《力的合成》教学设计完美版

《力的合成》教学设计

北京十中孔祥英

指导教师：北京教育学院丰台分院吴勤智

一、教学背景分析：

【教材分析】

本节课是必修一第二章第五节内容，是在学生学习了几种具体力之后，根据等效思想，利用实验，探究合力与分力关系的一节规律课。“平行四边形定则”是矢量运算的普遍法则，学习它不但是研究力的合成与分解的需要，也是为以后学习速度的变化、动量的变化等矢量运算做准备，但矢量的运算法则对初学者来说是很难跨越的一个台阶，因此教材将验证实验变成了探究实验，让学生亲身经历规律得出的过程，做到了知其然又知其所以然。

【学情分析】学生通过以前的学习已经初步了解了等效替代思想，也基本掌握了用图示法表示力的大小和方向，对一条直线上的力的合成也有了初步的认识，但对矢量的理解还很肤浅。因此老师要引导得当，注重分析贴近学生生活的实际问题，将整个实验分解成若干个环节，使得每一步学生都能够得着。力的合成规律的探究过程依据的是“等效替代”思想，学生只有领悟了这一思想，才有可能以它为指导思想真正理解“平行四边形定则”，才有可能灵活应用

二、教学设计思想：

《普通高中物理课程标准（实验）》提出：“物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实践，勤于思考……培养其科学探究能力。”本设计正是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。本设计首先利用曹冲称象的视频加深学生对等效替代思想的理解，再引导学生通过生活中的实例，得出合力概念；接着利用小实验让学生体验力的合成不仅要考虑分力的大小还要考虑方向，从而激起学生探究的欲望；最后为学生提供实验器材，让学生分组探究，定量的得出相应的结论。通过本节教学，不仅要让学生学到基本的物理知识与技能，还要让学生体验科学探究过程，培养学生进行实验探究的能力和勇于探索的精神。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、初步掌握等效替代的方法

2、理解合力与分力的概念，知道什么是力的合成。

3、初步理解力的“平行四边形定则”

3、能区分矢量与标量

（二）过程与方法

1、采用“等效替代”思想来理解合力与分力的概念，并在这一思想的指导下，通过实验探究来体验“力的平行四边形定则”的发现过程。

2、采用实验探究的学习方式，通过独立思考与分组讨论等过程，培养学生设计实验、动手操作及观察实验现象的能力，以及分析、综合、归纳的能力。

3、通过课堂实验的设计及操作过程，培养学生利用现有器材设计实验的能力

（三）情感、态度与价值观

1、通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的积极性、主动性和创造性。

2、通过力的合成的研究与规律的发现，培养学生严谨的科学态度，逐步养成用科学方法与科学知识理解和解决实际问题的习惯，提高科学素养。

3、通过分组实验，培养学生合作、交流的能力与团结协作的精神。

4、通过曹冲称象的故事让学生理解面对困难要有战胜它的勇气和智慧

四、教学重难点

渗透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四边形定则的发现与深刻的理解。

五、教学难点

①实验的设计；②平行四边形关系的发现；③从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨越；④对合力与分力间的“等效替代”关系的真正理解与灵活运用。

六、教学手段与方法

1、多媒体辅助教学

2、教师演示实验与学生分组实验结合。

七、教学过程

（一）提出等效替代的方法

课前播放曹冲称象视频，上课之后提问：为什么石头的质量等于大象的质量

老师总结：通过上面的分析我们知道了等效替代法的关键是作用效果相同，使用等效替代法的好处是可以是复杂问题简单化，或者把看似无法解决的问题变得轻而易举。

所以，曹冲当时才7岁，没上过高中吧，更没学过物理吧，就能用等效替代的方法解决大人都解决不了的难题。今天我们就要用曹冲的方法解决物理的难题，可是我们上了九年学，学了两年多物力，是不是应该更棒呀！我们今天研究的课题是第五节力的合成（二）引出概念

引入情境：（幻灯片）两位同学一起提着一个水桶的情景

提出问题：他们对水桶施加了几个力？……能用一个力来等效替代它吗？……怎样替

代？

学生回答：让一位大同学去提。

追问：刚才这一个力真的“等效替代”了原来两个力的作用了吗？有什么依据？

生活中这样的例子还有很多，幻灯片继续展示照片：两手吊单杠和一手吊单杠，两个力拉橡皮筋，提问：能否用一个力去代替，如何代替

引出概念：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（resultant force），而那几个力就叫做这个力的分力（components of force）。

求几个已知力的合力叫做力的合成

我们只研究共点力的合力，什么是共点力呢？看书57页，学生读一遍。

（三）对力的合成法则的探究

初高中衔接：初中时我们学过一条直线上的二力合成，大家回忆一下

如果两个分力不在一条直线上呢

（1）提出问题

设置陷阱：（幻灯片）如果两个同学施加在水桶上的力都是100N，那么一个同学需要施加多大的力才能等效替代？

一般回答：400N；

可能回答：小于400N（一般是已预习过的学生或是参加竞赛的学生）

质疑：也就是说你们认为合力的大小等于分力大小之和是吗？你怎么知道？有科学依据吗？……凭直觉得出结论，那是学物理吗？

学生回答：做实验

老师演示：把钩码当作水桶，两个弹簧秤当作手臂，先用两个弹簧秤一起提，读出示数，再用一个弹簧秤去提，记下示数，看是不是合力大小等于分力大小之和

下面你们自己利用你桌上现有的仪器研究一下，当两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角时合力和分力的关系……