3.4力的合成和分解 （教学设计）—-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

力的合成和分解
一、教学目标
1.物理观念
（1）能从力的作用效果等效性来理解合力与分力的概念。
（2）通过实验探究得出力的平行四边形定则。
（3）会用作图法求共点力的合力。
（4）知道合力大小与分力大小、夹角的关系。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：通过实例理解合力、分力、力的合成概念。
教学难点：通过实验探究“互成角度的两个力的合成”所遵循的平行“四边形定则”.
三、教学分析
本节课主要介绍的力的运算法则，是对上一章重力、弹力、摩擦力的深化与巩固，也是为后续力的平衡、牛顿定律的学习做准备，从本册教材来看，力的合成是承上启下的作用；同时力学部分是电磁学、能量、动量的基础，所以从整个高中物理课程来看，力的合成是高中物理的基础。教材编排：首先通过实际情境引入共点力的概念，之后观察实际情境理解分力与合力的概念，提出问题互成角度的二力合成遵循怎样的规律，设计实验探究互成角度二力合成规律，从中体会等效思想，并且发现规律得出结论。
四、教学过程
(一)新课的引入
多媒体展示：小狗救落水者。实际生活中物体往往会受到多个力的作用。
思考：如何准确描述一个力？力有哪些作用效果？生活中常见的几种现象：提水、拉车。引导学生理解合力与分力等效代替的关系，得出合力和分力的概念。
复习提问初中学过的同一直线上求两个力的合力的问题：
（两种情形，分力同向和反向时）并引导学生用“等效替代”的思想去理解这两种情形，然后再抛出“两个互成角度的分力与其合力有什么样的关系呢？”“合力是否等于两分力大小之和或之差呢？”也可以让学猜测“合力的大小在什么范围内？”。
引导学生设计实验用“等效替代”的思想靠测量的方法先去找到两分力与合力，并将它们表示出来，然后再探究它们之间的关系。
实验探究问题的提出：两个互成角度的共点力与其合力有什么样的关系？
（二）设计实验时应注意的问题：
1.选择谁为研究对象？
2.怎样保证效果相同？
3.怎样记录和描述合力和两个分力的大小和方向？
分组实验多个学生为一小组进行分组实验。教师在旁巡查，适时加以指导，实验时要分布引导学生注意以上三个问题。引导学生按书中的建议把合力的箭头和两分力的箭头连接起来，再看看这些图形有什么共同点和不同点。
引导学生利用现有的实验结果大胆地提出科学合理的猜想──满足平行四边形定则，再让学生变化角度实验，验证猜测。对实验结果进行分析与评估并归纳得出结论学生通过实验探究确定了两个分力与合力，并且用力的图示将它们表示出来后，到讲台上展示交流实验中得到的图形，并思考归纳、总结本实验探究的结论。
学生探究到的合力与分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，也可能是一些其他图形。
总结说明：多数组得到了平行四边形这很好，对于没有得到平行四边形的，也要尊重实验，实事求是。总结说明：因为我们只做了有限的几组实验,就得出结论。这当然不可取！科学探究往往要通过不同情况下的对大量实验数据的分
析论证才能得出具有普遍意义的科学规律，有时还需要通过理论证明才能加以推广。
而我们这节课只做了有限的实验，其实两分力和合力的关系满足平行四边形定则，早就被科学家证实了，大多数同学得到这个结论，而少数同学未能得到，那是因为实验中出现了问题，可能是实验误差（读数误差、作图误差、系统误差），甚至是操作上的错误。请学生下课后分析造成的原因。
平行四边形定则
不在一条直线（互成角度）的两个力合成时，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。
当堂检测
1．（多选）两共点力的大小分别为F1、F2，它们合力的大小为F，下列说法中正确的有（ ）
A．F可能比F1、F2都小
B．F可能比F1、F2都大
C．F1、F2不可能都小于F
D．F1、F2不可能都大于F
(三)课堂小结
回顾这节课我们学到了什么
挖掘知识之间的联系,建立网络,使知识系统化.
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