力的合成公开课的教学实录及反思

“力的合成”教学案例设计

一、教学内容分析

本节课是人教版《普通高中课程标准实验教科书物理必修1》第3章第4节内容的第一课时。“力的合成”是在学生学习了相关力学知识的基础上探究多个力的合成问题，是前面几节内容的深化，又是解决力学问题的基础和工具。而它所涉及的等效替代思想，和矢量运算法则也贯穿于后续学习之中。因此这节内容在整个高中的物理学习中，具有十分重要的地位。

二、学生学习情况分析

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以借鉴，以前有的只是对如质量、时间等标量的代数运算。所以对他们来说，研究力的合成定则是一个难题，教学过程中注重老师的“引导”、学生的“探究”，体现老师是主导、学生是主体的原则，淡化“教”，加强小组间的学习、交流、讨论，让学生积极参与课堂活动，猜想、设计方案、探求规律，使学生始终处于积极探求知识的过程中。另一方面充分利用多媒体等现代化的教学手段，提高整个课堂教学的效果，达到难忘课堂的目的。

三、设计思想

1．教法

①诱导思维法；②实验教学法；③分组讨论法等

2．学法

①对比观察法；②实验归纳法；③科学推理法等

四、教学目标

（1）掌握合力与分力的概念以及合力、分力的等效性原理和共点力概念

（2）能够通过自主实验探究归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。

（3）培养学生提出问题，猜想假设，设计方案、自主探究和交流总结的一般科学探究的能力。

（4）体会科学规律探究的艰辛与喜悦以及培养学生科学探究的严谨和踏实作风

五、教学重点和难点

1．渗透“等效替代”的物理思想

2．学生自主实验探究、总结“平行四边形定则”

六、教学过程设计

1．创设情境，问题驱动

课堂教学应能激发起学生的智慧活动，引发学生专注于知识的探求与问题的求索。教师在课堂中，应致力于根据学生的认识特点和智慧特征，创设问题情景，将静态的知识转化为一系列动态的问题探究，让学生在对问题的探究中得到发展。

教学事件1：引入

师：大家都听说过三个和尚没水喝的故事，说的是三个和尚都不肯出力，所以没水喝。这幅漫画中三个和尚都出力了，是不是就一定有水喝？请三个同学上来试一下。

师：大家可以看到，虽然三个男生拼尽全力，水桶却寸步难行。为什么会这样，这就涉及到我们今天所要探讨的内容。

设计说明：通过大家熟悉的“故”事“新”说，利用漫画和小游戏造成学生认知上的冲突，成功设疑，激发学生的学习兴趣。

教学事件2：合力与分力的概念

展示生活中的两个力提一个水桶和一个力提水桶的图片，请学生用自己的语言进行描

述。

通过师生对话的方式得到：一个力的作用效果与几个力共同作用效果相同，引入物理学重要思想方法——“等效替代”，从而引出合力与分力的概念。已知分力求合力的过程叫力的合成。

设计说明：通过生动的图片和实例展示，让学生得以从生活经验和已有知识自然过渡，从而引出合力，分力、力的合成的相关概念，使得教学过程自然、有趣，有利于学生对新知识的理解和引用。

2．自主探究，加强实验

物理学是一门以实验为依据进行科学探究的基础科学，以实验为主要探究手段的探究式教学包括六个基本要素：提出问题→猜想与假设→制定实验计划→实验操作→得出结论并论证→交流与评价。

教学事件3：探究不同情况下合力的大小分力的大小关系

师：在这里，合力的大小与两个分力的大小之间是什么关系？同学们猜猜看？

生：F=F1+F2?

师：他的猜想是否正确，现在就请同学们利用桌面上的俩把弹簧秤和一个重锤来验证一下，注意记录必要的实验数据。

（师巡视，提示竖直拉）

学生汇报实验结果，验证猜想正确。

师：刚才我们竖着拉，现在我们斜着拉，在这种情况下，F=F1+F2吗？同学们做做看，注意记录必要的实验数据。

学生汇报实验数据，得到F1+F2＞F

师引导学生得出：合力的大小不仅仅与分力的大小有关，还与分力的方向有关。

设计说明：充分利用“教学事件2”生活中的实例展开实验探究。虽然只是两个小小的探究实验，却囊括了探究式教学的六个基本要素，让学生亲身体验科学研究的方法和过程，在潜移默化中发展科学探究能力，培养良好的思维品质。同时利用亲历事实打破学生固有的合力的大小一定是分力大小代数和的思维定势，让学生自发自觉的意识到合力的大小和方向不仅与分力的大小有关，还与分力的方向有关，激发起他们探究的欲望，让下面的探究实验成为顺理成章的事。

教学事件4：探究平行四边形定则

教师提供学生：橡皮筋、测力计、直尺、白纸等器材，学生进行分组实验，自行探究不在同一直线上的两个共点力的合力和分力之间有什么关系。

环节1：各小组设计实验方案

设计说明：在这个环节中一开始故意不给出引领问题，目的是培养学生自主探究的意识，而后再给出问题，让学生反思自己的实样设计思路和方案，学生的体会可能更为深刻。

环节2：结合ppt上的问题，汇报实验方案

要求学生结合问题，重新审视方案，整理思路，汇报方案。学生面对方案的可操作性的互助讨论和质疑，教师进行点评，师生互动，生生互动，共同完善方案。在探究过程中，对于部分学生新出现的问题，教师及时通过多媒体展示给学生共同分析讨论，让学生通过深入讨论、评价，切实提高在探究过程中解决问题的能力。讨论的核心问题有：（1）如何保证合力分力等效

（2）如何记录分力的方向和大小

（3）如何记录合力的方向和大小

环节3：教师展示学生的实验成果（3个力的图示）

师提问：同学们基本上都已经画出了3个力的图示。现在分力与合力之间的关系就转化

为这几条有向线段之间的关系。这几条线段之间有什么几何特征？画画看，连连看。

环节4：验证猜想

由学生做出以分力为邻边的平行四边形的对角线，看与合力是否符合。由学生汇报，并对不同的验证方式进行点评。

环节5：学生自主总结归纳平行四边形定则，教师用尺规范作图。

补充、升华：（1）平行四边形定则适用于共点力的合成（趁机介绍共点力）

（2）平行四边形定则不仅适用于力的合成，它适用于一切矢量的运算设计说明：让学生通过操作强化合力与分力的概念，并在此基础上发现、提出新的问题，进行猜想和假设，设计实验，让学生体会科学探究过程。学生对于怎样记录力会有不同的观点，这是很正常的，这里的处理方法是让学生带着这些疑问去实际操作，比较评价，在实践中找到最科学的方法。实验的过程中，倡导他们勇于发表自己的看法，大胆猜想，实验验证，从而锻炼学生的能力。

3.互动合作，重视建模

模型作为物理学的研究对象，它不仅具有高度的抽象性，还具有广泛的代表性。学生所学的每一条物理原理、定理、定律都与一定的物理模型相联系；解决物理问题的过程就是选用物理模型、使用模型方法的过程。可见能透过现象识别和发现模型、建立正确或合理的模型，是解决物理问题的关键所在。

教学事件5：反馈应用

1．已知两个力大小分别为3N和4N，用图示法求这两个力夹角为60°、90°、120°、150°时，合力的大小。

投影展示学生结果

师提问：⑴观察数据，发现什么规律？

⑵能否得出合力的取值范围？

⑶合力一定比分力大么？

设计说明：通过三组力的合成问题的作图和分析,再次强化力的合成所遵循的平行四边形法则，并从中找出合力和分力的关系,得到合力的取值范围.。

2．要求学生应用所学知识解释“三个和尚没水喝”的原因，并启发得到求三个力的方法

师：回到上课开头的小游戏，如果三个男生施加的力的大小是相同的，相邻的两个力之间的夹角为120°，你能否应用今天所学的知识，解释一下水桶寸步难行的原因？

生充分讨论，建模，得出结论。

设计说明：首尾呼应，既达到运用知识解决生活问题的目的，加深了学生对新知识的理解，更重要的是锻炼了学生在研究实际问题时，要排除次要因素的干扰、抽象出反映事物本质的特征、对问题进行简化和理想化处理，从而建立合理的物理模型的能力。

七、教学反思

这是一堂规律教学课，物理规律的教学过程，一般来说应当经历一个在教师的引导下，学生在与物理世界的相互作用中发现问题、探索规律、讨论规律和运用规律的过程。本节课也正是遵循了这样的教学过程。

1．创设便于发现问题、探索规律的物理环境

本堂课教师在教学过程的各个环节不断地为学生创设问题情境，设置悬念，适时点拨。课堂上让学生通过实验去描述物理现象并归纳出物理规律。例如在引入新课时的“三个小和尚没水喝”的小游戏，以及提前拍好两人互成角度拎水桶和一人单独拎水桶的图片让学生感受合力与分力的关系，生动形象。由此提出问题，激发他们探求新知识的兴趣。