教学设计
学科
物理
年级
高一
课题
第三章第四节 力的合成
实验器材
水桶、方木板一块、白纸、弹簧测力计两个、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉、铅笔、电脑、投影仪、实物展台。
教学特点和
目标
一、教学目标：
（1）、知识与技能：
1、从等效的角度理解力的合成、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、观察分析能力和归纳总结能力。
（3）、情感态度与价值观：
1、培养学生交流的能力、团结合作精神，激发学生的学习兴趣。
2、体会在科学探究中即要大胆猜想，又要严谨求证。
二、教学重难点：
重点：探究力的合成所遵循的平行四边形定则。
难点：在等效的基础上理解平行四边形定则。
三、教法学法：
教法：引导启发，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，归纳总结。
四、教学用具：
水桶、方木板一块、白纸、弹簧测力计两个、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉、铅笔
教
学
设
计
五、教学过程：
（一）新课导入：
1、由演示学生提水的实验，体会一个力的作用效果与两个或多个力的作用效果相同，激发学生学习兴趣，引导学生体会等效替换的观点。
2、引导学生思考：生活中还有哪些例子可以说明同样的问题 ？
启发引导学生指出这些例子的共性，得出合力与分力的概念。
（二）新课教学
1、同一直线上二力的合成（回顾初中所学）：
学生思考并回答结论：
1）同向相加，大小F =F1+F2，方向与两力方向相同。
2）反向相减，大小F =|F1-F2|，方向与较大力的方向相同。
2、教师提出问题：不在同一直线上的两个力的合力是直接求和吗？
学生上台演示实验：
1）让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角，记录各自读数
2）用一个弹簧秤提起钩码，记录读数。
引导学生思考并得出结论：当两个力方向互成角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。 即 F≠F1+F2 。
3、实验：探究求合力的方法，即探究力的合成遵循的规律。
1）教师告诉学生有关器材以及实验目的。
2）学生独立设计求合力的实验探究方案，然后小组交流，形成小组的设计方案。 学生展示方案，教师引导学生补充与完善方案。
3）设计方案时，引导学生应注意解决以下问题：
①怎样使合力F的单独作用效果与两分力F1、F2共同作用的效果相同？
②如何确定F1、F2及F的大小和方向？
③怎样直观简洁的同时描述力的大小和方向？
④实验应记录些什么？
4）分组进行实验：教师巡视指导。
在实验结果的处理时，结合力的图示，引导学生一起讨论如何找到合力与分力间的关系。“建议用虚线的箭头端分别与两个合力的箭头端相连接”等话语突破学生的思维障碍。
学生提出猜想并验证是否为平行四边形。
小组内另外测量两组数据，验证探究的结果是否正确。
5）教师和学生一起归纳总结，得出求合力的方法：平行四边形定则。
提问：请同学们用准确而又简洁的语言表述平行四边形定则。
4、例题：力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上。用力的图示法求这两个力合力的大小和方向。
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？
学生思考回答：可以用直角三角形的边角关系求解。然后计算得出。
多种方法的运用，有利于开阔同学解题思路。
5、思考讨论：在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，
①合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角变化而如何变化？
②什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？
教师演示自制教具，学生得出结论。
教师再通过几何画板课件演示，加强结论理解。
结论：合力与分力的夹角的关系：
①合力随着θ的增大而减小。
②当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2
当θ= 180°时，F有最小值Fmin=F1-F2
③合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.
范围：| F1-F2 | ≤ F ≤ F1+F2
6、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 “共点力”，在阅读的时候注意这样几个问题:
①什么样的力是共点力？下图哪些力是为共点力？
②你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？
③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？
教师归纳总结。力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。
六、课堂小结：
（一）、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F2
C.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
☆关于实验方法步骤的理解：
2. 在验证力的平行四边形定则实验中，下列操作错误的是（ ）
A、同一次实验中，O点位置允许变动。
B、实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度。
C、实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条的一端拉到O点。
D、实验中两弹簧秤的示数必须相同。
（二）、学生自评总结：
1、一种方法: 等效替代：分力 合力
2、一次经历：科学探究的过程：
3、一个定则:平行四边形定则
4、一种精神：团结协作
七、布置作业：教材第64页“问题与练习”第2、3题
探究作业：过去学过的知识有哪些用到了等效替代的思想。
八、板书设计：
第四节 力的合成
(一)力的合成
1 .等效替代法
2 .分力 合力：
3 .力的合成：
（二）共点力的平行四边形定则
1.实验探究求合力
2.力的合成法则----平行四边形定则
3.合力和两个分力间夹角的关系
4.共点力
九、课后反思：力的合成的平行四边形定则是初学者很难跨越的一个台阶，教学中，教师是一个引导者，结合学生原有的认知水平来分析问题，使学生在学习过程中感觉自然，水到渠成。同时在教学中应充分发挥学生积极性和主动性，培养学生各方面的能力。
力的合成 测评练习
一、力的合成
活动与探究1
如图所示，一个成年人提起一桶水，使水桶保持静止，用力为F；两个孩子共同提起同样的一桶水并使之保持静止，用力分别为F1和F2，那么该成年人用的力与两个孩子的力作用效果是否相同？二者能否等效替代？F与F1、F2是什么关系？2·1·c·n·j·y
活动与探究2 探究力的合成的规律。
根据提供的器材设计实验方案， 应注意解决以下问题：
①怎样使合力F的单独效果与两分力F1、F2共同作用的效果相同？
②如何确定F1、F2及F的大小和方向？
③怎样直观简洁的同时描述力的大小和方向？
结论：两个力合成时，以 为邻边作 ，
就代表合力的大小和方向。这个法则叫做 。
迁移与应用
1、力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上。请分别用作图法和计算法求这两个力合力的大小和方向。21·世纪*教育网
二、合力与分力的大小关系
活动与探究3
1．某同学在单杠上做引体向上，双臂平行或双臂张开（如图所示），都可把自己向上升起，请自己分别实践一下，根据体验说明哪一种手臂用力更大一些。21cnjy.com
2．实验探究：在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，
①合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角变化而如何变化？
②什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？
结论：合力与分力的夹角的关系：
①合力随着θ的增大而 。
②当θ=0°时，F有最大值Fmax=
当θ= 180°时，F有最小值Fmin=
③合力F既可以大于，也可以 原来的任意一个分力.
范围： ≤ F ≤
迁移与应用
2、关于两个力的合力，下列说法正确的是（ ）
A．两个力的合力一定大于每个分力
B．两个力的合力可能小于较小的那个分力
C．两个力的合力一定小于或等于两个分力
D．当两个力大小相等时，它们的合力可能等于分力大小
3、两个共点力的大小分别为8 N、3 N，它们之间的夹角可任意变化，则其合力的大小可能是
A.3 N B.8 N C.10 N D.15 N
当堂检测
1、实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（ ）。
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
2．如图所示，两个共点力F1、F2的大小一定，夹角θ是变化的，合力为F。在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况为（ ）21教育网
A．从最小逐渐增加到最大
B．从最大逐渐减小到零
C．从最大逐渐减小到最小
D．先增大后减小
3．一个质量为20 kg的物体在水平地面上向东滑动，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，运动的物体同时又受到20 N向西的水平拉力作用.若g取10 m/s2，则物体受到的合力为（ ）
A.大小为60 N，方向向西 B.大小为60 N，方向向东
C.大小为20 N，方向向西 D.大小为20 N，方向向东
4.两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间夹角为90°时合力大小为20N，则当它们间夹角为120°时，合力的大小为（ ）21世纪教育网版权所有
A．40N B．10N C．20N D．10N
5.在“互成角度的两个力的合成”实验中，某同学的实验结果如图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。图中 是力F1与F2的合力的理论值；________是力F1和F2的合力的实验值。21·cn·jy·com
6．如图所示，六个力的合力为________ N。若去掉1 N的那个分力，则其余五个力的合力为________ N，合力的方向是__________________________。【来源：21·世纪·教育·网】
课后巩固提升：
1、有两个大小不变的共点力，它们的合力的大小F合随两力夹角α变化
的情况如图所示，则两力的大小分别为_______和 .
2、如图所示，悬线AO与天花板夹角为600，线AO的拉力F1=24N，线BO与墙壁垂直，线BO的拉力F2=12N.求：www.21-cn-jy.com
(1) 用图解法求F1和F2的合力。
(2) 用计算法求F1、F2的合力的大小。
课件19张PPT。四、力的合成
F1F2F效果相同一、同一直线上二力的合成大小F =F1+F2
方向与两力方向相同 大小F =|F1-F2|
方向与较大力的方向相同F1F2F2F1 演示实验 结论：当两个力方向互成角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。 即 F≠F1+F2问题：不在同一直线上的两个力的合成是求和吗？1、认识实验器材。
2、小组讨论：设计实验方案，
应注意解决以下问题：
① 怎样使合力F的单独效果与两分力F1、F2共同作用的效果相同？
②如何直观简洁表示合力、分力的大小与方向？
③实验应记录些什么？设计实验：探究求合力的方法实验步骤：1、用图钉将白纸固定在木板上，将橡皮条一端也固定在木板上，另一端挂两个细绳套。2、通过细绳套用弹簧秤互成某个角度拉橡皮条，使结点伸长到某个位置O。记下O点位置和两力F1、F2的大小和方向。
3、只用一个弹簧秤拉橡皮条到位置O，记下力F的大小和方向。
4、用力的图示法做出F1、F2、F的图示。 进行实验如何找到这三个力的大小及方向间的关系？猜想组成的图形为平行四边形，怎么证明这个结论呢？猜想与验证结论：
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。
F1F2F合?
力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上。用作图法求这两个力合力的大小和方向。 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？学以致用①两个力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？
②什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多少？
思考：①两个力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？
思考：①合力随着θ的增大而减小。②什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？
思考： 思考：什么样的力是共点力？下图中哪些是共点力？结论：力的合成的平行四边形定则只
适用于共点力。
AB
1.关于合力与分力的关系，下列说法中不正确的是（ ）
A．合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B．合力的大小总是大于每一个分力
C．合力可能小于也可能大于它的任一个分力
D．两个分力夹角在0到180之间时，夹角越大，合力越小B小试身手☆关于合力与分力关系的理解：☆关于实验方法步骤的理解：ACD4、一种精神：团结协作（三）课堂小结2、一次经历：科学探究的过程：书面作业：课后“问题与练习”第2、3、4题
探究作业：过去学过的知识有哪些用到了等 效替代的思想。
（四）布置作业
