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1、怎样求合力 一、教学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作用效果所遵循规律的深入探究。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方法。从教材“泗水拔鼎”故事情景入手，让学生通过模拟“拔鼎”（即提杠铃片）的游戏提出问题，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，教师用DIS实验演示，为学生进一步的探究搭建一个台阶，再引导学生通过实验探究，归纳出平行四边形定则。通
2、过学生制作平行四边形模型，探究合力与分力的大小关系，加深对平行四边形定则的认识，完成对“泗水拔鼎”等实际问题的解释。本设计强调学生的参与和亲身体验，在学习过程中感受等效等思想方法，通过对简单实际问题的研究，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。二、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。（4）会用计算法求相互垂直二力的合力。2、过程和方法（1）通过模拟“泗水拔鼎”情景，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
3、物理方法。（2）通过DIS实验演示，猜想互成角度二力合成的规律，再利用学生实验探索研究，最终获得力合成的平行四边形定则的过程，认识探究物理规律的基本环节：猜想实验结论。（3）通过学生自制平行四边形模型的过程，感受物理实验在解决具体问题中的作用。3、情感、态度和价值观（1）通过参与“泗水拔鼎”活动，提高兴趣，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，激发团队协作精神和实事求是的科学态度。三、教学重点和难点探究并理解力的平行四边形定则。四、学习资源1、学生实验器材 (每两人一套，共26套):。（1）画图板、橡皮筋、弹簧秤(2个)、三角尺
4、、白纸、绳套、铅笔。（装置参考教材例图）（2）拴两根线的200g钩码。（3）自制平行四边形模型（如图1）。5条塑料片、4对小螺丝、螺帽。（材料可有学生自备，参考教材例图）2、演示实验器材（1）30kg的杠铃片和两根长绳。（2）DIS实验装置（如图2）：数据采集器、两个力传感器固定在力合成演示仪上、钩码；3、自制powerpoint幻灯片五、教学设计思路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：借境激疑实验探究实际运用。即借“泗水拔鼎”故事之景，建立共点力的概念，引出等效概念和力的合成问题；通过DIS实验演示和学生实验探究，归纳得出平行四边形定则；通过学生制作平行四边形模型深化对
5、力的合成的理解。本设计要突出的重点和要突破难点是：探究并理解力的平行四边形定则。方法是：借“泗水拔鼎”故事之景，让学生通过模拟“拔鼎”（即提杠铃片）的游戏，提出“共点力”、“合力和分力”、“力的合成与分解”的概念，感悟等效思想；通过用DIS实验演示相互垂直的二力合成，并提供多组数据为学生的猜想提供帮助；进而引导学生通过实验探究，归纳得出平行四边形定则，从而突出重点，并突破难点。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。完成本设计的内容约需2课时。六、教学流程1、教学流程图活动自制模型活动
6、III分析解释平行四边形定则合力范围求合力情景IDIS演示实验活动I模拟“拔鼎”合力分力活动II学生实验等效替代合成分解问题I设问共点力2、教学流程说明活动 模拟“拔鼎”模拟“泗水拔鼎”的让多组学生参与提杠铃片，引起对“泗水拔鼎”失败原因的思考，不同的人提起杠铃片的效果是相同的，提出“共点力”、“合力和分力”、“力的合成与分解”的概念。问题 设问在肯定提起杠铃片的效果相同的同时，观察不同组别在提杠铃片时的差异，设问：合力与互成角度的两个分力间有什么关系？情景 DIS演示实验在学生亲身体验的基础上，直接猜想两共点分力与合力的关系，对学生来说难度很大。为此教师用DIS实验，演示相互垂直的二力合成，
7、提供多组数据为学生的猜想提供帮助，为进一步的探究铺设台阶。活动 学生实验在猜想的基础上，通过学生实验进一步探究，加以验证，最后归纳得出平行四边形定则。活动 分析、解释完成对本节课开始的疑问“泗水拔鼎”等实际问题的解释，并通过练习初步会用图示法和计算法求合力。活动 自制模型通过学生自制平行四边形模型，探究合力与分力的大小关系，加深对平行四边形定则的认识，此部分可根据实际情况，加以调控。若时间紧张可作为作业，在课后进行。3、教学主要环节 本设计可分为三个主要的教学环节：第一环节，情景导入，借境激疑。从教材“泗水拔鼎”故事情景入手，让学生在模拟“拔鼎”（即提杠铃片）的游戏提出问题，感悟等效思想，弄清
8、“合力和分力”、“合成与分解”概念。第二环节，实验探究，寻求规律。在学生亲身体验的基础上，用实验的方法探究两个共点的分力与合力的关系。教师通过DIS实验演示，为学生进一步的探究搭建一个台阶，再引导学生通过实验探究寻求结论。第三环节，自主活动，运用规律。让学生制作平行四边形模型，进而探究合力与分力的大小关系，加深对平行四边形定则的认识，完成对“泗水拔鼎”等实际问题的解释。七、教案示例（一）情景导入，借境激疑情景 用powerpoint幻灯片显示汉代石刻画像“泗水拔鼎”情景，配水经注泗水文字记载。疑问：拔鼎真的如此困难吗？耳听为虚，眼见为实，请同学们自己来试一试！模拟“泗水拔鼎”情景：在中间走廊里
9、放一只大水桶，桶中放着一个30千克的杠铃片，将其系在一根长长的绳子中间，地上事先画出两条红线代表河岸。学生活动(1)请两个子较大的男生自告奋勇，站在红线外费很大劲没有拉起杠铃片(力图示见图一)，成功模拟了“泗水拔鼎”情景，“为什么拔不起来呢？”的疑问会在同学们心中产生。真的没有办法提起来吗？（2）再请两位女同学也来试试。鼓励女同学勇敢上来接受挑战，提醒并允许她们站到河中试试，她们缩短绳子提起杠铃片(力图示见图二)，同学们都为她俩叫好。（3）要想一个人提起杠铃片行吗?再请第一次上来过的一个男同学将杠铃片竖直向上提起(力图示见图三)。F1F2图一F图三F1F2图二（powerpoint幻灯片显示三
10、次“拔鼎”的力的图示）观察了三组同学“拔鼎”过程，每位同学也可模拟上述三图情景拉桌上钩码进一步加以体验，每位同学不断变换两拉力的夹角，用手指感觉力的大小。经过这一系列活动后，提示同学注意：上述“拔鼎”的两个力虽然没有作用于杠铃片上的同一点，但它们的作用线却相交于同一点。物理学中称板书 作用于物体上的同一点，或者力的作用线可以交于一点的力称为共点力教师接着问同学还有什么想法和问题？同学们相互交流感受与想法：一个力可以产生与两个力共同作用时一样的效果。引入课题：其实很多情况下，存在几个力同时作用在一个物体上的情况，我们很想了解怎样用一个力等效地替代这些力共同作用的效果，物理上称这一过程为“力的合成
11、”。F2F1F等效替代图四板书 力的合成两个力拉杠铃片可用一个力拉来替代，因为它们作用效果相同。powerpoint幻灯片显示（如图四所示）。板书 1合力与分力powerpoint幻灯片显示小结：几个力的作用效果与一个力的作用效果相同，这一个力就等效为那几个力的合力，那几个力就可看作这一个力的分力。提问：若用两个弹簧秤拉画图板上橡皮筋，如何用一个弹簧秤完成等效替代?请同学们边做边寻找答案。学生活动：两个学生做一套实验，有许多组配合好，一同学拉两弹簧秤，另一同学就记下橡皮筋结点所到位置，而后用一弹簧秤将橡皮筋拉到该位置来等效替代。也有许多组不知如何等效替代，在教师辅导下完成。强调合力与分力作用的
12、等效性，若作用效果不一样不能盲目替代。板书 2力的合成与分解powerpoint幻灯片我们把求几个力的合力的方法叫做力的合成，而把一个力分解成几个分力的方法叫做力的分解。（二）实验探究，寻求规律两个共点的分力与合力之间有什么样的关系呢?（可结合“泗水拔鼎”的模拟过程和前面学生的提出的问题，提出此问题）板书 3研究共点的两力与合力的关系请同学们在画图板上用弹簧秤拉橡皮筋，观察合力与分力的关系，提出你们的猜想和实验验证的方法。两人一组，相互配合用弹簧秤拉橡皮筋，大多学生都记下合力大小及不同组分力的大小在比较研究，大多猜想集中在分力之和大于合力等力的数值关系；也有提出分力夹角越大，合力越小的定性结论
13、。请大家看DIS实验演示，从数据中是否有所启发?DIS实验演示：挂同一重物，改变两个分力的方向，但保持两分力夹角为90度，记录几组两分力大小的数据，发现两分力的平方和不变，引导学生猜想分力与合力的关系。学生猜想：从数据看好像满足勾股定理。教师提示：请大家注意力是矢量，不仅有大小还有方向性，我们可以用力的图示来表示力的大小和方向，下面画出合力与分力的图图示，感觉一下看看有没有新的发现。教师板书演作图过程，学生一起动手作力的图示，寻找力的合成的规律。部分学生提出：合力好像是以两个分力作平行四边形后的对角线。（有此猜想的学生只是一部分。）下面我们就用桌上器材再做实验，画出两个分力与合力的图示，找找看
14、是否真有这样的关系。学生实验：学生利用实验桌上的器材进行实验(约10分钟)。powerpoint幻灯片显示实验步骤，并强调分力与合力间的等效性。在班中巡视，进行个别辅导和答疑，选择具有代表性的投影出来全班交流评价：(1)对角线与合力相差不大的，受到大家认同。(2)对角线与合力偏离较大，大家一起找原因。(3)对角线与合力完全重合的，大家提出质疑，当场发现有问题，严谨的科学态度受到认同；学生找到规律，总结出力的平行四边形定则板书 4.平行四边形定则powerpoint幻灯片平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用F1，F2所夹的对角线来表示。（三）自主活动，运用规律（1）对“泗水拔鼎”问题进行解释。(2) 共同完成P52训练与应用中的第（2）、（4），初步会用图示法和计算法求合力。自主活动：两人一组合作，用桌上的胶木片、螺丝、螺帽制作一个平行四边形模型，并运用平行四边形模型感悟：分力间夹角从0度180度变化时，合力的方向和大小的改变。学生在制作和研究平行四边形模型过程中结束本课学习。继续制作平行四边形演示仪，标上刻度，体会分力与合力均关系。（四）作业布置，巩固提高（1）请大家分组讨论当分力大小一定时，随分力间夹角变化合力大小的变化关系，并找出合力的范围。（2）完成适量训练与应用题，并思考求解合力各种方法的优劣？
