3.4 力的合成 教案（表格式）

《力的合成》教学设计
——粤教版 必修 1 第三章第四节
u 教材地位与作用
本节内容在教材中起到承上启下的作用。学生在初中已经接触沿同一直线作用的两 个力的合成方法，在第一章也初步接触位移的矢量合成。本节内容在实验探究的基础上， 进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则，因此本节内容是高中物理的“基 石 ”，是学生认识区别标量与矢量的重要一节。
在内容编排上，教材通过生活实例来表现力的等效替代的思想方法，从而引入合力 与分力的概念；然后通过实验探究，总结力的合成方法，并举例计算合力的两种方法； 最后在“实践与拓展 ”栏目讨论分力及分力夹角与合力的关系。
u 学情分析：
第一，对于高一学生来说，合力与分力的等效替代关系比较抽象，不好理解。因此 在讲解时应注意联系学生的生活实际经验，从静止、匀速直线运动，相同形变这三种相 同作用效果举例，激发学生学习兴趣。第二，力的合成实验原理，学生较难直接自主设 计实验来探究合力与分力关系。因此，在教学中要通过问题链引导的方式，为学生理解 并设计实验搭建脚手架。第三，学生对矢量与标量的运算的区别与运用有一定难度。对 合矢量与分矢量的关系在学习初期存在误解。例如合力一定大于分力等。因此，在教学 中通过实例，以及实验教具辅助演示下，深刻认识矢量与标量的区别与性质。
u 教学目标：
（1） 通过多个实例，从不同的力的作用效果的等效性来理解合力与分力的关系。
（2） 通过实验探究，认识合力与分力的关系，理解力的平行四边形定则，会用作图 法或及算法求合力。
（3） 通过列举力的合成在生产生活中的应用，培养学生将物理只是应用于生活实际 的意识。
u 教学重难点：
重点：理解合力与分力的等效替代思想，掌握力的合成的平行四边形定则。
难点：在理解合力与分力可等效替代前提下，设计实验探究合力与分力的关系。
u 教学过程
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动
【温故知新 导入新课】 复习初中两个共线的作用力求合 力的方法，引出“互成角度的两个力 如何等效替代成一个力？ ” 提出问题： 1 左图中的两人推拉小车的 作用力如图所示，可等效 成一个怎样的合力？ 2 右图中的两人推拉小车的 作用力如图所示，可等效 成一个怎样的合力？ 在问题的引导下，提出本节课 探讨的核心问题：互成角度的 两个力如何等效替代成一个 力？ 期待回答： 1 水平向右，大 小为 7N 的合 力 2 也是水平向 右，大小为 7N 的合力 思考猜想： 互成角度的两个 力的合成满足怎 样的规律？
【观察实例 建立概念】 提供多种一个力与两个力共同作 用，而效果相同的实例，帮助学生接受 等效替代的思想，建立合力与分力的概 念。 分析实例，发现： ① 一个力与两个力都可使同 一个人处于静止的状态。 ② 大人用一只手提着水桶匀 速前进，与两小孩提同样水桶 匀速前进的作用效果相同。 通过前两个实例接受“等效替 代 ”思想，并在下个实例应用 该思想方法： ③ 怎样保证两个分力的作用 效果与一个弹簧测力计的作 用效果相同？ 预想反应： 学生与老师分析 实例的过程中， 逐渐接受“等效 替代”的思想， 认识到等效替代 的前提的作用效 果相同，即运动 状态或形变相 同。 ③ 两个弹簧测 力计将橡皮筋拉 到同样位置 O。
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动
【实验探究 掌握规律】 在问题链的引导下，师生一起设 计实验，定量探究两个互成角度的分 力与合力满足平行四边形定则。 通过视频分步演示，讲解该实验的 具体操作步骤和注意事项。 在问题引导下，带领学生讨论合力与 分力的关系。 ① 力是矢量，要探究分力与 合力的关系，需要记录哪些实 验数据？ ② 如何直观地描述力的大 小、方向、作用点？ 通过教师分步定量演示实验， 发现分力与合力满足平行四 边形定则。 满足平行四边形定则运算的 为矢量，否则为标量。 ③ 分力一定时，夹角越大， 合力如何变化？ ④ 平行四边形定则与三角形 定则等效，则合力的范围为？ ① 力的大小、方 向、作用点。 ② 用 力 的 图 示 法。 认真听讲，记录 该实验的具体步 骤和注意事项 ③ 合力越小。 ④ 根据 几何 关 系可知，合力的 范围大于等于两 分力大小之和， 小于等于两分力 之差的绝对值。
【学以致用 理解规律】 通过例题，讲解演示求合力的 两种方法：作图法和计算法。 预留一定时间让学生独立思 考计算求合力的过程，然后教 师展示求解的方法。 学生先独立完 成，再分享交流。
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动
将矢量合成法则推广应用到多个力
的情况。有意将平行四边形定则与三角
形定则合成多个力的方法进行对比。 演示多个力合成，有意包含一 般菱形、120 ° 的特殊菱形和 直角三角形的特殊合成结果。 跟随老师思路， 思考多个力的合 成方法与结果。
展示力的合成在生活实际中的应 用：斜拉桥。 对比三角形定则合成的方法， 得出多个力依次首尾相接，合 力为 0 的规律 ① 每 对 钢 索 的 合 力 方 向 向 哪？有什么好处？ 斜拉桥塔柱两侧有许多对称 分布的钢索，每一对钢索对塔 柱的拉力作用效果等效于一 个竖直向下的力 F，使得塔柱 能够稳固伫立在桥墩上 ①向下，使得塔 柱稳固在桥墩 上。