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1、第一章第五节 力的合成 南宁一中 梁展宇一、任务分析：本节是人教版教材高中第一章的五节。前面几节所学内容主要是在初中知识的基础上对常见力进行定性分析和简单的定量计算。从本节开始的定量计算将由简单的代数运算转到矢量运算。在这一节课中，将要学习的新知识有：共点力、分力与合力、互成角度的二力的合成。所涉及的研究方法有等效代替法、力的平行四边形定则。所需的前概念和预备知识是重力、弹力、物体的静止状态、同一直线上的两个力合成（初中知识），应具备的基本能力是力的图示。基于学生现阶段的知识水平和能力，虽然已经在初中接触过同一直线上的两个力的合成，但只是简单的同向相加、反向相减，至于两个互成任意角度的两个力如
2、何合成，对刚上高中学生来说还是不易理解的，从本质上说，本节的主要知识就是高二数学的向量运算内容，是高中物理的第一个新台阶。二、教学目标： 1、知识与技能：（1）能根据等效代替原理理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。 （2）实验中能运用力的图示法准确地记录分力与合力. （3）会用平行四边形定则作出两个共点力的合力。2、过程与方法：（1）通过实验,感受等效代替法在具体情境中的实验操作方式,感悟力的合成本质上是因合力的作用效果与两个分力的作用效果相同所导致的相互替代。 （2）经历实验探究方案的设计与实验操作，体验科学探究过程，了解科学探究的基本方法。 3、情感、态度与价值：（1）通过分组实验,
3、组员的分工合作,培育学生的协同合作精神，并在合作交流中发展能力. （2）通过实验, 体会探究乐趣, 培育探究意识，树立认真严谨、事实求实的科学态度，培养良好的学习习惯.三、重点与难点：教学重点： 1.合力与分力的等效代替关系 2.力的四边形定则的实验探究 3.力的平行四边形的运用教学难点： 1、实验方案的设计以及实验中合力与两个分力等效的具体操作方式 2、根据两个分力与合力的图示寻找它们之间的相互关系力的四边形定则。四、教学资源：木板、白纸、图钉、橡皮筋、弹簧秤、三角板五、设计思路：为了便于学生顺利地登上这一新台阶，本节课的教学将以学生熟悉的动滑轮开场，从学生原有的“动滑轮可以省一半的力”这一
4、初中知识为探究起点，抓住“可以”这个字眼，诱发“难道不一定能省一半力”的质疑，通过动滑轮两悬绳不是相互平行有夹角的实验，不仅证实动滑轮“不一定能省一半力” 这一质疑的正确，同时还导入等效代替的思想，引出合力、分力和力的合成的概念。从而进入互成角度的二力合成主题，继而指导学生分组进行实验探究，让学生在经历实验设计、分工合作、动手操作的探究实验之后，通过互动交流，总结出二力合成的一般规律。本设计要突出的重点是：根据等效代替的思想，利用力的图示法，记录实验中的合力与分力；通过对合力与分力的图示的数值分析与图形的观察，找寻合力与分力的关系。难点的突破策略，一是通过教师分析并画出演示实验中动滑轮所受力的
5、图示，让学生明确知道力的图示是记录力和定量分析力的一种直观、科学的方法；二是利用实验用表进行启发引导，让学生在明确实验任务后，能提出操作步骤和方法，指导学生借助于所作的合力与分力的图示记录，分析归纳出力的平行四边形。完成本设计的内容约需1课时。六、教学流程：分力、合力、等效代替和共点力的概念活动1用两个弹簧秤竖直勾起物体活动2两个弹簧秤互成角度勾起物体活动3探究分力与合力的关系分力之和与合力不一定相等力的平行四边形定则活动4学生巩固练习两分力夹角越大，合力越小七：教学案例：1.温故知新回顾初中实验，发现质疑点，引出新问题，古人云“温故而知新，可以为师矣”，初中，我们曾经做过实验：实验演示1：用
6、一个弹簧测力计把钩码和动滑轮提起来，测得弹簧测力计的读数是 F N。（）实验演示2：用两个弹簧测力计把钩码和动滑轮提起来如图，测得弹簧测力计的读数F1 N、F2 N。（让学生读出读数，老师再黑板上画出）F1、F2的图示。问题思考弹簧秤的弹力F对物体的作用效果是什么？（把物体提起来，使其保持静止状态）这时这两个力的作用效果又是什么？（也是把物体提起来，使其保持静止状态），指出：即一个力F的作用效果和一对力F1、F2的作用效果相同。既然效果相同，那么在某些必要的时候，他们就可以相互代替了。 因此，如果一个力的作用效果和几个力共同作用的效果相同（等效）时，则单独作用的那个力就叫做那几个力的合力，那几
7、个力就叫做这个力的分力。等效一个力（）一对力（和）（板书） 指出：这就是一种科学的研究方法等效代替法。实例分析力的等效现象：一个大人能提起一桶水，两个小孩也能提起同一桶水，产生的效果都能把一桶水提起，因此大人的那个力叫做两个小孩作用的两个力的合力，两个小孩用的力是大人那个力的分力。用一个弹簧秤能把一条橡皮筋拉长，用两个弹簧秤也能把橡皮筋拉到相同的位置，因此一个弹簧秤的力是合力，两个弹簧秤的力是分力。几个力交于一点或反向延长线交于一点，这几个力叫共点力。求几个共点力的合力的过程叫做力的合成。合力和分力存在什么样的运算关系呢？请大家观察刚才的数据。有什么特点？（ ，且）（动滑轮可以省一半力）问题思
8、考：动滑轮是否一定能省一半的力呢？演示3：把弹簧秤的向两边拉开一些，观察两弹簧秤的读数两弹簧秤的读数还是F/2吗？ （分别读出、的值）此时。 质疑：和还是F的分力吗？（是）这时合力并不等于分力直接相加了，为什么呢？因为象力这种既有方向，又有大小的物理量，我们叫做矢量。力的合成就是求分力的矢量和。这种矢量和遵循什么规律呢？这节课我们就来探究这种规律。 2.实验探究分力与合力之间的相互关系（1）分组讨论 制定计划分小组讨论：根据合力和分力的概念，利用给定的器材和实验纸上提示的问题一个实验方案。设计实验方案或步骤时应注意思考以下几个问题：1.在实验中，你将通过什么操作，观察什么地方，看到什么现象，才
9、能确定合力的作用效果和分力的作用效果是相等（等效）的？2.实验中使用什么工具、怎样测量合力和两个分力的大小和方向？用什么方法来记录合力和分力的大小和方向？3、根据合力和两个分力的实验记录，你将从那些方面去观察和归纳合力和两个分力的关系（学生代表阐述实验方案，教师点拨，明确实验方案。） （2）分组实验 收集数据 分组实验，组员之间分工合作，以最快的速度完成收集数据，把各个力用力的图示画出来。（学生分组实验，第组4人，其中一组板演，除了板演的外再找几组有代表性的用投影展示，指出其中的好与不足。） ( 3 ) 互动交流 寻找规律现在我们把效果相当的一个力和另两个共同作用的力都用力的图示画出来了，大家
10、观察并猜想他们之间可能存在什么关系呢？学生的可能猜想：分力与合力之间的构图关系可能是一平行四边形实验验证：（请一位同学说说自己设想的验证方法，并展示学生的作品）指出：尽管猜想带有一定想象、推测成分，具有偶然性，但它是学生依据客观事实和科学理论进行思辨的结果，是创造思维的表现，也是科学家科学研究中产生的新的想法，新的发现途径之一。 （4）交流评估，形成结论请同学们用简要的语言概述合力和分力的关系：合力F可以用以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线表示。这就是平行四边形定则，平行四边定则是一切矢量合成的普遍法则。 （5）巩固练习 归纳总结练习：已知F1=3N，F2=3N，请用力的图示法，求出F1、
11、F2 这两个共点力的夹角分别是0、30、90、120、150、180时的合力大小和方向。 （任务分工：每四个同学组成一个学习小组，每个小组完成F1、F2夹角为其中某一角度时的力的图示。）思考：合力一定大于分力吗？ 当两个分力的大小一定时，它们的合力大小的取值在什么范围内？ （要求写出合力取值范围的数学表达式）归纳：当两个分力的大小一定时，随着夹角的增大合力减小（由学生归纳并回答）3、课堂小结巩固所学知识，感悟研究方法本节学到的新知识：（学生回答，老师总结，引导学生从知识和研究方法上总结）。本节所用到的研究方法：等效代替法（学生回答）分力合力等效一对力（F1、F2）一个力（F）学生演示实验区五、
12、力的合成1.合力、分力：2.共点力：交于一点3.矢量：4.力的合成：平行四边形定则板书安排：年 月 日年 月 日力的合成实验探究实验目的探究合力与分力的定量关系1用作图法把合力大小和方向完整地表示出来2用作图法把两个分力的大小和方向完整地表示出来3找出合力与分力的定量关系小组长姓名：实验器材同组实验合作伙伴的姓名：实验方案或步骤设计实验方案或步骤时应注意思考以下几个问题：1.在实验中，你将通过什么操作，观察什么地方，看到什么现象，才能确定合力的作用效果和分力的作用效果是相等（等效）的？2.实验中使用什么工具、怎样测量合力和两个分力的大小和方向？用什么方法来记录合力和分力的大小和方向？3、根据合力和两个分力的实验记录，你将从那些方面去观察和归纳合力和两个分力的关系实验记录实验结论合力和分力的定量关系为：
