探究合力和分力的关系-教学设计

探究合力和分力的关系

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。力的合成和分解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。力的合成和分解是本章教学的重点。

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，直观感受“合力与分力”、“共点力”、“合成与分解”等概念。

从“双绳提砝码”演示实验，创设问题情境。在学生亲身体验的基础上，教师从如何记录力的作用位置、大小、方向等，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、归纳验证平行四边形定则。

完成对“泗水拔鼎”“双绳提砝码”等实际问题的解释。通过实践研究“吊床问题”，进一步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。

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，在回忆巩固合力与分力，力的合成与分解等概念的过程中，感受等效替代这一物理方法。

（2）通过“双绳提砝码”演示实验，创设问题情境。通过画出的合力分力力的图示，猜想互成角度二力合成的几何规律，再实验探索研究，最终归纳验证力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）通过实践研究“吊床问题”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”活动和实践研究“吊床问题”，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24套):。

画图板、橡皮筋、弹簧秤(2个)、三角尺、白纸、绳套、铅笔等。

2、演示实验器材

（1）30kg的杠铃片（或者其他重物）和两根长绳。

（2）两只演示用弹簧秤，200克砝码（或钩码），细”纸”绳，棉绳，轻质细弹簧，铷磁铁等。

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，回忆巩固共点力的概念，引出等效概念和力的合成分解问题。从“双绳提砝码”演示实验，创设问题情境，通过画出的合力分力力的图示，猜想互成角度二力合成的几何规律。再实验探索，最终归纳验证力的平行四边形定则。通过实践研究“吊床问题”，进一步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”“双绳提砝码”等实际问题的解释。

本设计要突出的重点和要突破难点是：探究验证并理解力的平行四边形定则。

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。

完成本设计的内容需1课时。

六、教学流程

1、教学流程图

活动Ⅰ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，回忆巩固“共点力”、“合力和分力”、“力的合成与分解”的概念。

问题Ⅰ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Ⅰ“双绳提砝码”演示实验

通过“双绳提砝码”演示实验，在学生亲身体验的基础上，创设问题情境。

活动Ⅱ学生实验

在猜想的基础上，教师从如何记录力的作用位置、大小、方向等，为学生进一步的探究搭建一个台阶，通过学生实验进一步探究，加以验证，归纳得出平行四边形定则。

活动Ⅲ分析、解释

完成对本节课“泗水拔鼎”“双绳提砝码”等实际问题的解释。

活动Ⅳ实践研究“吊床问题”

通过实践研究“吊床问题”的过程，加深对平行四边形定则的认识，感受物理实验在解决具体问题中的作用。

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，回忆巩固“合力和分力”、“合成与分解”、“共点力”概念。

第二环节，实验探究，寻求规律。从“双绳提砝码”演示实验，创设问题情境。在学生亲身体验的基础上，教师从如何记录力的作用位置、大小、方向等，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、归纳验证平行四边形定则。

第三环节，自主活动，运用规律。完成对“泗水拔鼎”“双绳提砝码”等实际问题的解释。通过实践研究“吊床问题”，进一步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。

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?

(力图示见图三)。

图一