本章小结课件配套优秀教案案例

力的合成

教学设计思路：

本节研究的是力的等效关系，依据等效思想从实验中归纳总结出力的平行四边形定则，是本章的重点和难点．平行四边形定则告诉我们，矢量运算不是简单的代数加减，1 ＋1 可能大于2，可能等于2，也可能小于2．平行四边形定则不仅是力的合成必须遵循的定则，所有的矢量运算都必须遵守此定则．因此本节内容为学生今后学习其他的矢量及运算奠定了基础，具有非常重要的作用．

本设计从日常生活中的问题入手，设置悬念，激活学生思维，引导他们发现并提出问题，经历科学探究的全过程，获得体验，猜想并验证力的合成法则

── 平行四边形定则，并运用此定则解决课前设置的问题，从生活走向物理，从物理走向社会，提高学生的科学素养．

本设计包括共点力和力的合成两部分内容．

本设计的基本思路是：借境引题—猜想—实验验证—完善实验方案—实验探究—得出结论—分析交流—得出结论—实际运用．

本设计强调学生自主探究和亲身感受，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育，重视学生合作意识、团队协作精神和实事求是的科学态度的培养．

初、高中学习方法差异很大，力的合成又是高中物理第一个全新的重要内容．要取得好的教学效果，不能全盘包办，也不能全盘撒手，否则可能会无法实现预期的教学目标．在学生探究的过程中一定要根

据学生的实际情况对学生进行适当的方法指导，帮助学生搭好“学会方法”的平台．

通过任务表激发学生思考，从而教给学生科学实验的方法，如作用效果相同怎样显示，怎样确定力的方向，以疑启思，培养学生的思考能力．

通过课堂提问，启发思考；通过实验，培养学生的学习兴趣，激发成就感；通过练习，强化有意注意，根据练习情况及时评价、鼓励学生．重在让学生弄懂平行四边形定则得出的过程而不在于得出一个结果．

面向全体学生，分层次地调动学生的学习积极性．在实验提问练习中，对基础较差者设计简单问题，并给予适当的鼓励．对学习较好或学习态度由好变坏的学生提问难度较大的问题，给予严格要求．学生课下动手做演示教具——合力随夹角变化的情况，激发学生的兴趣培养学生的创造性．

学习任务分析：

力的合成是在学习了生活中常见的力之后，从等效的角度对两个力的作用效果所遵循的规律的深入探究．力的合成是解决力学问题的一个重要方法，是以后学习牛顿运动定律的基础之一，也是中学阶段其他矢量运算的基础．力的合成是本章教学的重点．

学习本节内容需要的知识有：力的矢量性、力的三要素、力的图示和等效的思想．

从“提水桶”情境入手，让学生通过游戏提出问题，感悟等效思想，建立“共点力”、“合力与分力”、“合成与分解”等概念．

在学生亲身体验的基础上，通过提问—思考—实验验证—引出新问题—再思考，为学生进一步的探究搭建一个平台，再引导学生通过实验探究，归纳出平行四边形定则．

学生通过制作平行四边形模型，探究合力与分力的大小关系，以加深对平行四边形定则的认识，完成对实际问题的解释．

本设计强调学生的参与和亲身体验，使学生在学习过程中感受等效的思想，通过对简单的实际问题的研究，知道力的合成在实际中的应用，从而自觉联系生活、生产和科技实际，激发求知欲望和研究周围事物的兴趣．

在教学探究方法的过程中，要引导学生思考以下几点：

①实验中要用的弹簧橡皮条、细线、白纸、木板，这些器材各发挥怎样的功能？

②合力与分力作用效果相同，怎样去体现？

③合力的大小和方向如何表示，分力的大小和方向如何表示？

④合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示之间的关系怎样？

⑤实验应记录些什么？怎样处理这些实验记录？最后得出什么结论？

这样，可以加强实验教学，学生思维，变“直接给出”为“实验探索”，激发学生的学习兴趣，鼓励创新，全面提高学生素质．

学生通过课堂练习，需要思考、总结出：

①合力和分力的大小关系．

②两分力的合力最大值、最小值．

③两分力大小一定、夹角

0°～180°时，合力如何变化？

④两分力的合力一定且两分力相等，则两分力夹角变化时两分力如何变化？

学习者分析：

对于力的概念，初中教材中没有给出过矢量的概念，平行四边形定则是学生第一次接触，这对于初上高中的学生来说，是一个大的飞跃，

因为学生习惯于代数运算，产生思维定势，所以对矢量运算不易接受．因此在作用效果相同的基础上理解合力与分力的关系，理解平行四边形定则，是教材的难点．平行四边形定则的探究应用是教材的重点．所以，无论从课堂讲解，还是实验的设计操作、习题练习、课后作业等，都应围绕平行四边形定则展开．

此外，帮助学生建立一个生动活泼的场景，有利于学生的理解消化．本节课来源于生活中的大量实例，但学生对相关新事物新情况的了解较为片面，不能很好地由感性认识上升为理性认识，应通过本节的学习让学生掌握探究学习的一般方法，使其成为学生终身学习的基础．

教学目标：

1．知识和技能

（1）知道合力与分力．

（2）知道共点力，理解共点力的合成．

（3）会用平行四边形定则求共点力的合力．知道合力的大小与分力间夹角的关系．

（4）会用计算法求相互垂直的二力的合力．

（5）培养学生的实验能力、理解问题的能力、应用数学知识解决物理问题的能力．

2．过程和方法

（1）

通过

模拟“提水桶”情境，用一个力等效地替代两个力，在建立合力与分力、力的合成与分解等概念的

过程中，感受“ 等效替代”这一物理方法．

（2）猜想互成角度的二力合成的规律，再利用学生实验探索研究，最终获得力的合成的平行四边形定则，认识探究物理规律的基本环节：猜想→实验→结论．

3．情感、态度和价值观

（1）通过生活实景的再现，学生参与“提水桶”活动，感悟生活中处处有物理，激发探究的兴趣和学习的热情．

（2）通过小组协作完成实验探究和实验结果的分析与互评，激发团队协作精神，培养实事求是的科学态度．

（3）通过规范地用力的图示法求合力，培养学生严谨认真的科学态度．

教学过程：

[ 导入新课 ]

1．［大屏幕展示］（1）飞机吊坦克（多根钢索）和大型起重机吊同样的坦克（两根钢索）（2）多人从河中拉出重物（3）河岸边两队纤夫正沿河两岸拉纤

2．[ 学生体验 ] 模拟上面所列举的生活中的实例，演示两个力的共同作用效果与一个力的作用效果是等效的．将生活实例搬入物理课堂来研究．

让学生去提装满重物（沙子或水）的桶：

让两个女学生尝试用很大的角度去提桶（此处可以有意设计远距离用红布带提桶，可能提不动）；让两个男学生用稍大的角度去提桶（可以提起）；让两个力气比较小的女学生用小角度去提桶（也可以提起）；让一个力气大的学生直接提桶（也可以提起）．

此处，引导学生按照力的作用效果分析，引出合力与分力的概念．同时，询问以不同的角度提桶的学生手上的感觉，为后面分力夹角与分力大小关系的得出做好铺垫．

3．［提问］回忆一下初中学过的只是，如果一个力

F

与两个力

F1、F2的作用效果相同，它们之间的关系是什么？

学生回答后总结：

（1）一个力的作用效果和几个力的作用效果相同，则这一个力叫做那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力．

（2）求几个力的合力的过程，叫做力的合成．（力的合成是一种等效替代的方法，即用一个假设的力去替代几个共同作用的力，替代后这一个力的效果与原来的几个力是相同的．但合力并不客观存在，它是假想的力，是用来替代客观存在的分力的）．

[ 探究求合力的方法 ]

［提问］初中已学过同一直线上两个力的合成，请学生们说一下合成方法．

学生回答后总结：

（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力的大小之和，合力的方向跟这两个力的方向相同．

（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差，合力的方向跟较大力的方向相同．

[ 提问 ] 可是从上面的生活实例中可以看出，很多情况下两个力并不在同一直线上，而是有一定的夹角，其合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？

[ 学生猜想 ] 学生可能有多种猜想，比如：两个力直接加起来与合力相等 ( 受代数运算的前知识影响 )．

[ 实验验证 ] 将橡皮条用

强力磁铁

固定于黑板上，教师让学生

(2～3人 ) 去前面操作，先用一个弹簧秤拉橡皮条使其伸长至某一

点并记下这一点，同时记下弹簧秤的读数

F

及其方向，然后用两个弹簧秤共同去斜拉橡皮条至同一点，记下两弹簧秤的读数

F1、F2

及其方向，

引导学生分析

F

与F1、F2

的大小关系，发现

F≠F1＋F2．

引导学生认真观察演示实验并思考问题：它们之间到底有什么关系呢？

请学生们根据教材提示用现有的实验器材去验证自己的猜想．

[ 学生探究 ]

教师提前发放任务表，请学生们思考以下问题：

1）实验中要用的弹簧、橡皮条、细线、白纸、木板，这些器材各发挥怎样的功能？

2）合力与分力作用效果相同，怎样去体现？

3）合力的大小和方向如何表示，分力的大小和方向如何表示？

4）合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示之间的关系怎样？

5）实验应记录些什么？怎样处理这些实验记录？最后得出什么结论？

教师巡视学生实验情况，适当的时候做些必要指导．可能需要的指导如下：

1．为了保证效果相同，两次都要把结点拉到同一个位置．

2．在使用弹簧测力计测量力的大小时，要注意其零刻度及最小刻度，同时

要注意正确使用并正确读数．

3．在确定力的大小和方向时：一位学生用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，用互成角度的两个力拉结点，使橡皮筋的结点伸长到O点；另一位学生先将O点做个标记，然后记下两弹簧秤的读数，这就是力的大小．沿细绳方向在适当位置定下两点，确定力的方向．

学生得出结论．

请做得较快的小组交流后汇总并汇报本组的实验情况，是否找到两个力的合成规律，如果发现了，用自己的语言表述出来，如能配合自己的实验数据进行说明更好．

对还没有发现规律的学生引导他们仿照别的学生的做法重新做一下，看看合力是否跟平行四边形的对角线重合．

学生探究结束后，教师总结力的合成平行四边形法则，并用多媒体播放．

（1）求互成角度的两个力的合力，不是简单的将两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段作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．这个法则叫做平行四边形定则．

（2）力是矢量，矢量的合成规律都是相同的，所以平行四边形定则适用所有矢量的合成．比如位移、速度、加速度等．

[ 应用与提高 ]

例：

力

F1

＝ 45N，方向水平向右；力F2＝60N，方向竖直向上．用作图法求解合力F的大小和方向．

解法：用力的图示法和数学方法分别求解（教师要在黑板上规范板演）．

[ 提问 ] 我们已经知道了两个力的合成方法，如果是两个以上的力同时作用在物体上，又如何求它们的合力呢？

学生思考、讨论后得到：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，直到把所有的力都合成进去，最后就得到这些力的合力．

老师肯定学生的回答是正确的，并用多媒体演示几个力的合成方法，演示后强调：

能这样求几个力的合力是有前提的，那就是这些力必须是共点力．用多媒体播放图片说明什么是共点力并小结．

（1）如果一个物体同时受到两个或更多的力的作用，这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这些力就称为共点力．

（2）力的合成的

平行四边形定则，只适用于共点力．

[合力大小与分力夹角的关系]

[思考与讨论]

两个分力大小一定的情况下，合力的大小与两分力间夹角有什么关系？什么情况下合力最大？什么情况下合力最小？合力的取值范围是什么？

（学生交流、讨论后，老师总结）

运用合力与分力的关系自制平行四边形法则

演示器，使两个分力之间的夹角θ由

0°→180°变化，合力逐渐由大变小，观察分析得出：

（1）合力

F

随θ的增大而减小；

（2）当θ＝0°时，合力

F

有最大值

Fmax＝

F1

＋

F2；

当

θ＝180°时，合力 F 有最小值

Fmin＝ |F1

－

F2|．| F1

－

F2| ≤

F

≤ |

F1

＋

F2| （3）合力 F 既可以大于也可以小于或等于任意一个分力．

[课堂小结] [布置作业] （1）F1

＝5N，F2＝8N，F3＝10N，（2）F1

＝5N，F2＝2N，F3＝8N；以上是两组共点力的数据，任意两力之间的夹角可以任意改变，分别求它们的最大合力和最小合力．

（2）思考：如果合力大小、方向确定，两个分力的夹角和两个分力的大小关系如何？（提示：结合引课同时学们提水桶的经验思考）

（3）运用合力与分力的关系自制平行四边形法则

演示器．（需要的材料可由教师发放）

[板书设计]

1.合力与分力：等效

2.力的合成

3.力的合成遵循平行四边形定则

内容：

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．这个法则叫做平行四边形定则．

教学流程：