一）本节教材分析
在学生了解力的概念和常见力的基础上，研究多个力的合力问题，它是前几节内容的深化，依据等效思想给出合力与分力概念，并通过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则，使学生对矢量和标量认识得以完善。矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中，具有基础性和预备性为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础因此，本节内容具有承上启下的作用
（二）学情分析
本节教学设计面对普通班高中学生，此层次学生认识兴趣极低，基本上没有学习动机。他们在初中物理中，学习了同一直线上力的合成，“代数和”的运算在学生头脑中已成定势，通过实验探究感知力的合成定则，力争突破原有思维定势。
（三）教学方法实验探索法、归纳分析法
（四）教学资源
多媒体课件、电脑及投影仪、方木板1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20 cm细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对、刻度尺（学生探究实验用），杠铃片，绳子（演示实验用）
教学流程：
1、复习初中同一直线上两个力的合成。
2、生活中并不都是同一直线上两个力合成，提水桶的实例引入新课，由提水桶实例感悟分力合力，提出探究问题
3、学生猜想并设计探究实验4、实验探究力的合成方法
5、得出四边形定则，图示法的应用6、探究合力大小与分力关系
7、共点力概念及说明能形成共点力的条件8、学习效果反馈（课后作业完成情况）
教学目标：
一、知识与技能
1、感悟合力与分力，领会等效替代思想
2、学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结出共点力合成定则。会用作图法求共点力的合力，归纳合力的大小与分力大小关系
3、培养学生的动手能力、观察能力、推理想象能力、协作能力、创新思维能力
二、过程与方法
1、通过生活现象感悟合力与分力，领会等效替代思想通过实验探究归纳共点合成定则。
2、通过运用平行四边形定则作图归纳合力的大小与分力大小关系。
三、情感态度与价值观
1、通过处理实验数据，培养学生实事求是的科学态度。
2、通过灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、培养创新意识。
3、通过经历实验探索过程，体验物理学研究问题的思想方法，激发学习兴趣
教学重点
通过实验探索“力的合成”所遵循的定则
教学难点
1、实验数据推理获得“平行四边形定则”
2、合力大小与分力关系课时安排1课时教学过程
一、引入新课
学生观看生活现象：请两位同学亲历体验提水桶。
1、请两位同学分别单手提水桶。说出你的感受。
2、请两位同学共同单手提水桶。说出你的感受。
3、请思考：比较一下两个人拉开些点距离提水桶省力还是靠近些距离提水桶省力？
上述物理情景中蕴含怎样的知识，你能用科学的语言概括它吗?
本节课我们从此现象出发来学习有关力的合成知识（从生活走进物理，激发兴趣）
二、新课教学
复习：初中所学同一直线上二力合成的方法，完成课本P62思考与讨论
生活中并不都是两个力合成时是在同一直线上，展示例子。
（一）、合力与分力
学生继续观看生活中提水桶的实例，让两男生，两女生，一个男生分别拉绳提杠铃片，
体会并感受，从物理学的角度谈自己的感悟，通过教师的启发完成以下知识的学习（培养观察、想象、语言表达能力）
1、前面两种提水桶的情景和后面三种拉绳子提杠铃片的情景中力的作用效果怎样？
（答：作用效果相同）
2、谁是谁的合力，谁是谁的分力？
(答：F是F1、F2的合力, F1、F2是F的分力)
3、从力的作用效果看合力与分力关系？
（答：等效替代）
4、F是F1、F2的合力，那F与F1、F2大小关系怎样？（引入下个问题）
（二）力的合成：
1、学生回答下列问题（检查预习情况）
（1）、什么叫力的合成？
（答：求几个力的合力的过程，叫力的合成）
（2）、什么是共点力？
（答：如果几个力都作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力）
（3）、猜想F与F1、F2的关系（学生可能在上一环境感悟中说出），设计怎样的实验验证你的猜想？
2、本节实验方案：用一条橡皮条代替水桶，用两支弹簧秤互成角度地把它拉长X，读数F1、F2为两个已知分力的大小,并记录两个分力方向，再用一支弹簧秤把橡皮条拉长到同一点，读数为合力F大小（两次力的作用效果相同），记录方向。画出各个力的图示，就能研究出力F与力F
1、F2的关系
（学生也可能提出其他方案）
3、一个同学到前面和老师一起演示，其他同学观看实验操作步骤。（也可以通过看视频学习如何进行实验操作）
4、投影实验操作步骤及注意事项
实验操作步骤：
（1）用图钉把白纸钉在方木板上
（2）用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套
（3）用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，用铅笔记下O点的位置及此时两条细绳套的方向，记录两弹簧秤的示数
（4）用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出F1、F2的图示。
（5）用一只弹簧秤钩住细绳套，把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数F和细绳的方向，按选定的标度沿记录的方向作拉力F的图示为了减少误差，实验时要注意：
（1）正确选取弹簧秤先将弹簧秤调零，再将两只弹簧秤钩好后对拉，若两秤在拉的过程中，读数相同，则可选；若不同，应另选，直至相同为止
（2）拉动时，弹簧秤应保持与木板平行，在不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些
(3)实验中两分力F1、F2的夹角不要取的太大
(4)在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同
(5)读数时要正视，按有效数字正确读数和记录
(6)作图时，应选定恰当的标度，尽量把图画大些，但也不能画出纸外。
5、实验数据分析猜想：（想象、推理能力培养）
（1）合力F是否能用F1、F2的代数和表示？（观察并计算）
（2）用虚线连接F1、F2及力F的末端点并观察图示，有什么发现？(方法提示)
（3）利用三角板以力F1、F2为邻边做平行四边形，画出其对角线F′，看力F、F′是否重合？
（4）若没有实验误差F′和F应该怎样即实验结论：（逻辑推理、想象）
6、学生实验探究，教师答疑。
7、学生交流，展示探究结论：
力的平行四边形定则：求两个共点力的合力时，可分别用表示这两个力的有向线段F1和F2为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就是合力F的大小和方向，这就是平行四边形定则
力的合成平行四边形定则适用于共点力的合成。
（三）运用平行四边形定则求合力。理论知识具体应用、并发现规律
【例】已知共点力F1=4 N，F2=3 N，用作图法求出θ=30°，90°，120°时合力F的大小归纳当两个分力夹角变大时，合力大小的变化情况
学生画图并展示学生作品，交流成果。
【教师】通过课件演示当分力F1、F2一定时，夹角θ在0~180°之间发生变化时，合力F
的`大小变化情况
（给学生感性认识，强化以下规律）归纳：合力的大小与分力大小关系
夹角θ越大，合力就越小合力最小值为F1-F2同一直线方向相反合力最大值为
F1+F2同一直线方向相同合力F的取值范围|F1-F2|≤F≤F1+F2合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力
（三）小结（首先由学生总结本节学到哪些知识）
通过生活现象感悟合力与分力，知道等效代替是物理中研究问题的一种方法求互成角度的二力的合力的方法——力的平行四边形定则
知道合力的大小与分力大小关系|F1-F2|≤F≤F1+F2
（四）课堂学习效果反馈
完成导学案[达标演练，小组讨论]
板书设计
课题
力的合成
一、合力与分力的效果
等效替代
二、互成角度的两个力合成的方法
平行四边形定则
三、合力与分力大小关系|F1-F2|≤F≤F1+F2附：
课前预习：
1、通过怎样的实例来说明合力与分力，互为等效替代关系。
2、什么叫力的合成？什么叫共点力？
1、你想设计怎样的实验归纳出力的合成方法？
2、在实验中用什么方法找出分力F
1、F2及合力F?怎样使分力F
1、F2的作用效果与合力F的作用效果相同？
3、在实验过程中需要记录哪些实验数据，怎样描述力的大小和方向？
4、你是怎样通过猜想及推理归纳出力的合成法则？
教学设计说明：
我所任教的学生是本校民语部高一年级学生当中学习成绩属于中等的的学生。学生的特点是基础差，底子薄，多数学生对学习物理感到压力，没有学习兴趣。根据学生现状，在教学过程中努力落实新课程的三维目标，尽力培养和提高学生的科学素养。
通过以下一些途径力争完成教学目标。
课前安排预习，在学习本节之前的一节课，把本节的教学内容，通过学案的形式，给学生预习，思考，留作业；督促学生在课前先自学，初步了解本节内容。如何根据等效替代的思想设计实验，实验需要的器材，实验步骤等先有所了解。
在教学过程中，通过生活实例引入新课，体现物理学来源生活，回归于生活；而且是学生身边发生的事，激发学生的学习兴趣，使他们想学。
突出物理学的实验特色。学生对实验比较感兴趣，但他们不懂得怎样通过实验探究问题，所以在教学中先给学生演示一遍实验操作过程，告诉他们实验中要注意的事项。告诉他们对获得的实验数据如何推理，猜想，如果没有实验误差的话，应该怎样？培养和提高学生的实验探究能力，使之了解科学家研究问题的思想方法，力争通过此过程提高学生的科学素养。
每一步知识学习都按着循序渐进，逐步完善过程，所以把已知三个分力求合力问题当作思考题留给学生，本节重点培养学生的实验探究能力。
力的合成——教学设计2
【教学目标】
1知识与技能
（1）能够从力的“效果”角度理解合力与分力的概念；
（2）掌握力的平行四边形定则，知道它是合成力的基本定则，学会初步运用平行四边形定则求合力；
（3）会用作图法求解两个共点力的合力；并能意识到其合力随夹角是变化的。
2过程与方法
（1）能够通过实验探究归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；
（2）体会等效代替的思想方法，参与实验探究过程，培养学生动手操作能力和协作能力；
（3）培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律以及归纳总结问题的能力。
3情感、态度与价值观
（1）培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。
（2）培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。
（3）培养学生合作、交流、互助的精神。
（4）让学生树立科学探究中大胆猜测，严谨求证的科学思想。
【重点难点】
重点：渗透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四边形定则的发现与深刻的理解。
难点：①实验的设计；②平行四边形关系的发现；③从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨越。
突破方法：让学生自己动手实验，自己将结论得出。
【教学方法】
为了体现新课程所倡导的教学理念，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。为了让学生更好地体验科学研究的方法和过程，发展自主学习能力，培养良好的思维品质，强化小组交流与合作意识，淡化机械式训练，摒弃灌输式教学；教师一定要把握好自己的角色，是适时适度地“引导”和“参与”，决不能搞型式化的探究。在以往的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，学生被动地接受，很难从多方面培养学生的综合素质。
【教具准备】
多媒体课件、电子白板，弹簧秤，橡皮条，刻度尺，细线等。
【课时设计】
本节课计划用两课时学完。本节为第一课时
【教学环节】
新课的引入
[教师活动]多媒体展示简单的问题1+1在什么情况下不等于2，激发学生学习的激情，之后再讲“曹冲秤象”的故事，提水问题。引出等效思想的理论。
[学生活动]让学生自己分别用一只手和两只手拿桌子上的物体感受等效的思想。
[教师活动]引导学生理解合力与分力等效代替的关系，得出合力和分力的概念。并复习提问初中学过的同一直线上求两个力的合力的问题：（两种情形，分力同向和反向时）并引导学生用“等效替代”的思想去理解这两种情形，然后再抛出“两个互成角度的分力与其合力有什么样的关系呢？”“合力是否等于两分力大小之和或之差呢？”也可以让学猜测“合力的大小在什么范围内？”。引导学生设计实验用“等效替代”的思想靠测量的方法先去找到两分力与合力，并将它们表示出来，然后再探究它们之间的关系。
指导学生实验设计中应注意的一些问题
（1）问题的提出：两个互成角度的共点力与其合力有什么样的关系？
（2）设计实验时应注意的问题：
①用什么方法找分力与合力，实验中应怎样实现分力与其合力产生的作用效果相同？
②如何知道力的大小？如何确定力的方向？
③实验中需要记录哪些数据？怎样可以更直观简洁地同时描述力的大小和方向？
④该实验中可能出现误差的原因有哪些？你该如何处理？
进行实验
[学生活动]
四个或六个学生为一小组进行分组实验。
[教师活动]
在旁巡查，适时加以指导，实验时要分布引导学生注意以上4个问题。引导学生按书中的建议把合力的箭头和两分力的箭头连接起来，再看看这些图形有什么共同点和不同点。引导学生利用现有的实验结果大胆地提出科学合理的猜想──满足平行四边形定则，再让学生变化角度实验，验证猜测。
对实验结果进行分析与评估并归纳得出结论
[学生活动]学生通过实验探究确定了两个分力与合力，并且用力的图示将它们表示出来后，到讲台上展示交流实验中得到的图形，并思考归纳、总结本实验探究的结论。学生探究到的合力与分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，也可能是一些其他图形。
[教师活动]
总结说明：多数组得到了平行四边形这很好，对于没有得到平行四边形的，也要尊重实验，实事求是。教师要特别说明：即使今天我们所有组都得到了平行四边形规律，就一定能说明分力和合力满足平行四边形定则吗？在科学探究中这样做可吗？（学生能意识到这样做不妥）
[教师活动]
总结说明：因为我们只做了有限的几组实验,就得出结论。这当然不可取！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论证才能得出具有普遍意义的科学规律，有时还需要通过理论证明才能加以推广。而我们这节课只做了有限的实验，其实两分力和合力的关系满足平行四边形定则，早就被科学家证实了，大多数同学得到这个结论，而少数同学未能得到，那是因为实验中出现了问题，可能是实验误差（读数误差、作图误差、系统误差），甚至是操作上的错误。请学生下课后分析造成的原因。事实证明不仅力的合成满足平行四边形定则，所有的矢量合成都满足。让学生返回到前面学习位移时的几个问题，用平行四边形定则重新看待那些问题。
例题分析
教科书中的例题比较简单，但学生在作图时常常不规范，教师要强调学生注意
1．合力，分力要共起点，虚线，实线要分清。
2．合力，分力标度要相同，作图要准确。
3．对角线要找准，不要忘了方向。
让学生再思考
思考分力一定时，随着夹角的增大合力如何变化？提出引体向上的例子，然后观看动画，让学生总结得出合力与分力间夹角θ关系：
学生讨论以后通过多媒体动画演示，让学生总结得出以下结论：
合力与分力间夹角θ关系：
①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：
F合＝F1＋F2?合力方向与两个力的方向相同
②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：
F合＝｜F1－F2｜合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。
③夹角θ越大，合力就越小：
F合随F1和F2的夹角增大而减小
④合力的取值范围：｜F1－F2｜≤ F合≤ F1＋F2
⑤ F合可能大于、等于、小于F1、F2
小结
先让学生自己小结，老师在黑板上出示小结提示，补充和纠正学生的不足之处。
【布置作业】课后练习1,2小题。
【板书设计】
5.1力的合成
一、合力、分力、共点力
1．合力、分力、共点力的概念
二、力的合成
1．求几个分力的合力叫力的合成
2．同一直线上的两个力的合成
同方向：合力的大小等于两分力大小之和，合力的方向与任意一个分力方向相同。
反方向：合力的大小等于两分力大小之差，合力的方向与较大的分力方向相同。
3．互成角度的两个力的合成满足平行四边形定则，即以表示这两个力的有向线段为邻边作出平行四边形，这两个邻边之间所夹的对角线就代表合力的大小和方向。
力的合成——教学设计3
一、课标要求
1.2.1认识重力、弹力和摩擦力.通过实验，了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小
1.2.2通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题
二、教材分析
本章讲述的是关于“力”的基础知识，是学习动力学的基础和准备。内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解、牛顿第三定律、共点力的平衡。本章内容与初中学过的有关力学知识联系密切，是初中知识的扩展和深化，是今后学好其他力学知识的基础，受力分析和共点力的平衡、力的合成与分解，在高考中占有重要的地位。
所谓基础性，就是要为学习力学知识打下扎实的基础。从知识方面来说，就是理解力的初步概念，理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性，会进行力的合成和分解。从运用方面说，是初步熟悉对一个物体的受力分析，会画出正确的受力图，掌握初步的受力分析，会用共点力的平衡条件来解决问题。
本章内容与旧版教材相比，删减了四种相互作用，增加了探究弹簧弹力与形变量的关系，牛顿第三定律，共点力的平衡把牛顿第三定律和共点力的平衡提前到第三章更符合新课程标准，更有利于学生知识体系的构建来形成。
教科书第一章，第二章学习的是关于运动学的知识，不涉及发生各种运动的原因。本章学习的是关于力的知识，并研究当加速度等于0时物体所受各个力之间的关系----合力为0，开始建立运动和相互作用的关系。本章在高中物理教学中占有重要地位，在培养学生学科核心素养方面具有重要意义。
2.1本章教材与以往教材在结构设计上的变化
第一，把牛顿第三定律由原来在牛顿运动定律之后，提前放入本章，这就为解答共点力平衡问题的受力分析奠定了必要的知识基础。为此，本章在重力、弹力、摩擦力的后面，增加“牛顿第三定律”一节课文，并在该节课文中，专门设立了一个“物体受力的初步分析”小标题，为分析“共点力的平衡”问题设下伏笔。
第二，把力的合成和分解设计为一节课，其教学目标很明确，只要求学生会用等效替换的方法根据平行四边形定则进行力的合成和分解的运算，并不要求学生解答具体实际情境中的受力问题，而把这些问题放在“共点力的平衡”中去解决，这有利于帮助教师理解和规范力的合成和分解的教学目标。
第三，把“共点力的平衡”由原教科书中牛顿第二定律应用的特例，变为一个独立知识点，放在牛顿第二定律之前学习，并且作为本章的一个重点。学生在学习共点力平衡的过程中，所形成的一些科学思维方法，将为学习和应用牛顿第二定律带来帮助，有利于循序渐进地形成运动与相互作用观念。
2.2从整个高中物理课程的视角设计教学目标
课程标准把力的合成和分解教学要求降低为“了解”，并要求“能用共点力的平衡条件分析日常生活中的问题”，明确指出分析日常生活中的受力问题，所用的知识是共点力的平衡条件，而不是力的分解。力的分解不过是共点力平衡问题解答中的一个数学计算步骤，它不属于运动与相互作用观念的核心知识。为此，教科书把力的合成和分解合并为一节课文，在该节课文中，突出“等效替换”的思想，不要求学生用力的分解求解实际情境中物体的受力问题，学生会用平行四边形定则求解有确定方向的力的分解问题就可以了。分力的方向(坐标系的选择)，是以后学习共点力的平衡和牛顿第二定律时根据问题解答的需要来确定的。
这样，既规范了学生解答静力学和动力学问题的思路在培养学生运动与相互作用观念，又提升了学生的学科核心素养。
三、教学目标
1.知道合力和分力的概念，体会等效替换的思想
2.通过实验探究，得出力的合成和分解遵从的法则----平行四边形定则
3.会用作图和三角函数的知识求解合力或者分力
4.知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。能区别矢量和标量。
四、重点难点
4.1重点
4.1.1通过生活实例，体会等效替代的物理思想
4.1.2通过实验探究，得出求合力的方法----平行四边形定则，知道力的分解是力的合成的逆运算
4.2难点
4.2.1会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力
4.2.2会应用平行四边形定则或三角形定则进行矢量运算
五、教学准备
5.1教师准备
多媒体课件、方木板、白纸、图钉、弹簧、细绳套、刻度尺、铅笔等
5.2学生准备
课前预习、学具及实验准备
六、教学设计
6.1情境引入
师：播放多媒体课件，回顾曹冲称象的故事，渗透等效替换的思想。引导学生思考“问题栏”的问题：一个静止的物体在某平面上受多个力作用，物体将向哪个方向运动？在保证力的作用效果不变的前提下，这几个力如何用一个力来代替？
生：学生观察、思考、回答问题。
师：通常物体都会受到多个力的作用，许多情况下这些力共同的作用效果可以与某个力单独作用时产生的效果相同。
【设计意图】用学生很熟悉的故事引出课题，较快集中学生的注意力，既可以激发学生学习兴趣，又提出一个可以探究的问题。
6.2新课教学
【任务一】共点力及其特征
1共点力教师活动：多媒体展示下图
生：讨论，思考，作出物体受力分析图，分析作用在同一个物体上几个力的特点
学生分析得出：一个物体受到几个外力的共同作用，如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点，这几个外力称为共点力。
教师活动：根据师生共同的分析总结，可视为共点力的情况通常有以下几种：
(1)几个力同时作用于同一点(即力的作用点相重合)，如图甲所示
(2)同时作用在同一物体上的几个力，虽然作用点并不重合但是这几个力的作用线的正向或反向延长线能够相交于同一点，如图乙所示
(3)物体被视为质点时，作用在物体上的几个力就认为是共点力，如图丙所示
2合力和分力
教师活动：多媒体展示图片，并按照图片内容准备一桶水，请同学们完成演示
教师展示图片，学生作出水桶的受力分析图
师生共同讨论：引出一个大人提起一桶水与两个小孩共同提起一桶水的“等效”，并从受力分析的物理情境中提出“等效替代”的思想，引出合力和分力的概念。
1)概念：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，这个力就叫做那几个力的合力，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，这几个力叫做那个力的分力。
2)理解：
1合力与分力之间的关系是一种等效替代关系，一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同，即一个力可以由多个力来代替，反之亦然
2合力是其所有分力的共同效果，并不是单独存在的一种新力，受力分析中合力与分力不能同时出现。
【设计意图】归纳合力与分力的关系：等效性、同体性、瞬时性
【任务二】探究两个互成角度的力的合成规律
提问：一个物体受到作用在一条直线上的两个力，怎样来求这两个力的合力呢？
学生根据初中所学的知识回答问题：
(1)若两个分力方向相同时，则两个力相加，合力大小为：F=F1+F2
(2)若两个分力方向相反时，则两个力相减，合力大小为:F=|F1- F2|
1.师生共同总结引出力的合成和力的分解的概念
①求几个共点力的合力的过程叫作力的合成
②求一个力的分力的过程叫作力的分解
教师进一步提问：互成角度的两个力的合力，如何求解F与F1、F2之间的大小关系又如何两个互成角度分力的合力大小是否等于两个分力之和、之差呢
【设计意图】通过问题的一步步深入，由浅入深，逐步引出探究实验的内容，符合学生的认知习惯，易为学生所接受。
2.探究两个互成角度的力的合成
教师进一步提出指导性建议，引导学生设计实验方案，提出系列问题：
(1)根据我们的实验方案的设计，需要怎样选择实验器材
(2)如何保证分力与合力的作用效果相同
(3)力的大小和方向该如何确定
(4)怎样研究分力和合力的关系
学生活动：思考、交流、讨论、设计方案
教师活动：收集学生们的实验方案，多媒体展现如下方案：
学生猜想、讨论、分析解决问题的方法及思路
教师参与学生的讨论，围绕实验方案设计进行：如何设计方案，探讨合力的求法
学生活动：
(1)挑选器材
(2)写出具体的实验方案(可简写)
(3)写出简单的实验步骤
(4)设计数据记录表格
学生分小组进行实验操作，观察实验数据，交流、讨论
教师指导，及时帮助学生纠正错误，适时的引导点拨，引导学生做好数据记录
【设计意图】学生分组动手实验，培养他们的实验操作能力和团队合作意识，让学生获得对科学的热爱和亲近感，体验科学探究的严谨性、科学性，获得成就感。
教师结合学生的讨论提出问题
(1)我们能否从几何关系上寻找它们的关系教师展示课件，分力合成的过程。
(2)从几何上来寻找关系，即是将合力与分力的末端连接起来，是一个四边形，会是一个什么样的四边形
师：如何对实验得到的数据进行处理呢
学生交流讨论，回答：(1)作出力的图示(2)作出分力和合力所形成的四边形
教师引导学生处理实验数据，引导学生得出是个平行四边形
引导学生提出猜想：两个力的分力与合力末端的连接后一定形成一个平行四边形
【设计意图】提出具有指向性的问题，帮助学生形成思考问题的思路，避免学生走一些不必要的弯路；根据学生的具体情况，这些问题全部由学生来进行探究还不太切合实际，所以还要体现老师的引导性，让学生在讨论中思考问题，培养合作的精神和交流的习惯。
实验结论：互成角度的两个力合成时，如果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，这个法则叫作平行四边形定则。
提出问题：分力F1和F2的大小一定时，想一想合力F的大小和方向随着F1和F2的夹角变化的变化情况
教师点拨：得出分力F1和F2的大小一定时，合力的`取值范围：两分力的夹角θ(0°≤θ≤1800)不确定时，合力大小随夹角θ的增大而减小，所以合力大小的范围是：|F1- F2|≤F≤F1+ F2
提出问题：三个共点力的合力怎样求解三个以上的共点力的合力如何求解呢
学生讨论交流，找出方法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的分力都合成进去，最后得到结果就是这些力的合力
师：力的分解是力的合成的逆运算，知道物体受到一个力的作用，怎样来求解这一个力的分力呢
学生猜疑，讨论交流思路：
(1)几何知识分析，对于一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形
(2)实际问题中，要依据力的实际作用效果或需要分解(下一节课重点讲)
教师与学生一起对一个力的分解进行分析，并将知识进行迁移，平行四边定则也可称为三角形定则。三角形定则，把两个矢量首尾接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向，如图所示
【设计意图】通过以上对知识的拓展，进一步激发学生动脑思考，体会物理的学习是无止境的，培养学生严谨的科学态度，专研的精神
教师活动：投放例题【教材P70】
例题，某物体受到一个大小为32 N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为44N的力，方向竖直向上，通过作图求出这两个力的合力的大小和方向。
学生读题审题，说明解题思路及方法。之后教师投放解题过程。
【设计意图】教师收集学生的解答信息，投放学生的解题过程，师生共同分析，对解题规范进行强调说明，提高学生解决问题的规范性、严谨性的意识。
【任务三】矢量和标量
学生阅读教材P70相关内容，结合预习情况，了解矢量和标量的特点，举例说明所学过的物理量哪些是矢量？哪些是标量？
(1)矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量
学生举例：力、位移、速度、加速度等
(2)标量：只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加的物理量
学生举例：质量、时间、路程、功、功率、电流等
6.3课堂小结
1分力与合力的三性
2分力与合力的大小关系
3作图法求合力的大小
选标度——作F1、F2图示——作平行四边形
6.4作业设计课后P71的“练习与应用”第1、3、4、6、7题
七、板书设计
教学反思
1思维过程：现象--本质--规律--应用
思维方法的渗透深度，需要进一步挖掘。
2教学活动：以学生为主体，教师为主导，问题为主线
探究式教学中，程序性原则与开放性原则的把控，需要实践中找到更优解。
3学生行为：讨论--交流--自主探究
能否突破学习本领【提出问题、收集信息、寻找证据、解释重构，迁移...... 】，教学的目的是掌握学习本领。课堂的及时评价需要不断升级。
4教学效果：三个任务、合作精神
设计的学习任务基本完成，对于学科素养的提升，需要不断重组构建。
力的合成——教学设计4
一、教学内容分析
《力的合成》是人教版《物理》（必修1）第三章第四节的内容。通过本节课的学习，学生将明确两个力同时作用在物体这一问题的处理方法。在这节课的学习中，等效替代的思想在建立概念、寻求合力与分力关系的过程中被深度应用; 平行四边形定则是矢量运算普遍遵循的法则，而矢量运算贯穿高中物理始终，用“图形”表示物理量之间关系的方法，对学生而言是一个新方法。因此，该节在教和学两方面都具有承前启后的作用；其涉及的物理研究方法和实验方法在高中物理中具有典型性，并使学生进一步认识到物理实验、物理模型、数学工具在物理学发展过程中的应用；采用自主、合作、探究等新型的学习方式，有助于培养学生的自主探究能力、训练严谨细致的科学态度和精神，提高学生的科学素养，促进学生全面素质的和谐发展。
二、学生学习情况分析
在学习本节课之前，学生已经学习了力、重力、弹力、摩擦力等力的概念，对“力”有了较为深刻的理解和认识；同时，通过位移、速度和加速度等矢量的学习，对“矢量”也有了初步的认识。这为本节课的学习提供了基本的知识储备。然而，脑中根深蒂固的标量运算对学生学习力的合成而言，是一种负迁移，对力进行合成时，照搬标量运算的方法来应付，而矢量运算使用的平行四边形定则，对于学生初次学习而言比较抽象，且涉及几何和三角等数学知识，感觉有难度。学生在初中所学的二力平衡为标量代数运算，要想直接过渡到互成角度的力的合成遵循平行四边形定则的矢量运算，思维阶梯跨度较大，在认知水平上是一次质的跨越，很难要求学生一次转化完成，这些都给本节课的教学带来了困难。
三、设计思想
依据本校实际教学条件和新课程理念，在教学中实施中注重学生自主、合作、探究学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，通过多样化的教学方式，帮助学生学习。由于本节课比较抽象，但实验比较直观，易于得到实验结论，我准备采用学生自主探究、合作交流、分组讨论与教师讲授相结合的方式进行教学。主要教学环节如下表：
环节
内容
作用
一
情景创设
建立共点力、合力与分力、力的合成的概念，体验等效替代的思想
二
设问：互成角度的两个分立如何求合力？
提出探究活动的问题
三
学生探究活动
通过传统实验和DISlab数字实验共同完成
通过探究，得出平行四边形法则
四
实例分析，强化概念
初步应用平行四边形，加深理解
四、教学目标
知识与技能
1、 SHAPE * MERGEFORMAT 理解合力、分力、力的合成。
2、理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。
3、掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用它求两个分力的合力。
过程与方法
SHAPE * MERGEFORMAT 1、通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法──等效替代法。
2、通过探究求互成角度的两个力合力方法的过程，体会逻辑和实验相结合的科学方法。
情感态度与价值观
1、感受科学研究的乐趣和社会价值。
2、体会科学研究中合作、交流的重要性和必要性。
教学重点：
1、合力与分力的概念及其等效替代关系。
2、平行四边形定则及其简单应用。
教学难点：
平行四边形定则的探究过程及其结论。
五、教学用具
1、实验器材：木板、白纸、图钉（若干）、橡皮条、细绳套（两根）、弹簧秤（两只）、三角板、铅笔；
2、 计算机、实物展示台等多媒体辅助教学设备；DIS-lab设备；CAI课件
六、教学流程图（略）
七、教学过程
教学环节
教学内容
设计意图
引 入 新 课
由曹冲称象的故事引入
为学生更好地理解等效替代的思想
通过亲身体验感受合力和分立
学生活动：两个女同学共同提起水桶和一男同学单独提起水桶。
学生通过观察，学会对信息的分析﹑加工
学 习
相 关
概 念
结合以上实例，提出下面问题
问题1：两位女同学两个力的共同作用与男同学一个力的单独作用，产生的效果相同吗？ SHAPE * MERGEFORMAT
在学生回答的基础上，教师加以分析总结：两个女生的作用效果与一个男生的作用效果相同，因此，力是可以等效的。许多这样的实例就表现在我们身边，稍微留心便会发现。
学生学会对信息归纳总结。
在上面列举的实例的基础上，教师给分力与合力﹑力的合成下定义并板书。
1、 分力和合力：如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，这个力就叫做另外几个力的合力，而那另外几个力叫做这个力的分力。
2、合力和分力是一种等效替代的关系。求几个力的合力的过程或方法叫做力的合成
SHAPE * MERGEFORMAT 进一步理解“等效替代”思想，为本节实验设计的原理打下基础。
提出问 SHAPE * MERGEFORMAT 题、猜想与假设
引导学生提出问题：既然合力与分力可以相互替代，那么它们之间存在什么关系呢?数学知识1+1 2是否可用于已知两个分力求其合力呢？
请学生思考并提出自己的猜想。
老师的猜想：合力等于各分力之和？
大部分同学都认为老师的猜想不对，就此反问那你觉得应该是什么关系？你有什么方法推翻我的想法？你的猜想是什么？怎么 SHAPE * MERGEFORMAT 去验证你的猜想？
敢于猜想和假设，
增强探索意识。
实
验
探
究
让学生思考应如何设计该探究实验。
先投影实验器材：方木板﹑白纸﹑弹簧秤（两个）﹑橡皮筋﹑细绳 SHAPE * MERGEFORMAT 套（两个）﹑铅笔﹑三角板﹑刻度尺﹑图钉（5个）。[ 明确探究问题：
1、 如何求同一直线上的两个分力的合力
2、 如何求相互垂直的两个分力的合力
3、 如何求互成任意角的两个共点力的合力
学习简单的实验设计。
[ 发挥教师指导作用。
共同协作，相互交流
增强动手操作能力。
（一）利用传统实验装置探究力的合成
实验小组同学相互讨论﹑交流实验设计的思路。
教师通过提问和利用仪器在黑板上演示分析，对实验过程如何体现等效﹑如何记录合力与分力的作用点﹑大小﹑方向的关键步骤进行指导。
第一步：请同学们利用等效原理，设计两个分力与合力。先将合力﹑分力的三要素记录下来。
第二步：根据记录的信息，请确定分力与合力的作用线。第三步：请选定合适标度，根据实 SHAPE * MERGEFORMAT 验记录的数据作出分力与合力的图示。
学生做实验时，教师在旁巡查，适时加以指导。同时利用多媒体投影图，对实验中应该记录的数据和如何处理这些数据进行分步引导。
学生通过实验探究确定了两个分力与合力，并且用力的图示将它们表示出来后，教师在引导学生如何利用实验得出的数据检验提出的猜想。
1、 通过提问，教师灵活地帮助同学分析数据，先对不是本实验结论的各种猜想进行检验﹑排除。
2、 对符合本实验结论的猜想的检验，教师先建议学生用虚线 SHAPE * MERGEFORMAT 将合力﹑分力的箭头段连接，然后提问学生从连线中得到什么启示。（学生回答）
3、 请学生思考如何归纳﹑总结本实验探究的结论。（学生自由发言，教师点评）
4、 最后，教师在黑板上规范作图。
对实验进行总结：如果实验做得十分精确，合力和分力间构成一个几何图形——平行四边形。
理
解
和
拓
展
板书：
实验结论：如果用表示两个共点力的线段为邻边做一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形法则。
（二）利用DISlab力的合成分解实验器 SHAPE * MERGEFORMAT 验证互成任意角 SHAPE * MERGEFORMAT 度的共点力的合力
提高分析问题能力和观察能力
学会如何用物理语言进行表达的和概括。
评
估
和
交
流
实验中，学生探究到的合力和分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，甚 SHAPE * MERGEFORMAT 至是一些其他图形。请学生分析造成的原因，将自己的想法与其他同学交流。
请学生展示自己的作品，同时解释 SHAPE * MERGEFORMAT 实验中可能出现的实验误差，甚至操作上的错误。教师加以分析总结，其主要原因是存在：读书误差﹑作图误差﹑系统误差。
增强分析和处理问题的能力，提高实验技能
巩
固[来源:Z#xx#k、Com]
应
用
通过DISlab力的合成分解实验器，得出“合力的大小与分力的大小间无固定的关系”
讨论：
1、“人多力量大”这句话对不对？是否全面
2、两个一起提水桶为什么会不会比一个人更费力
2、引体向上运动时，双手怎样拉单杠才不感到费力
提高知识应用能力和自学能力
课堂总结
对本节课内容进行小结
知识回顾
课后作业
1、 写一份关于本节课的探究的'实验报告。
2、 课后学案
巩固知识，培养学习兴趣
八、教学设计思想自我剖析
一、落实教学理念，以学生的发展为本
本节课基于“以学定教”的教学理念，采用了“情景——问题——探究——应用”的模式去组织教学，让学生在情景中体验、感悟中建立分力和合力的概念，通过参与探究来寻找合力和分力的关系，为学生的认知学习提供了有利条件。
二、创设情境，激发学生兴趣
通过学生的参与活动，发生与学生预想不同或猜想不到的结果，引起认知冲突，激发起他们强烈的求知欲望。在后续的教学活动中，教师通过问题串的形式，引领学生进行分析探究，通过严谨的实验探究量化研究过程，通过“图形”表示物理量之间的关系。并且，在探究过程中，学生通过分工与合作来完成实验的操作，因此对协作这种学习方式的体会也是本节课的目的之一。
三、传统实验与数字化实验取长补短，相得益彰
传统实验通过橡皮筋的形变情况反映力的作用效果，其便于探究各种特殊的力的合成规律，同时也便于小组成员之间的分工合作，但是由于弹簧测力计的读数非整数，为作力的图示带来了麻烦。但是传统实验在培养学生实验的规范性和实验技能方面，具有重要作用。而数字化实验的最大特点是借助计算机和传感器技术手段，能实时、定量表示出分力大小的变化，同步计算出合力大小不变的特征，但是它并不能直观给出合力和分力满足的平行四边形定则的矢量关系，所以比较适合用于定量检验。
在组织教学过程中，要利用各类实验的特点，共同突破学习中的思维难点，以谋求实验效果的最大化。
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