学生实验优质课教案设计

张掖市实验中学课时教学设计

高一物理

课题名称

力的合成探究实验

“力的合成”这一节研究的是力的等效关系，依据等效思想总结出力的平教学内容

分析

行四边形定则。教学中应让学生体会运用“等效”

思想研究问题是物理学研究中的一种重要方法。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。采用实验探究的学习方式，培养学生收集信息、处理信息、分析论证的能力，养成事实求实的科学态度和良好的合作习惯。

（一）知识与技能

1．理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。

2．掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力。

3．理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代。

教学三维

目标

（二）过程与方法

1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。

2．通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究。

（三）情感态度与价值观

培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。

教学重点

教学难点

学法指导

1．合力与分力的关系。

2．平行四边形定则及应用。

实验探究方案的设计与实施

讲授法、探究、讨论、练习

教师

课前准备

准备

学生

准备

多媒体课件，绳子，水桶，力的合成演示板，学生分组实验器材。

主备人：王霞

预习本节内容

教学内容及程序设计

补充完善

一、

引入教学：

教师：组织学生参与活动，一桶水让两个学生抬起来，然后换一个学生提起来，其效果完全一样，如图1所示。

如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。上例中F就是F1、F2的合力，F1

、F2就是F的分力。求F1、F2两个力的合力F的过程，就叫做二力的合成。

（二）新课教学:

1、引入课题：互成角度的两个力的合力跟两个分力的关系

教师问：同学们猜测一下合力和分力之间可能存在什么关系？

预测：合力大小比每个分力大小都大？

合力大小等于两分力大小之和？

合力大小总小于两分力大小之和？

合力和两分力的关系构成平行四边形？合力为其中一条对角线？

······

2、寻找解决问题的办法

教师：今天我们要通过实验来研究这个问题。

请同学们根据所提供的实验器材，设计一个能证实自己猜想的实验方案

[实验器材]

①木板一块；②弹簧秤两个；③细绳两段；④橡皮条一段；⑤白纸；⑥铅笔；⑦尺；⑧量角器；⑨图钉。

（增加师生互动的过程，描述学生是怎样讨论发现问题，最终形成正确的方案）启发学生：用橡皮筋来表示力的作用效果，将橡皮筋一端固定在M点，第一次用互成角度的两个力F1、F2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O点；第二次只用一个力，也将橡皮筋的另一端拉到O点。如图1、图2。

由于两次产生的效果相同（都将橡皮筋的另一端拉到O点），图2所示的F就是图1所示的那两个力F1、F2的合力，而F1、F2就叫这个力F的分力。

教师问：那么怎样确定两个分力F1、F2的大小、方向呢？

启发学生：

①确定分力的大小：(边演示边讲解两人如何分工合作)一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，同时用力互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点；另一位同学用笔分别记下两个弹簧秤的读数。这就是分力的大小。同时提醒学生拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行。

②确定分力的方向：分力的方向分别沿细线方向，另一位同学用笔分别记下两个弹簧秤的读数的同时还要标记每条细线方向，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些，沿所标明的两个定点画出细线方向，即为分力的方向。

教师问：怎样确定合力F的大小、方向呢？

引导学生回答：用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。

确定合力的大小和方向：一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，另一位同学用笔记下细绳的方向，并记下弹簧秤的读数。这就是合力的方向、大小。注意强调前后两次实验O点应该重合。

3．学生分组动手实验

(观察学生实验情况) 说明：经验得知两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把θ角取得太大，一般不大于90°为最佳。 4．对实验结果进行交流

到此为止，我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向。为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来。选择适当的标准长度(3cm长的线段表示1N力)，利用三角板，从O点开始，用力的图示法

分别表示两个分力及合力的大小、方向。注意标准长度要一致。

5．总结实验结果

经过前人多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。可见求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减，而是(可以)用表示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表示合力的大小和方向。这就是平行四边形定则。如图5所示。

6.学生活动

以小组为单位，求出练习题中的合力。

得出结论：当分力大小一定时，合力会随着分力间夹角的增大而减小。