高中力的合成教案

高一物理《力的合成》導(dǎo)學(xué)案。

高一物理《力的合成》導(dǎo)學(xué)案

一、三維目標(biāo)

1.知識(shí)與技能

⑴掌握力的平行四邊形法則；

⑵初步運(yùn)用力的平行四邊形法則求解共點(diǎn)力的合力；

⑶會(huì)用作圖法求解兩個(gè)共點(diǎn)力的合力；并能判斷其合力隨夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍。

2．過程與方法

⑴能夠通過實(shí)驗(yàn)演示歸納出互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則；

⑵培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

⑴在實(shí)驗(yàn)的過程中，掌握正確的方法，結(jié)果要符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

⑵培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的求實(shí)精神；

⑶培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。

二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析

1．重點(diǎn)：本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn)。

2．難點(diǎn)：對(duì)物體進(jìn)行簡單的受力分析、通過作圖法確定合力是本章的難點(diǎn)。

三、教學(xué)方法

1．關(guān)于矢量合成講解的教法

本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn)．由于學(xué)生剛開始接觸矢量的運(yùn)算方法，在講解中需要從學(xué)生能夠感知和理解的日?，F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā)，理解合力的概念，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出力的合成規(guī)律，由于矢量的運(yùn)算法則是矢量概念的核心內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于初上高中的學(xué)生來說，是一個(gè)大的飛躍，因此教學(xué)時(shí)，教師需要注意規(guī)范性，但是不必操之過急，通過一定數(shù)量的題目強(qiáng)化學(xué)生對(duì)平行四邊形定則的認(rèn)識(shí)。

由于力的合成與分解的基礎(chǔ)首先是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，在前面力的知識(shí)學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)單個(gè)力的分析過程有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，在知識(shí)的整合過程中，教師可以通過練習(xí)做好規(guī)范演示。

2．關(guān)于作圖法求解幾個(gè)共點(diǎn)力合力的教法

在講解用作圖法求解共點(diǎn)力合力時(shí)，可以在復(fù)習(xí)力的圖示法基礎(chǔ)上，讓學(xué)生加深矢量概念的理解，同時(shí)掌握矢量的計(jì)算法則。

⑵注意圖示畫法的規(guī)范性，在本節(jié)可以配合學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)。

3．共點(diǎn)力概念講解的教法

關(guān)于共點(diǎn)力的概念講解時(shí)需要強(qiáng)調(diào)不僅作用在物體的同一點(diǎn)的力是共點(diǎn)力，力的作用線相交于一點(diǎn)的也叫共點(diǎn)力。注意平行力于共點(diǎn)力的區(qū)分（關(guān)于平行力的合成請(qǐng)參考擴(kuò)展資料中的“平行力的合成與分解”），教師講解示例中要避開這例問題。

四、教學(xué)工具

多媒體儀器（以視頻方式演示實(shí)驗(yàn)等）教學(xué)設(shè)計(jì)過程：

五、教學(xué)過程

1．新課引入

由“曹沖稱象”故事引入──等效替代思想

⑴通過對(duì)初中學(xué)過的單個(gè)力產(chǎn)生的效果，與兩個(gè)力共同作用的效果相同，引出共點(diǎn)力、合力和分力的概念，同時(shí)出示教學(xué)圖片，如：兩個(gè)人抬水、一根細(xì)線和兩根細(xì)線懸掛同一個(gè)物體。（圖片可以參見多媒體素材中的圖形圖像）

⑵提問：已知同一個(gè)物體由一根細(xì)線懸掛或由兩根細(xì)線懸掛，其效果怎么樣？能否等效替代？（教師講解時(shí)注意強(qiáng)調(diào)：‘述力的時(shí)候，要同時(shí)說明大小和方向，體現(xiàn)力的矢量性）

教師引導(dǎo)學(xué)生得到正確答案后，總結(jié)出“同一直線上二力合成”的規(guī)律：

物體受幾個(gè)力共同作用，我們可以用一個(gè)力代替這幾個(gè)力共同作用，其效果完全相同，這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力。已知幾個(gè)力，求它們的合力叫力的合成。

指明：

（1）同一直線上，方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之和，方向跟這兩個(gè)力的方向相同。

（2）同一直線上，方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之差，合力的方向跟較大的力方向相同。

⑶提問、若兩個(gè)力不在同一直線上時(shí)，其合力大小又是多少？合力的方向怎樣？

教師出示投影和圖片：兩個(gè)學(xué)生抬水對(duì)比一個(gè)同學(xué)抬水，讓學(xué)生考慮：一個(gè)力的效果與兩個(gè)力的效果相同，考慮一下是否“合力總比分力大”？

2．新課教學(xué)

演示1：將橡皮筋固定在A點(diǎn)，演示用兩個(gè)力F1、F2拉動(dòng)橡皮筋到O點(diǎn)，再演示用F力將橡皮筋拉到O點(diǎn)，對(duì)比兩次演示結(jié)果，運(yùn)用力的圖示法將力的大小方向表示出來，為了讓學(xué)生更好的獲得和理解力的平行四邊性法則，在實(shí)驗(yàn)前，教師可以設(shè)計(jì)F1、F2的大小為3N和4N，兩個(gè)力的夾角為90度，這樣數(shù)學(xué)計(jì)算比較簡單，學(xué)生很容易會(huì)發(fā)現(xiàn)F1、F2和F的關(guān)系滿足勾股定理，進(jìn)而得到力的平行四邊性定則，教師總結(jié)：兩個(gè)互成角度的力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊，作平行四邊形，所夾的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。

如何進(jìn)行力的合成呢？請(qǐng)同學(xué)看下面實(shí)驗(yàn)（多媒體展示和視頻文件展示）

（1）把放木板固定在黑板上，用圖釘把白紙定字再生放木塊上。

（2）用圖釘把橡皮條一端固定在A點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)自然狀態(tài)在O點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)上系著細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套。

（3）用兩彈簧秤分別勾住繩索，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)O′點(diǎn)。讓學(xué)生記下O′的位置，用鉛筆和刻度尺在白紙上從O′點(diǎn)沿兩條細(xì)紙的方向畫線，記下F1、F2的力的大小。

（4）放開彈簧秤，使結(jié)點(diǎn)重新回到O點(diǎn)，再用一只彈簧秤，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O′，讀出彈簧秤的示數(shù)F，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出F1、F2和F1的力的圖示。

（5）用三角板以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)幾乎是F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線。

經(jīng)過前人們很多次的、精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，最后確認(rèn)，對(duì)角線的長度、方向、跟合力的大小、方向一致，即對(duì)角線與合力重合，也就是說，對(duì)角線就表示F1、F2的合力。

（6）指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)

觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，數(shù)據(jù)處理，要求操作的規(guī)范，遵從實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盡量把誤差減小到最小。

要求同學(xué)用平行四邊形法則作出F1與F2的合力，與實(shí)際合力對(duì)照，相距多遠(yuǎn)，差距大不大。

總結(jié)：可見互成角度的兩個(gè)力的合成，不是簡單的斤兩個(gè)力相加減，而是用表示兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這就要平行四邊形定則。以后我們還要利用這個(gè)定則進(jìn)行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵從平行四邊形定則。

如果在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)角線與合力相距比較遠(yuǎn)，那就找一找原因，是否有錯(cuò)誤操作，即使操作完全正確，也會(huì)有實(shí)驗(yàn)誤差，也不會(huì)完全重合。

這種情況很正常，一個(gè)規(guī)律的得出要很多人在很長時(shí)間里，進(jìn)行許多此實(shí)驗(yàn)才總結(jié)出來，并不是一次實(shí)驗(yàn)就能得到。

⑵運(yùn)用平行四邊形定則求互成角度的兩個(gè)力的合力。

例：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N，方向豎直向上，用作圖法求解合力F的大小和方向。

解：選擇某一標(biāo)度，利用0．5cm的長度表示15N的力，作出力的平行四邊形，用刻度尺量出對(duì)角線的長度L，利用F＝15N×即可求出。

教師要在黑板上板演示。

（1）鞏固訓(xùn)練：（出示投影片）

兩個(gè)力互成90°角，大小分別為45和60N，用作圖法求出合力的大小和方向。

（2）如果是三個(gè)共點(diǎn)力作用在物體上，又如何求他們的合力呢？為什么可以這樣求？

學(xué)生討論會(huì)得到：先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，就得到其合力。因?yàn)槊恳淮魏铣啥甲駨拿績闪εc其合力產(chǎn)生共同效果的思想，所以可以這樣合成。

（3）請(qǐng)同學(xué)完成P13的思考與討論。

提問，如果兩個(gè)分力F1．F2，他們的夾角不定，求其合力的范圍。（用作圖法）

同學(xué)們用作圖法得到：

Fmax=F1+F2（兩力夾角為0°）

Fmin=F1－F2（兩力夾角為180°，F(xiàn)合于大的方向一致）

夾角在0°──180°之間，后介于Fmin與Fmax之間。

總結(jié)：1．兩個(gè)供電力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和。

2．合力F可大于某一分力，也可以小于某一分力。

小結(jié)：互成角度的兩個(gè)力的合力F與這兩個(gè)力F1和F2是什么關(guān)系呢？

以F1和F2的力的圖示為一組鄰邊做平行四邊形，這個(gè)平行四邊形的對(duì)角線就可以表示合力F的大小和方向。

改變兩個(gè)力的夾角重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以看出，上述的用平行四邊形的對(duì)角線來表示它們的合力都是成立的。

兩個(gè)互成角度的力，它們的合力小于這兩個(gè)力之和，大于這兩個(gè)力之差。這兩個(gè)力的夾角減小時(shí)合力增大。當(dāng)兩個(gè)力的夾角減小到0°時(shí)，兩個(gè)力變?yōu)橥粭l直線上同方向的，合力等于二力之和。這兩個(gè)力的夾角增大時(shí)，合力減小，夾角增大到180°時(shí)，這兩個(gè)力變?yōu)橥恢本€上，方向相反，合力等于二力之差。所以，上一節(jié)我們所學(xué)的同一直線上二力的合成問題是今天所學(xué)的知識(shí)的特殊情況。

六、板書設(shè)計(jì)

第四節(jié)力的合成

1．幾個(gè)概念

（1）合力與分力：

注：合力與分力只是等效替代

（2）力的合成：求幾個(gè)力的合力。

（3）共點(diǎn)力：作用在物體同一點(diǎn)或者作用線相交于同一點(diǎn)的幾個(gè)力

2．同一直線上力的合成

（1）兩個(gè)分力方向相同F(xiàn)=F1+F2

（2）兩個(gè)分力方向相反F=F2-F1

3．互成角度的力的合成

滿足平行四邊形定則

｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2

擴(kuò)展閱讀

高一物理力的合成與分解2

俗話說，磨刀不誤砍柴工。教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《高一物理力的合成與分解2》，大家不妨來參考。希望您能喜歡！

高一物理教案：《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)（一）

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師營造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？以下是小編收集整理的“高一物理教案：《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)（一）”，歡迎大家閱讀，希望對(duì)大家有所幫助。

高一物理教案：《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)（一）

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

1、掌握力的平行四邊形法則;

2、初步運(yùn)用力的平行四邊形法則求解共點(diǎn)力的合力;

3、會(huì)用作圖法求解兩個(gè)共點(diǎn)力的合力;并能判斷其合力隨夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍。

能力目標(biāo)

1、能夠通過實(shí)驗(yàn)演示歸納出互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則;

2、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力;

情感目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度

教學(xué)建議

教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析

1、本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn).

2、對(duì)物體進(jìn)行簡單的受力分析、通過作圖法確定合力是本章的難點(diǎn);

教法建議

一、共點(diǎn)力概念講解的教法建議

關(guān)于共點(diǎn)力的概念講解時(shí)需要強(qiáng)調(diào)不僅作用在物體的同一點(diǎn)的力是共點(diǎn)力，力的作用線相交于一點(diǎn)的也叫共點(diǎn)力.注意平行力于共點(diǎn)力的區(qū)分(關(guān)于平行力的合成請(qǐng)參考擴(kuò)展資料中的“平行力的合成與分解”)，教師講解示例中要避開這例問題.

二、關(guān)于矢量合成講解的教法建議

本課的重點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形法則，這同時(shí)也是本章的重點(diǎn).由于學(xué)生剛開始接觸矢量的運(yùn)算方法，在講解中需要從學(xué)生能夠感知和理解的日?，F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā)，理解合力的概念，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出力的合成規(guī)律，由于矢量的運(yùn)算法則是矢量概念的核心內(nèi)容，又是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ)，對(duì)于初上高中的學(xué)生來說，是一個(gè)大的飛躍，因此教學(xué)時(shí)，教師需要注意規(guī)范性，但是不必操之過急，通過一定數(shù)量的題目強(qiáng)化學(xué)生對(duì)平行四邊形定則的認(rèn)識(shí).

由于力的合成與分解的基礎(chǔ)首先是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，在前面力的知識(shí)學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)單個(gè)力的分析過程有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，在知識(shí)的整合過程中，教師可以通過練習(xí)做好規(guī)范演示.

三、關(guān)于作圖法求解幾個(gè)共點(diǎn)力合力的教法建議

1、在講解用作圖法求解共點(diǎn)力合力時(shí)，可以在復(fù)習(xí)力的圖示法基礎(chǔ)上，讓學(xué)生加深矢量概念的理解，同時(shí)掌握矢量的計(jì)算法則.

2、注意圖示畫法的規(guī)范性，在本節(jié)可以配合學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué).

第四節(jié) 力的合成與分解

教學(xué)設(shè)計(jì)過程：

一、復(fù)習(xí)提問：

1、什么是力?

2、力產(chǎn)生的效果跟哪些因素有關(guān)?

教師總結(jié)，并引出新課內(nèi)容.

二、新課引入：

1、通過對(duì)初中學(xué)過的單個(gè)力產(chǎn)生的效果，與兩個(gè)力共同作用的效果相同，引出共點(diǎn)力、合力和分力的概念，同時(shí)出示教學(xué)圖片，如：兩個(gè)人抬水、拉纖或拔河的圖片.(圖片可以參見多媒體素材中的圖形圖像)

2、提問1：已知同一直線上的兩個(gè)力F1、F2的大小分別為50N、80N，如果兩個(gè)力的方向相同，其合力大小是多少?合力的方向怎樣?(教師講解時(shí)注意強(qiáng)調(diào)：‘描述力的時(shí)候，要同時(shí)說明大小和方向，體現(xiàn)力的矢量性’)

3、提問2、進(jìn)一步在問題1的基礎(chǔ)上提問，若F1、F2的兩個(gè)力的方向相反，其合力大小是多少?合力的方向怎樣?

教師引導(dǎo)學(xué)生得到正確答案后，總結(jié)出“同一直線上二力合成”的規(guī)律：

物體受幾個(gè)力共同作用，我們可以用一個(gè)力代替這幾個(gè)力共同作用，其效果完全相同，這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力.已知幾個(gè)力，求它們的合力叫力的合成.

指明：

(1)、同一直線上，方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之和，方向跟這兩個(gè)力的方向相同.

(2)、同一直線上，方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力大小之差，合力的方向跟較大的力方向相同.

4、提問3、若兩個(gè)力不在同一直線上時(shí)，其合力大小又是多少?合力的方向怎樣?

教師出示投影和圖片：兩個(gè)學(xué)生抬水對(duì)比一個(gè)同學(xué)抬水，讓學(xué)生考慮：一個(gè)力的效果與兩個(gè)力的效果相同，考慮一下是否“合力總比分力大”?

5、教師可以通過平行四邊形定則演示器演示力的合成與分解實(shí)驗(yàn)(演示實(shí)驗(yàn)可以參考多媒體素材中的視頻文件);

演示1：將橡皮筋固定在A點(diǎn)，演示用兩個(gè)力F1、F2拉動(dòng)橡皮筋到O點(diǎn)，再演示用F力將橡皮筋拉到O點(diǎn)，對(duì)比兩次演示結(jié)果，運(yùn)用力的圖示法將力的大小方向表示出來，為了讓學(xué)生更好的獲得和理解力的平行四邊性法則，在實(shí)驗(yàn)前，教師可以設(shè)計(jì)F1、F2的大小為3N和4N，兩個(gè)力的夾角為90度，這樣數(shù)學(xué)計(jì)算比較簡單，學(xué)生很容易會(huì)發(fā)現(xiàn)F1、F2和F的關(guān)系滿足勾股定理，進(jìn)而得到力的平行四邊性定則，教師總結(jié)：兩個(gè)互成角度的力的合力，可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊，作平行四邊形，所夾的對(duì)角線就表示合力的大小和方向.

6、學(xué)生可以通過分組實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證力的平行四邊性定則(可以參考多媒體資料中的視頻試驗(yàn))：

試驗(yàn)器具：一塊方木板，八開白紙兩張，大頭釘若干，彈簧秤兩個(gè)，橡皮筋一個(gè)，細(xì)線若干，直尺兩個(gè)，

學(xué)生在教師的知道下，組裝好試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證.

強(qiáng)調(diào)：需要記錄的數(shù)據(jù)(彈簧秤的示數(shù))和要作的標(biāo)記(橡皮筋兩次拉到的同一位置和兩個(gè)分力的方向)

7、教師總結(jié)：經(jīng)過人們多次的、精細(xì)的試驗(yàn)，最后確認(rèn)，對(duì)角線的長度、方向，跟合力的大小、方向一致，即對(duì)角線與合力重合，力和合成滿足平行四邊形法則.

8、讓學(xué)生根據(jù)書中的提示自己推倒出合力與分力之間的關(guān)系式.

三、課堂小結(jié)

探究活動(dòng)

關(guān)于“滑輪”問題的研究

題目

關(guān)于“滑輪”問題的研究

內(nèi)容

在初中學(xué)習(xí)的有關(guān)滑輪問題后，對(duì)“定”、“動(dòng)”滑輪作用的理解，尤其是動(dòng)滑輪的使用時(shí)，是否一定省力?研究一下初中的物理課本，在什么條件下，應(yīng)用動(dòng)滑輪省力最多?觀察生活中應(yīng)用滑輪的實(shí)例，說出自己的心得，或以書面形式寫出相關(guān)內(nèi)容以及研究結(jié)果.

高一物理教案：《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)（二）

俗話說，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，使高中教師有一個(gè)簡單易懂的教學(xué)思路。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“高一物理教案：《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)（二）”，歡迎大家閱讀，希望對(duì)大家有所幫助。

高一物理教案：《力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)（二）

一、學(xué)生學(xué)習(xí)情況及學(xué)習(xí)任務(wù)分析

人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（以下簡稱“人教版”）《物理》必修1第三章第四節(jié)“力的合成”，把實(shí)驗(yàn)探究求合力方法的過程作為本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)重力、彈力、摩擦力等矢量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究矢量的運(yùn)算方法。

高一學(xué)生剛接觸矢量，對(duì)矢量的運(yùn)算沒有任何感性認(rèn)識(shí)，沒有任何生活經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，他們習(xí)慣的是僅有大小沒有方向如質(zhì)量、體積等物理量之間的代數(shù)運(yùn)算。所謂“萬事開頭難”，力的合成法則對(duì)高一學(xué)生來說是一個(gè)難關(guān)，而一旦過了這個(gè)坎，則是學(xué)生認(rèn)識(shí)上的一次質(zhì)的飛躍。

意識(shí)到學(xué)生在這一問題上的巨大困難，一種簡單易行的教學(xué)方法是分散教學(xué)難點(diǎn)，先教給學(xué)生力的合成法則，再讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和反復(fù)運(yùn)用中逐步深化對(duì)力的合成法則的理解。但對(duì)照新課程理念對(duì)高中物理教學(xué)的要求，這樣的處理又顯然不是最佳的選擇。一則，以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為核心的新的教學(xué)理念把學(xué)生探究活動(dòng)的過程、方法以及經(jīng)歷探究活動(dòng)過程中的體驗(yàn)作為課程目標(biāo)之一，正是像力的合成這樣對(duì)學(xué)生來說全新的知識(shí)，學(xué)生在探究活動(dòng)過程中的體驗(yàn)才更加真實(shí)而深刻，其效果遠(yuǎn)非那種目標(biāo)和路線都明擺著的形式化的探究活動(dòng)可比。二則，正因?yàn)閷W(xué)生對(duì)矢量運(yùn)算是完全陌生的，放慢教學(xué)過程，讓學(xué)生在探究過程中獲得切身體驗(yàn)，也有利于學(xué)生更深刻的理解矢量的合成法則。三則，從知識(shí)上說，學(xué)生在前面已經(jīng)學(xué)過運(yùn)動(dòng)學(xué)，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)中的矢量，如位移速度等，在生活中還是有一定的感性認(rèn)識(shí)的，尤其是對(duì)兩段位移總位移的討論，形象直觀，對(duì)力的平行四邊形法則有一定的啟示；從方法和習(xí)慣上來說，隨著新課程的實(shí)施和推進(jìn)，學(xué)生對(duì)于科學(xué)探究尤其是實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)積累了一定的體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，也勇于發(fā)表自己的看法，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和課堂氛圍也為學(xué)生自主探究力的合成法則提供了保障。

綜上所述，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)可確定為：(1)從力的作用效果出發(fā)研究合力與分力間關(guān)系；(2)通過實(shí)驗(yàn)探究得出力的平行四邊形定則；(3)體會(huì)等效的思想方法，參與實(shí)驗(yàn)探究力的合成法則的過程，體會(huì)實(shí)驗(yàn)歸納的方法；(4)體會(huì)在科學(xué)探究中既要大膽猜想，也要嚴(yán)謹(jǐn)求證。

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)探究力的合成的規(guī)律。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)得到合力與分力的大小和方向，猜想它們之間所遵循的運(yùn)算規(guī)律則是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。考慮到學(xué)生的實(shí)際困難，教師設(shè)置好引導(dǎo)學(xué)生步步深入進(jìn)行探究的情景和問題，適時(shí)、適度地參與學(xué)生的探究活動(dòng)則顯得尤為重要。

二、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)理念與教學(xué)思路

為了讓學(xué)生更好地體驗(yàn)科學(xué)探究的方法和過程，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)，本節(jié)課的教學(xué)采用如下教學(xué)流程：小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境一提出問題一設(shè)計(jì)方案一分組實(shí)驗(yàn)一引導(dǎo)啟發(fā)猜想一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一得出結(jié)論。教學(xué)過程中注重教師的“導(dǎo)”和“參與”，適時(shí)、適度地參與學(xué)生的探究活動(dòng)，淡化教師的“教”；注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)與自我構(gòu)建，強(qiáng)化小組學(xué)習(xí)與小組交流，淡化機(jī)械訓(xùn)練，摒棄灌輸式教學(xué)；在師生互動(dòng)、互助的氛圍中達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。

三、教學(xué)準(zhǔn)備

系上繩子的一組杠鈴片，用來創(chuàng)設(shè)一個(gè)學(xué)生感興趣的力的等效替代的情景。

人教版新課標(biāo)教材上的探究實(shí)驗(yàn)只能提供一組特殊數(shù)據(jù)，對(duì)于學(xué)生體驗(yàn)探究力的合成法則是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這里把實(shí)驗(yàn)改成先用彈簧秤和重錘初步研究合力與分力的關(guān)系做鋪墊，再用橡皮條和彈簧秤在白紙上研究力的合成法則（即原教材中驗(yàn)證力的平行四邊形定則的學(xué)生實(shí)驗(yàn)）。學(xué)生每兩人一組下列器材：平行四邊形法則演示器、方木板、白紙、彈簧秤（兩個(gè)）、橡皮條、細(xì)繩兩條、三角板、刻度尺、圖釘（幾個(gè)）、帶有繩套的重錘（約300 g）

四、教學(xué)過程

1．小實(shí)驗(yàn)設(shè)置情景，滲透科學(xué)方法

一力氣大的同學(xué)一人提起杠鈴片，使杠鈴片保持靜止；另外兩位同學(xué)一起通過拉動(dòng)繩子將杠鈴提起并使之保持靜止，從實(shí)驗(yàn)中有什么發(fā)現(xiàn)？分析兩種情況下杠鈴片的受力情況并畫出力的示意圖如圖1、2所示，F(xiàn)與F1、F2是什么關(guān)系？引出力的等效替代關(guān)系，得出合力與分力的概念。

教學(xué)中滲透等效替代的思想方法，即分力與合力雖然不同時(shí)作用在物體上，但可以相互替代，能夠相互替代的條件是分力與合力的作用效果相同，但不能同時(shí)考慮分力的作用又考慮合力的作用。

2．分組實(shí)驗(yàn)，激發(fā)思考

那么合力和分力之間遵循怎樣的規(guī)律呢？具體的說，上面的例子里F與F1、F2的大小方向存在怎樣的關(guān)系？猜想，并利用桌子上的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想。

可能會(huì)有學(xué)生猜想F=F1+F2，實(shí)際上猜想不一定要正確，與實(shí)驗(yàn)證實(shí)相比，實(shí)驗(yàn)證偽更能反映科學(xué)研究活動(dòng)的真實(shí)情況?？捎弥劐N模擬上面小實(shí)驗(yàn)中的杠鈴片，兩個(gè)彈簧秤可分別讀出F與F1、F2的大小。

將各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入下表中，事實(shí)上用一個(gè)彈簧秤秤重錘時(shí)讀數(shù)為一確定值，而用兩個(gè)彈簧秤互成角度秤重錘時(shí)的讀數(shù)各不相同。

由上述表格中的數(shù)據(jù)，能得出什么結(jié)論？

看來分力F1、F2與合力F之間的運(yùn)算關(guān)系不是簡單的代數(shù)和運(yùn)算，似乎還與分力F1、F2的方向有關(guān)，那么，如何探究它們之間的關(guān)系呢？首先我們要想辦法把合力和分力的大小方向記錄下來并方便地表達(dá)出來，怎樣做呢?

3．設(shè)計(jì)方案，促進(jìn)合作

請(qǐng)同學(xué)們利用桌子上的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)方案，探究分力與合力之間的運(yùn)算法則。若提供的實(shí)驗(yàn)器材不能滿足你的設(shè)計(jì)要求，可報(bào)告教師。

每一小組在設(shè)計(jì)方案的過程中，思考以下幾個(gè)問題：

(1)用什么方法找出分力F1、F2及合力F；

(2)怎樣使分力F1、F2的作用效果與合力F的作用效果相同？

(3)實(shí)驗(yàn)過程中需要記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？怎樣可以直觀簡潔的同時(shí)描述力的大小和方向？

各小組分別討論，經(jīng)互相補(bǔ)充和完善后，形成探究方案。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)可得到F1、F2及F的圖示如圖3所示。

4．啟發(fā)思考，民主互動(dòng)

觀察圖3中F1、F2及F的大小和方向，并猜想F1、F2之和與F之間可能遵守什么規(guī)律？

部分同學(xué)的猜想可能不著邊際，還有一部分同學(xué)感到問題棘手，不知道解決問題的突破口在哪里。此時(shí)，教師參與學(xué)生的猜想和討論，可以以自言自語的方式給學(xué)生一些提示：“在學(xué)習(xí)平面幾何時(shí)，可以利用添加輔助線的方法，重新構(gòu)建幾何圖形，使得已知量和未知量之間建立聯(lián)系。我們能否通過添加輔助線的方法構(gòu)成一些簡單圖形如三角形、四邊形等，使得F1、F2與F之間建立某種聯(lián)系？”在老師的引導(dǎo)下，利用添加輔助線的方法，學(xué)生可能形成如下的探究方案：

方案1：如圖4所示，過F1和F2的末端A、B作力F的方向OE的垂線交OE于C、D兩點(diǎn)，則OC+ OD即為合力F的大小。

方案2：如圖5所示，用虛線連接F1和F的末端A、E，則AOE就構(gòu)成一個(gè)三角形，F(xiàn)1、F2和F三個(gè)物理量之中已有兩個(gè)量在構(gòu)成的三角形中，但分力F2與三角形之間還沒有聯(lián)系，僅連接AE還不能解決問題。

方案3：和方案2類似，用虛線連接F2和F的末端B、E，BOE就構(gòu)成一個(gè)三角形，要想知道F1、F2和F之間的關(guān)系，則需確定BE與F1之間的聯(lián)系或者確定AE與F2之間的聯(lián)系。另外，有的小組將A、B相連，AOB構(gòu)成一個(gè)三角形；有的將A、E相連，B、E相連，AOBE構(gòu)成一個(gè)四邊形等等。

評(píng)價(jià)：對(duì)于方案1，同學(xué)們有這樣的設(shè)想是值得肯定的，里面實(shí)際上蘊(yùn)藏了正交分解的思想，但問題是事先不知道合力F的方向，那么，從A、B出發(fā)向什么方向作垂線得到C、D兩點(diǎn)？顯然這種方法有缺陷，還需進(jìn)行一步研究。

對(duì)于方案2，同學(xué)們利用添加輔助線的方法，使F1、F構(gòu)成三角形的兩邊，若想深入研究，還需確定AE與分力F2之間的關(guān)系，請(qǐng)進(jìn)一步猜想AE與分力F2的大小是否相等？AE與F2的方向是否平行？

既然連接AE或連接BE構(gòu)成的三角形，僅能使F1和F或F2和F建立聯(lián)系，那么，同時(shí)連接AE和BE，在四邊形AOBE中，F(xiàn)1、F2和F三個(gè)物理量都包含在里面，F(xiàn)1和F2四邊形的兩邊，F(xiàn)是其一條對(duì)角線。請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察一下四邊形AOBE，并猜想四邊形AOBE有什么特點(diǎn)？

經(jīng)觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，發(fā)現(xiàn)AOBE為近似平行四邊形，于是猜想出合力與分力的關(guān)系所滿足的平行四邊形定則。為驗(yàn)證平行四邊形定則，重做剛才的實(shí)驗(yàn)，比較用平行四邊形定則得到的合力與實(shí)際合力的誤差。

5．延伸拓展，鞏固提高

一般的鞏固提高都著眼于平行四邊形法則的運(yùn)用與練習(xí)，如“合力F的大小一定比分力F1或F2大嗎？可能比F1或F2都小嗎？”這樣的問題，或用幾何畫板等鞏固學(xué)生對(duì)平行四邊形法則的掌握與理解，但是本節(jié)課的重點(diǎn)是探究力的合成法則的過程，因此，鞏固練習(xí)也應(yīng)該是有關(guān)過程和方法的遷移運(yùn)用。

這里設(shè)置這樣的問題：某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)研究同方向平行力的合成。他把一根很輕（重力不計(jì)）的刻度尺掛在兩個(gè)橡皮條下，然后在任意兩點(diǎn)A1、A2掛上重力為G1、G2的鉤碼（如圖6）記下刻度尺和A1、A2位置，以及G1、G2的大小。接著他取下G1、G2鉤碼，在刻度尺上0點(diǎn)掛鉤碼G，并調(diào)整0的位置和G的大小使得刻度尺的位置和原來一樣(如圖7)，記下0的位置和G的大小。他經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

G1/N

G2/N

G/N

A1O/cm

A2O/cm

1

1．5

1．0

2．5

10．0

15．0

2

2．0

1．0

3．0

10．0

20．0

3

1．5

2．0

3．5

20．0

15．0

4

2．0

1．5

3．5

7．5

10．0

(1)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中，“使得刻度尺的位置和原來一樣”的目的是什么？

(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，兩個(gè)同向平行力F1、F2和它們的合力F的大小關(guān)系是什么？合力F的作用點(diǎn)D到分力F1、F2的作用點(diǎn)A1、A2的距離的關(guān)系是怎樣的？

五、教學(xué)后記

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探究過程和探究過程中的方法與體驗(yàn)，把教師作為學(xué)生探究活動(dòng)的參與者，隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行交流，為學(xué)生提供必要的幫助，來克服探究過程中的困難。對(duì)教材的處理也比較合-理，既充分體現(xiàn)了教材的教學(xué)理念，又改進(jìn)了教材中實(shí)驗(yàn)的不足。通過在不同類型學(xué)校的試教，執(zhí)教者一般認(rèn)為由于本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的困難和可能出現(xiàn)的探究方案、猜想假設(shè)等考慮得比較充分，為課堂教學(xué)中根據(jù)不同情況生成教學(xué)留下了足夠的空間，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)是切實(shí)可行的。當(dāng)然，本節(jié)課沒有對(duì)平行四邊形定則做進(jìn)一步的鞏固與提高，這有待后續(xù)課程來完成。

高一物理《力的分解》復(fù)習(xí)學(xué)案

高一物理《力的分解》復(fù)習(xí)學(xué)案

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．理解力的分解概念，強(qiáng)化“等效替代”的物理思想。

2．理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。

3．會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)求分力。

4．掌握一般情況下力的分解要根據(jù)實(shí)際需要來確定分力的方向，能應(yīng)用力的分解知識(shí)分析日常生活中的有關(guān)問題。

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】力的分解概念，用力的分解知識(shí)解決實(shí)際問題。

【知識(shí)回顧】

一、力的分解

1.定義：求一個(gè)力的的過程.

力的分解是的逆運(yùn)算.

2.遵循的原則

(1)定則.(2)三角形定則.

3.分解方法

(1)效果分解法.如圖3所示，物體重力G的兩個(gè)作用效果，一是使物體沿斜面下滑，二是使物體壓緊斜面，這兩個(gè)分力與合力間遵循平行四邊形定則，其大小分別為

G1＝Gsinθ，G2＝Gcosθ.

按力的作用效果分解(思路圖)

(2)正交分解法.

(1)定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法.

(2)建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則(使盡量多的力分布在坐標(biāo)軸上)；在動(dòng)力學(xué)中，往往以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系.

(3)方法：物體受到多個(gè)力F1、F2、F3、…作用，求合力F時(shí)，可把各力向相互垂直的x軸、y軸分解.

x軸上的合力Fx＝Fx1＋Fx2＋Fx3＋…

y軸上的合力Fy＝Fy1＋Fy2＋Fy3＋…

【習(xí)題專練】

一、力的分解概念典型習(xí)題精煉

1、如圖所示,將光滑斜面上物體的重力mg分解為F1、F2兩個(gè)力,下列結(jié)論正確的是()

A.F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力,F2是物體對(duì)斜面的正壓力
B.物體受mg、FN、F1、F2四個(gè)力作用
C.物體只受重力mg和彈力FN和摩擦力Ff的作用
D.力FN、F1、F2三個(gè)力的作用效果跟mg、FN兩個(gè)力的作用效果相同

2、關(guān)于合力與其兩個(gè)分力的關(guān)系，下列說法中錯(cuò)誤的是（）

A.合力的作用效果與兩個(gè)分力共同作用的效果相同

B.合力的大小一定等于兩個(gè)分力的代數(shù)和

C.合力可能小于它的任一分力

D.合力大小可能等于某一分力的大小

3、如圖所示,重力為G的物體靜止在傾角為α的斜面上,將重力G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么()

A.F1不是物體對(duì)斜面的壓力
B.F2就是物體受到的靜摩擦力
C.物體對(duì)斜面的壓力方向與F1的方向相同，大小為Gcosα
D.物體受到重力、斜面對(duì)物體的支持力、靜摩擦力、F1和F2五個(gè)力的作用

第三部分：力的分解的應(yīng)用典型習(xí)題精煉，小組討論5分鐘，教師指導(dǎo)

1、在災(zāi)后救援行動(dòng)中,千斤頂發(fā)揮了很大作用,如圖所示為剪式千斤頂,當(dāng)搖動(dòng)把手時(shí),螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n,從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時(shí)汽車對(duì)千斤頂?shù)膲毫?.0×105N,此時(shí)千斤頂兩臂間的夾角為120,則下列判斷正確的是（）

A.此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為1.0×105N
B.此時(shí)兩臂受到的壓力大小均大于1.0×105N
C.若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂受到的壓力將增大
D.若繼續(xù)搖動(dòng)把手，兩臂受到的壓力將減小

2、如圖所示，拖拉機(jī)拉著耙耕地，拉力F與水平方向成α角，若將該力沿水平和豎直方向分解，則它的水平分力和豎直分力分別為（）

A.FsinαFcosα
B.FcosαFsinα

C.Ftanα

D.

F

tanα

Ftanα

3、如圖所示,細(xì)繩MO與NO所能承受的最大拉力相同,長度MONO,則在不斷增加重物G的重力過程中(繩OC不會(huì)斷)()

A.ON繩先被拉斷
B.OM繩先被拉斷
C.ON繩和OM繩同時(shí)被拉斷
D.條件不足，無法判斷

4、如圖所示，光滑斜面的傾角為θ，有兩個(gè)相同的小球，分別用光滑擋板A、B擋住。擋板A沿豎直方向，擋板B垂直斜面。試求：

（1）兩擋板受到小球壓力大小之比；

（2）斜面受到兩小球壓力大小之比。

5、有些人,比如電梯修理員、牽引專家和賽艇運(yùn)動(dòng)員,常需要知道繩或金屬線中的張力,可又不可能到那些繩、線的自由端去測(cè)量。一個(gè)英國公司制造出一種夾在繩子上的儀表,用一個(gè)杠桿使繩子的某中點(diǎn)有一個(gè)微小偏移量,如圖所示。儀表很容易測(cè)出垂直于繩的恢復(fù)力,推導(dǎo)一個(gè)能計(jì)算繩中張力的公式。如果偏移量為12mm,恢復(fù)力為300N,計(jì)算繩中張力。

第四部分：力的正交分解法典型習(xí)題精煉

1.已知直角坐標(biāo)系所在的平面內(nèi)有一個(gè)大小為10N的力作用于O點(diǎn)，該力與x軸正方向間的夾角為30°，與y軸正方向之間的夾角為60°。現(xiàn)將它分解到x軸和y軸方向上，則（）

A.Fx=5N，F(xiàn)y=5N

B.Fx=5