力的合成教学案例

教学案例 案例名称 力的合成 所属课程 必修一第三章 所属专业 高中物理 授课课时 1 设计人 杨冲 工作单位 河北定州中学 联系电话 内容：高中物理人教版必修一第三章第四节一、教材分析u 教材的地位和作用它是解决力学问题的一个重要方法 ，是学习牛顿运动定律的基础之一 ，是中学阶段其他矢量运算的基础，为以后理解运动的合成、场的叠加等奠定基础 。“力的合成”前接三种常见的力，后启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。u 编者意图力的合成安排在重力，弹力，摩擦力之后，无论教材怎样改革，都没改变这一点，这就是编者要从学习兴趣和时间安排上，强调力的合成的工具和基础地位，本节教材中出现了高中物理第一个“实验”板块，显示了编者要搬开高中物理的这一个拦路虎的决心和对其重要性的认识。u 知识解读本节实验器材比较简单，适合学生科学探究。通过探究，得到力的合成遵循的规律，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。重点：探究力的合成的平行四边形定则。难点：在等效的基础上理解平行四边形定则。二、教学目标1、知识与技能（1）理解力的合成、合力与分力的概念。（2）理解力的平行四边形定则。（3）会用作图法求解两个共点力的合力，并能判断其合力随夹角的变化情况。2、过程与方法（1）在学习合力、分力、力的合成等知识的过程中，学习“等效替代”的方法。（2）在“探究求合力的方法”的实验过程中，初步学会“科学猜想、设计实验、分析验证、归纳总结”的科学探究方法，提高动手操作能力和观察分析能力。3、情感态度与价值观（1）在“探究求合力的方法”的实验过程中，体会合作、交流、互助的意义，体验成功的喜悦。（2）在应用力的合成的知识解释生活中实例的过程中，体会物理与生活的密切关系。三、学情分析课堂学生为高一重点班，学生基础普遍比较好，但矢量运算是高中学生新接触的概念，如何让学生在以前学习基础之上接受本节课内容是一个难点。在很节课之前学生已经学习了位移以及力的概念，初步接触了矢量的概念，但对矢量方向性的理解还仅停留在表面上。本节课应着重让学生通过实验探究来体验矢量运算并非简单相加减，而是遵循平行四边形定则。 “等效替代”是高中物理学习中常用的方法之一，但很多学生对此却不甚熟悉，教师可以通过学生的实实践体验和对多个实例的分析说明，加深学生对等效替代的认识。 四、教法学法矢量合成是重点也是难点，要让学生心悦诚服地接受平行四边形定则，就要让学生亲自实验探索，这是实践出真知的要求，也是突破重点和难点的关键。教法：以实验探究为主，讲授法为辅学法：主动探究，互相协作，分析讨论五、课时安排：1课时六、教学过程（一）新课导入生活中常见到这样的事例：一桶水可以由两个人提，也可以由一个人提。实验：请两位同学到讲台前共同提起重约200N一水桶；然后让一位同学自己提起这一桶水。思考：两次提水的过程，作用效果是否相同？学生施加的力是否相同？学生通过实践体验 ，感悟等效思想。 思考： 生活中还有哪些事例是说明一个力与几个力的作用效果相同？请举例。学生列举实例：用两条绳和一条绳吊着白炽灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋等。 通过列举多个生活实例，进一步体会效果相同的涵义。增加学生的感性认识，培养学生观察生活的能力，同时激发学生对生活的热爱。 （二）新课教学这些实例说明一个力作用的效果与两个(或多个）力共同用力作用而产生的效果相同。物理学中我们叫它等效，也可以叫等效替代1、合力与分力如果一个力产生的作用效果跟几个力产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫分力。2、力的合成求几个力的合力的过程叫做力的合成思考：合成即求和？请学生利用两个弹簧秤、钩码、细绳，模拟提水过程，看两个力的代数和与一个力是否相等。1.用两只弹簧秤通过两个细绳差不多竖直的提起一个钩码，读数；让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角，读数。2.用一个弹簧秤提起钩码，读数。结论：矢量既有大小又有方向，当它们的方向互 成某一角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。 即 FF1+F2 根据模拟实验的结果,猜想分力与合力可能存在什么关系 ？学生可能猜想：F F1+ F2 (实验 中两弹簧秤夹角大于120 ） ；F F1+ F2 （实验 中两弹簧秤夹角小于120 ）；FF1+ F2 （实验 中两弹簧秤夹角有大于120 也有小于120 的，做了多次；最直观经验 ）。究竟哪种猜想是正确的？学生通过模拟提水的实验，养成有根据的进行科学猜想与假设的习惯。并通过猜想引出下面的探究实验。 设计实验：探究求合力的方法即探究力的合成遵循的规律思考在这个实验中合力与分力等效的标志是什么？合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示之间的关系怎样？实验应记录些什么？首先独立设计，然后小组交换意见，形成小组的设计方案。 学生自告奋勇代表本组同学到讲台展示方案；下面的学生观察，找出操作同学的不妥之处。补充与完善各组的方案进行实验分组实验，每组测量3组数据，处理完后得出自己验证的结论，即原来的猜想是否正确。然后各组选出代表，把实验结果汇总报告。学生猜测组成的图形为平行四边形，怎么证明这个结论呢？提示：借助尺子和量角器，利用初中几何知识验证自己猜想。通过验证探究的结果是否正确，培养学生科学的思维方法和严谨的科学态度。 结论： 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。例题：力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上。求这两个力合力的大小和方向。作图法，引导学生规范作图，培养学生科学严谨的作图习惯 。这两个力的合力F 的大小和方向能否用其它的方法求？如何求？计算法，方法拓展，开阔同学解题思路。思考：1.合力与分力的夹角的关系两个力F1、F2的合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角变化而如何变化？什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？合力F是否总大于原来两个力F1、F2？结论：合力与分力的夹角的关系合力随着的增大而减小。当= 0时，F有最大值F max = 当= 180时，F有最小值 F min =合力既可以大于，也可以小于或等于原来的任意一个分力。F思考：2.多力合成前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理？由两个力合成扩展到多个力合成，强化了合成的“等效性”思想，前后呼应，有利于学生对等效思维方法的真正领悟。这两个问题可加深学生对力的合成规律的认识。 多个力的合成将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。问：力的合成的平行四边形定则是不是在任何情况下都能用？有没有适用的条件？阅读书本第63页“共点力”在阅读的时候注意这样几个问题:什么样的力是共点力？你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？ 教材共点力的内容，文字说明详细，定义明确，且有图片分析，适合学生自学，这样设计有利与培养学生自学分析能力。 七、学习效果检测 关于合力与分力关系的理解1.两个共点力F1、F2的合力为F，下列说法中正确的是A.合力F一定大于任一个分力 B.合力的大小既可等于F1，也可等于F2C.合力F有可能小于任一个分力 D.合力F的大小随F1、F2间的夹角增大而减小关于合力的大小范围2.两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别为 _N和_ N 。合力与分力间夹角的关系3如图所示，两个共点力F1、F2的大小一定，夹角是变化的，合力为F.在从0逐渐增大到180的过程中，合力F的大小变化情况是A.从最小逐渐增大到最大 B.从最大逐渐减小到最零C.从最大逐渐减小到最小 D.先增大后减小综合应用4如图所示，质量为m的长方形木块静止在倾角为的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是 A.沿斜面向下 B.垂直于斜面向上 C.沿斜面向上 D.竖直向上八、学生自评回顾这节课学到了哪些新知识？获得了哪些处理问题的方法？有哪些成功的体验和失败的教训？ 小结：先进行学习效果测验，为学生自我评价本节学习情况提供依据，再让学生自己总结课堂内容，畅谈收获与体会，培养学生概括总结能力，从而构建学生自己的知识框架 。 九、 教学反思通过身边的小物品来创设物理情境，激发学生的兴趣从而引入新课，新课的导入处理得比较好；在新课教学中能根据学生的实际处理好初高中物理知识的衔接关系、做好知识铺垫，尽管课时紧张，还是能安排随堂实验进行适当的探究（或验证），并介绍了一种研究物理的方法等效替代法，让学生顺利地接受了合力的概念，得出平形四边形定则。由于课前对这节课有了较多的思考并且形成了一些自己的认识，因此在整堂课教学目标的把控上比较到位，实现了最初对于教学目标的制定。 稍有遗憾的是：整堂课学生得表现都很好，因为内容比较多所以忽略了学生的感受，应该更多的给与肯定和鼓励，让学生在更加和谐愉悦的氛围下完成对知识的学习。