力的合成教学设计与反思

《力的合成》教学设计

设计理念

高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，他们习惯的是仅有大小没有方向如质量、体积等物理量之间的代数运算。所谓“万事开头难”，力的合成法则对高一学生来说是一个难关，而一旦过了这个坎，则是学生认识上的一次质的飞跃。因此“力的合成”这一节内容，把实验探究求合力方法的过程作为本节课的重点内容，要求学生在学习重力、弹力、摩擦力等矢量的基础上，进一步探究矢量的运算方法。

意识到学生在这一问题上的巨大困难，一种简单易行的教学方法是分散教学难点，先教给学生力的合成法则，再让学生在实验验证和反复运用中逐步深化对力的合成法则的理解。但对照新课程理念对高中物理教学的要求，这样的处理又显然不是最佳的选择。一则，以提高学生科学素养为核心的新的教学理念把学生探究活动的过程、方法以及经历探究活动过程中的体验作为课程目标之一，正是像力的合成这样对学生来说全新的知识，学生在探究活动过程中的体验才更加真实而深刻，其效果远非那种目标和路线都明摆着的形式化的探究活动可比。二则，正因为学生对矢量运算是完全陌生的，放慢教学过程，让学生在探究过程中获得切身体验，也有利于学生更深刻的理解矢量的合成法则。三则，从知识上说，学生在前面已经学过运动学，对运动学中的矢量，如位移速度等，在生活中还是有一定的感性认识的，尤其是对两段位移总位移的讨论，形象直观，对力的平行四边形法则有一定的启示；从方法和习惯上来说，随着新课程的实施和推进，学生对于科学探究尤其是实验探究已经积累了一定的体验和认识，也勇于发表自己的看法，良好的学习习惯和课堂氛围也为学生自主探究力的合成法则提供了保障。

一、学习任务分析

1.教材的地位和作用

本节使用的教材是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》（必修1第3章第4节。本节内容是在学生学习力的图示、重力、弹力、摩擦力等相关力学知识的基础上，进一步学习力的合成,为以后学习力的分解和力学一些重要定律的应用，具有承上启下的作用。本节课运用等效替代的思想来进行平行四边形定

则的教学，因而培养学生建立等效替代的概念是很重要的。

2.学习的主要任务

教材首先借助生活中常见的两种提水桶方式，运用等效替代的观点定性分析了合力与分力的关系，然后启发学生结合实验来进一步探究合力与分力的定量关系——让学生切身体会合力与分力之间的量值关系，不再是简单的代数运算，而是遵从平行四边形定则——这一普遍的矢量运算法则。

在《力的合成》这一章节内容中：

①从生活走向物理：列举生活中的大量有关等效替代的实例，加深学生对等效替代思想的理解，寻找物理知识在生活中的原始模板，理解分力、合力与力的合成相关概念。

②从物理走向实验：从力的合成入手，引发学生对分力F1、F2与合力F的关系的好奇心，探究欲，环环相扣，层层深入，引导学生自主设计实验步骤，通过师生合作进行演示实验，得出平行四边形定则。

③从物理走向生活：运用平行四边形定则解决生活中的一些实际问题。

④分析共点力，掌握力的平行四边形定则的适用范围。

三、学生情况分析

高中生正处于抽象思维向逻辑思维转换的过渡期，愿意在亲自探究过程中获取知识，喜欢有一定独立思考空间和分析问题能力的探究过程。

高一学生已经学习了力的三要素、力的图示等物理知识和有关平行四边形和三角形的几何知识，但是他们刚刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，他们习惯于标量的代数运算，即使学习了位移、速度、加速度等矢量，也没有涉及到真正的矢量运算。同时有些学生几何知识迁移能力较差，对力的平行四边形定则的应用不习惯。

新课教学

从问题出发，启发学生积极思考，引导学生自主设计实验方案学生利用已有实验器材，小组合作进行分组实验，观察实验现象，收集实验数据，进行数据的采集和整理并得到实验探究的初步结论利用改进实验器材，师生合作进一步定量探究，分析实验现象，归纳总结得出结论

教师引导学生，通过提问，启发学生实验方案的设计思路

【问题1】分力F1、F2与其合力F在作用效果上是什么关系？

学生思考并回答：分力F1、F2与其合力F的作用效果是相同的，具有等效替代的关系。

【问题2】力的三要素是什么？怎样表示力？

学生思考并回答：力的三要素是大小、方向、作用点，可以用力的图示来表示力。因此，我们只需在等效的条件下，作出分力与合力的图示，观察分力的图示与合力的图示有什么关系

【问题3】需要什么实验器材呢？

测力的大小——弹簧测力计、力的方向——量角器；力的图示——尺子，铅笔等等

上述3个问题环环相扣，层层递进，通过对这3个问题的回答，学生对本次实验的方案有了设计思路。

2、利用给出实验器材，师生合作进一步定量探究，分析实验现象，归纳总结得出结论

力传感器代替弹簧测力计，可以精确测量力的大小，力的演示器代替量角器，可以方便我们较精确的读出力与水平方向上的夹角；几何画板代替尺子和铅笔，几何画板标准作图，可以减少作图误差，最后用礼品袋作为提起重物。采用这样的一套装置，师生共同合作完成本次实验。

分析实验现象，得出实验结论，提出平行四边形定则

经过实验探究，得出：以表示两个分力的线段为邻边所作的平行四边形，表示合力的有向线段与平行四边形的对角线几乎重合。

这就是我们今天所学的力的合成的法则：两个力合成时，以表示这两个力的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。它是所有的矢量相加都必须都遵循的法则，广泛地应用于以后的物理学习中，具有重要意义。

（三）、学以致用

在复习本节知识点的基础上，教师介绍四川宜宾长江斜拉桥并提出问题，从而使物理理论知识与实际生活相联系。

教学反思

高中物理课应注意课堂知识的逻辑性，因此我对教材进行再处理，将教材上的知识点串联成一个关联的整体，以礼品袋为线索，将每一个知识点环环相扣，层层递进，让学生从生活走进物理，从物理走向生活，通过提问和利用多媒体演示分析，对实验过程如何体现等效、如何记录分力F1、F2与合力F的作用点、大小、方向的关键步骤进行指导，结构完整而有序，充分发挥了教师的指导作用，培养学生的实验设计能力。

在课程准备时我遇到两个难题。

第一个问题就是，以学生为主的实验教学应是学生设计、学生操作，探索思考设计实验方案过程中应给学生充足时间让学生自主设计实验方案，选择实验器材。但考虑到对教学时间和整体的设计的把握。我决定采循序渐进的诱导方法，通过询问分力与合力在作用效果上的关系以及如何表示力，引导学生设计实验方案，再师生共同合作，让学生参与其中完成实验，这样既满足了学生自主设计实验方案的要求又有效地利用了课堂时间。

第二个问题就是，物理实验是通过反复实验，多次测量来减小实验误差最终发现规律的方法，一次实验得出的结论并不能说明问题，但考虑到要在较短时间内完成一个内容丰富的完整课堂，就没有充足时间让学生进行第二次实验探究。正视这个问题，我提出让同学课下自己操作，多次实验，对今天的结果进行验证，让大家自己体会本次实验操作的可重复性。这样就解决了时间与物理探究思想的冲突。