3.4力的合成与分解 （表格式）课时教案【新教材】2025--2026年人教版（2019）高中物理必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.4力的合成与分解 （表格式）课时教案【新教材】2025--2026年人教版（2019）高中物理必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 27.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-06 10:18:09 | ||
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文档简介
3.4《力的合成与分解》课时教案
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版（2019）高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第一册第三章第四节，是“相互作用”单元的核心知识之一。教材通过实验引入合力与分力的概念，引导学生理解等效替代思想，并借助平行四边形定则建立矢量合成的数学模型。内容由浅入深，从生活实例出发，逐步过渡到理论推导和实际应用，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。本节为后续学习牛顿定律、共点力平衡及曲线运动中的受力分析打下坚实基础，具有承上启下的关键作用。
学情分析
高一学生已具备初步的力学知识，如重力、弹力、摩擦力等，并掌握了力的三要素和图示法。但对矢量运算缺乏系统认知，容易将力的合成误认为简单的代数相加。学生的抽象思维能力正在发展，对于“等效替代”“矢量叠加”等概念理解存在困难。此外，部分学生动手实验能力较弱，难以准确操作弹簧测力计和读数。针对这些特点，教学中应注重创设真实情境，强化实验探究，借助直观演示和小组合作突破认知障碍，提升科学思维与实践能力。
课时教学目标
物理观念
1. 理解合力与分力的概念，掌握等效替代的思想方法，能从力的作用效果角度判断合力与分力的关系。
2. 掌握力的平行四边形定则，能用作图法和计算法求解两个共点力的合力，并能进行简单的力的分解。
科学思维
1. 经历从实验现象中归纳出平行四边形定则的过程，发展归纳推理与模型建构能力。
2. 能运用矢量合成规律分析实际问题，如斜面上物体的受力分解，提升逻辑推理与问题解决能力。
科学探究
1. 能设计并完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，正确使用弹簧测力计、细绳、图钉等器材。
2. 能记录实验数据，绘制力的图示，分析误差来源，培养实证意识与科学探究素养。
科学态度与责任
1. 在实验过程中养成严谨求实、尊重数据的科学态度，勇于质疑与交流。
2. 认识力的合成与分解在工程、体育、交通等领域的广泛应用，增强物理学习的责任感与社会意识。
教学重点、难点
重点
1. 合力与分力的概念理解及等效替代思想的应用。
2. 力的平行四边形定则的掌握与应用。
难点
1. 实验中如何准确测量和记录多个方向的力，理解合力与分力的等效性。
2. 对力的分解具有不确定性（方向未定时）的理解，以及按实际作用效果进行合理分解。
教学方法与准备
教学方法
实验探究法、情境教学法、合作学习法、讲授法
教具准备
弹簧测力计（双指针式）、橡皮筋、细绳、图钉、白纸、木板、三角板、量角器、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境引入，激发认知冲突 （1）、播放视频：拔河比赛与拖船过河
教师播放一段视频：一边是两队学生激烈拔河，绳子中间的标记左右摇摆；另一边是一艘大船被两艘小艇斜向牵引前行。随后提问：“在拔河中，如果两边拉力大小相等方向相反，为什么绳子还能保持静止？而在拖船时，明明两艘小艇不是正对着拉，船却能笔直前进，这是为什么？”
引导语：同学们，我们每天都和“力”打交道，但你是否想过，当多个力同时作用在一个物体上时，它们的效果能不能用一个力来代替？这个“代替”的力又该如何确定？今天我们就来揭开这个谜底——《力的合成与分解》。
（2）、提出驱动性问题，建立探究主线
教师继续设问：“假如你现在站在结冰的湖面上，你的朋友在两个不同方向用力拉你，你能感觉到这两个力的总效果吗？能不能用一个力产生同样的效果把你拉出去？”
强调：“这节课，我们将化身‘力的侦探’，通过实验和推理，找到那个神秘的‘替身之力’——合力，并学会如何把它拆解回原来的模样——分力。”
（3）、回顾旧知，搭建认知桥梁
教师提问：“还记得力的三要素是什么吗？”学生回答后，教师在黑板上画出两个作用于同一点的力F 和F ，夹角为θ，问：“如果我们只允许施加一个力，要达到同样的效果，这个力应该多大？朝哪个方向？”
预设学生回答：“可能是两个力加起来。”教师不急于否定，而是说：“这是一个合理的猜想，但物理需要实验验证。让我们进入实验室，亲自寻找答案。” 1. 观看视频，思考问题。
2. 回忆力的三要素。
3. 提出初步猜想。
4. 明确本课探究任务。
评价任务 观察能力：☆☆☆
问题意识：☆☆☆
猜想合理性：☆☆☆
设计意图 通过真实生活场景引发认知冲突，激发学习兴趣；以“力的侦探”为主线故事贯穿全课，增强课堂趣味性与探究动机；通过回顾旧知，为新知识的学习搭建脚手架，促进知识迁移。
实验探究
【15分钟】 一、设计实验方案，明确操作步骤 （1）、介绍实验器材与原理
教师展示实验装置：一块固定在桌边的木板，上面铺有白纸，用图钉固定一根橡皮筋的一端，另一端系有三根细绳，其中两根分别连接弹簧测力计用于施加分力F 和F ，第三根用于施加合力F。教师讲解：“当两个测力计斜拉时，橡皮筋会被拉伸到某一点O；如果我们只用一个测力计沿某个方向拉，也能让橡皮筋伸长到同样的位置O，说明这两个情况的效果是相同的——这就是‘等效替代’。”
强调：“我们的目标就是找到这个等效的合力F，并研究它与F 、F 之间的关系。”
（2）、演示规范操作，强调注意事项
教师亲自演示一次实验过程：先用两个测力计互成一定角度拉橡皮筋至O点，记录两测力计读数及方向（在纸上描点画线）；然后撤去两个测力计，改用一个测力计单独拉动，使橡皮筋再次到达O点，记录此时的拉力大小和方向。提醒学生注意：测力计使用前要调零，拉力方向要与木板平行，读数时视线垂直刻度，结点位置要准确标记。
（3）、分组实验，收集数据
将学生分为6人小组，每组一套实验器材。要求每组至少完成三次不同夹角的实验（如30°、60°、90°），每次实验都要在白纸上清晰地标出三个力的方向线段，并标注大小。教师巡视指导，帮助学生解决操作难题，如细绳打结、测力计卡滞等问题，鼓励小组成员分工合作，一人操作、一人读数、一人记录、一人画图。 二、数据分析，建构物理模型 （1）、引导学生绘制力的图示
教师投影一组典型数据，示范如何在纸上以相同标度画出F 、F 和F的图示。例如：取1cm代表1N，从O点出发画出F =2N、F =2N、夹角60°，合力F≈3.5N。
提问：“如果我们把F 和F 的箭头末端连接起来，会形成什么图形？”学生尝试连接后发现是一个平行四边形。
（2）、归纳平行四边形定则
教师引导：“你们有没有发现，合力F恰好是从O点出发，穿过平行四边形对角的那条对角线？”通过多组数据对比，学生逐渐意识到：两个共点力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边构成的平行四边形的对角线来表示。
教师正式提出：“这就是力的合成所遵循的基本规律——平行四边形定则。它是矢量运算的通用法则，不仅适用于力，也适用于速度、加速度等所有矢量。” 1. 观察教师演示。
2. 分组动手实验。
3. 记录数据并作图。
4. 归纳实验规律。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
模型建构：☆☆☆
设计意图 通过亲历实验全过程，培养学生动手能力和科学探究素养；在“做中学”中深刻理解等效替代思想；通过数据可视化和图形归纳，帮助学生从感性认识上升到理性认知，自主建构平行四边形定则这一核心物理模型。
理论深化
【10分钟】 一、数学推导，揭示本质规律 （1）、建立直角坐标系，进行矢量分解
教师在黑板上画出两个共点力F 和F ，夹角为θ。引导学生将F 和F 分别沿x轴和y轴方向分解：“如果我们把每个力都拆成水平和竖直两个部分，那么总的水平效果就是两个水平分量之和，总的竖直效果就是两个竖直分量之和。”
写出分量表达式：F = F cosα，F = F sinα；F = F cosβ，F = F sinβ（α、β为各力与x轴夹角）。
（2）、合成合力，推导公式
教师继续讲解：“合力F在x方向的分量F = F + F ，在y方向的分量F = F + F 。于是，合力的大小F＝ ，方向tanφ = F / F 。”
举例说明：若F =F =10N，夹角θ=120°，则F = 10cos0° + 10cos120° = 10 - 5 = 5N，F = 10sin0° + 10sin120° = 0 + 8.66 = 8.66N，故F ≈ = 10N，方向φ = arctan(8.66/5) ≈ 60°。
（3）、特殊情形分析，强化理解
教师提问：“当两个力同向时，合力多大？反向呢？垂直呢？”引导学生得出：同向时F = F + F ，反向时F = |F - F |，垂直时F = √(F + F )。强调：“这些都不是简单的加减，而是矢量合成的结果。” 二、逆向思维，引入力的分解 （1）、提出问题：一个力能否分解？如何分解？
教师画出一个斜向上的拉力F，问：“这个力作用在物体上，会产生哪些效果？”引导学生思考：“它既让物体前进，又把物体往上提。”
（2）、按实际效果分解
教师示范：“我们可以把这个力分解为水平方向的F 和竖直方向的F ，这样就能分别研究它对运动和对支持力的影响。”强调：“力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。但分解方向不唯一，必须根据实际作用效果来确定。” 1. 跟随教师推导。
2. 理解分量合成。
3. 掌握分解原则。
4. 思考实际应用。
评价任务 公式掌握：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
分解合理：☆☆☆
设计意图 通过数学推导深化对平行四边形定则的理解，体现物理与数学的融合；借助特殊情形对比，破除“代数相加”的错误观念；引入力的分解，拓展学生思维广度，体现逆向思维的价值；强调“按效果分解”，突出物理问题的情境性和实用性。
应用拓展
【10分钟】 一、解决真实问题，提升迁移能力 （1）、案例1：斜面上物体的受力分析
教师投影一个物体静止在倾角为θ的斜面上的示意图。提问：“物体受到哪些力？重力G能不能分解？”引导学生回忆：“重力使物体压紧斜面，又使物体有下滑趋势。”
教师引导：“因此，我们可以把重力G分解为沿斜面向下的F = Gsinθ 和垂直于斜面向下的F = Gcosθ。这样，F 与静摩擦力平衡，F 与支持力平衡。”
（2）、案例2：拉杆箱的省力之道
教师展示拉杆箱图片：“为什么斜向上拉比水平拉更省力？”引导学生分析：“斜向上拉时，拉力F可分解为水平前进的F 和竖直向上的F 。F 减轻了箱体对地面的压力，从而减小了摩擦力，所以更省力。”
（3）、案例3：拱桥的力学智慧 教师播放一段石拱桥的微视频，介绍：“古代工匠不懂公式，却用石头搭出了千年不倒的桥。秘密就在于力的分解。桥面上的压力被分解为沿拱圈切线方向的两个力，传递到桥墩，从而分散了应力。”
提问：“如果让你设计一座纸桥，你会怎么利用力的分解原理？”鼓励学生课后尝试制作。 二、回归主线，完成“侦探任务” （1）、总结破案线索
教师回顾开头的“拖船”问题：“现在你们知道为什么两艘小艇斜拉，船还能直行了吗？”学生回答：“因为两个拉力的合力方向正好沿着航道。”
（2）、升华主题
教师总结：“今天我们找到了‘合力’这位替身，也学会了‘分解’这项拆解技能。物理不只是公式和计算，更是理解世界的方式。正如伽利略所说：‘自然之书是用数学语言写成的。’而我们，正在学会读懂它。” 1. 分析斜面受力。
2. 解释生活现象。
3. 观看拱桥视频。
4. 回答初始问题。
评价任务 应用能力：☆☆☆
解释清晰：☆☆☆
迁移创新：☆☆☆
设计意图 通过三个层次递进的应用案例，实现从理论到实践的跨越；结合古代工程智慧，增强文化自信与学科融合意识；回归导入问题，形成教学闭环；引用伽利略名言，提升课堂格调，激发学生对物理本质的敬畏与探索欲望。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化回顾知识脉络 （1）、梳理核心概念
教师带领学生回顾：“本节课我们学习了三个关键词：等效替代、平行四边形定则、力的分解。合力与分力是等效的，它们之间的关系遵循平行四边形定则——这是矢量运算的黄金法则。而力的分解则是合成的逆过程，必须依据实际作用效果进行合理拆解。”
（2）、强调思想方法
教师指出：“我们不仅学到了知识，更体验了科学探究的过程：从生活现象提出问题，通过实验收集证据，归纳得出规律，再用理论解释现实。这种‘观察—实验—建模—应用’的思维方式，是物理学的灵魂。” 二、激励性展望未来学习 （1）、埋下伏笔
教师提示：“下节课我们将用今天学到的工具，去破解‘共点力平衡’的秘密——为什么有些物体静止不动？背后的力是如何巧妙平衡的？”
（2）、正向激励
教师鼓励：“你们今天像真正的科学家一样思考和操作，每一个数据、每一条线段，都是你们探索自然的足迹。记住，每一个伟大的发现，都始于一个好奇的问题。保持这份好奇，物理的世界将为你敞开大门。” 1. 跟随回顾要点。
2. 理解科学方法。
3. 明确后续内容。
4. 感受学习成就感。
评价任务 知识掌握：☆☆☆
方法理解：☆☆☆
学习动机：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建清晰的知识网络；强调科学思维方法，提升学科核心素养；以激励性语言增强学生自信心，激发持续学习兴趣；自然衔接下一课时，保持学习连贯性。
作业设计
一、基础巩固：作图与计算
1. 已知两个共点力F =6N，F =8N，夹角为90°，请用作图法（标度：1cm=2N）求出合力F的大小和方向，并用计算法验证结果。
2. 一个物体受到两个互成120°角的共点力作用，每个力大小均为10N，求合力的大小。
二、能力提升：实际应用分析
3. 如图所示，一个人用与水平方向成30°角的力F=100N拉行李箱匀速前进。请将F分解为水平方向和竖直方向的两个分力，并说明这两个分力的作用效果。
4. 一个质量为5kg的物体静止在倾角为37°的斜面上（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。请画出受力示意图，并求出重力沿斜面和垂直于斜面的两个分力大小。
三、拓展探究：动手实践
5. 利用橡皮筋、细线和书本自制简易测力装置，尝试测量你用不同角度拉同一物体时的“等效力”，记录数据并分析规律。可拍照记录实验过程，形成一份小报告。
【答案解析】
一、基础巩固
1. 作图法：以F 、F 为邻边作矩形，对角线即为合力，测量得F=10N，方向与F 夹角约53°。计算法：F=)=10N，tanθ=8/6=4/3，θ≈53°。
2. F= F＝ +2×10×10×cos120°]=F＝ =√100=10N。
二、能力提升
3. F =Fcos30°=100×(√3/2)≈86.6N（使行李箱前进）；F =Fsin30°=100×0.5=50N（减轻地面压力）。
4. G=mg=50N；F =Gsin37°=50×0.6=30N；F =Gcos37°=50×0.8=40N。
板书设计
《力的合成与分解》
【左侧】实验探究区
橡皮筋 + 三绳 + 测力计
→ 结点O → 等效替代思想
F 、F → 合力F（对角线）
平行四边形定则
【中间】核心规律区
力的合成：
F = √(F + F + 2F F cosθ)
特例：同向 F=F +F ；反向 F=|F -F |；垂直F＝
力的分解：
是合成的逆运算
方向由实际效果决定
【右侧】应用实例区
斜面：G → Gsinθ（下滑） + Gcosθ（压紧）
拉箱：F → Fcosα（前进） + Fsinα（上提）
拱桥：压力 → 拱圈传力 → 分散应力
教学反思
成功之处
1. 以“力的侦探”为主线贯穿全课，情境生动，任务明确，极大提升了学生的参与度和探究热情。
2. 实验环节组织有序，学生动手操作充分，通过真实数据归纳出平行四边形定则，实现了从感性到理性的飞跃。
3. 应用案例贴近生活，尤其是拱桥的引入，融合了科学与人文，增强了课程的深度与温度。
不足之处
1. 部分小组在实验中因细绳滑动导致结点位置偏移，影响数据准确性，今后需改进固定方式或使用滑轮装置。
2. 对于力的分解方向的多样性理解仍有部分学生困惑，需在下节课通过更多变式训练加以巩固。
3. 时间分配略显紧张，最后的拓展环节未能充分展开，下次可适当压缩理论推导时间，留更多空间给学生展示与交流。
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版（2019）高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中物理必修第一册第三章第四节，是“相互作用”单元的核心知识之一。教材通过实验引入合力与分力的概念，引导学生理解等效替代思想，并借助平行四边形定则建立矢量合成的数学模型。内容由浅入深，从生活实例出发，逐步过渡到理论推导和实际应用，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。本节为后续学习牛顿定律、共点力平衡及曲线运动中的受力分析打下坚实基础，具有承上启下的关键作用。
学情分析
高一学生已具备初步的力学知识，如重力、弹力、摩擦力等，并掌握了力的三要素和图示法。但对矢量运算缺乏系统认知，容易将力的合成误认为简单的代数相加。学生的抽象思维能力正在发展，对于“等效替代”“矢量叠加”等概念理解存在困难。此外，部分学生动手实验能力较弱，难以准确操作弹簧测力计和读数。针对这些特点，教学中应注重创设真实情境，强化实验探究，借助直观演示和小组合作突破认知障碍，提升科学思维与实践能力。
课时教学目标
物理观念
1. 理解合力与分力的概念，掌握等效替代的思想方法，能从力的作用效果角度判断合力与分力的关系。
2. 掌握力的平行四边形定则，能用作图法和计算法求解两个共点力的合力，并能进行简单的力的分解。
科学思维
1. 经历从实验现象中归纳出平行四边形定则的过程，发展归纳推理与模型建构能力。
2. 能运用矢量合成规律分析实际问题，如斜面上物体的受力分解，提升逻辑推理与问题解决能力。
科学探究
1. 能设计并完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，正确使用弹簧测力计、细绳、图钉等器材。
2. 能记录实验数据，绘制力的图示，分析误差来源，培养实证意识与科学探究素养。
科学态度与责任
1. 在实验过程中养成严谨求实、尊重数据的科学态度，勇于质疑与交流。
2. 认识力的合成与分解在工程、体育、交通等领域的广泛应用，增强物理学习的责任感与社会意识。
教学重点、难点
重点
1. 合力与分力的概念理解及等效替代思想的应用。
2. 力的平行四边形定则的掌握与应用。
难点
1. 实验中如何准确测量和记录多个方向的力，理解合力与分力的等效性。
2. 对力的分解具有不确定性（方向未定时）的理解，以及按实际作用效果进行合理分解。
教学方法与准备
教学方法
实验探究法、情境教学法、合作学习法、讲授法
教具准备
弹簧测力计（双指针式）、橡皮筋、细绳、图钉、白纸、木板、三角板、量角器、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境引入，激发认知冲突 （1）、播放视频：拔河比赛与拖船过河
教师播放一段视频：一边是两队学生激烈拔河，绳子中间的标记左右摇摆；另一边是一艘大船被两艘小艇斜向牵引前行。随后提问：“在拔河中，如果两边拉力大小相等方向相反，为什么绳子还能保持静止？而在拖船时，明明两艘小艇不是正对着拉，船却能笔直前进，这是为什么？”
引导语：同学们，我们每天都和“力”打交道，但你是否想过，当多个力同时作用在一个物体上时，它们的效果能不能用一个力来代替？这个“代替”的力又该如何确定？今天我们就来揭开这个谜底——《力的合成与分解》。
（2）、提出驱动性问题，建立探究主线
教师继续设问：“假如你现在站在结冰的湖面上，你的朋友在两个不同方向用力拉你，你能感觉到这两个力的总效果吗？能不能用一个力产生同样的效果把你拉出去？”
强调：“这节课，我们将化身‘力的侦探’，通过实验和推理，找到那个神秘的‘替身之力’——合力，并学会如何把它拆解回原来的模样——分力。”
（3）、回顾旧知，搭建认知桥梁
教师提问：“还记得力的三要素是什么吗？”学生回答后，教师在黑板上画出两个作用于同一点的力F 和F ，夹角为θ，问：“如果我们只允许施加一个力，要达到同样的效果，这个力应该多大？朝哪个方向？”
预设学生回答：“可能是两个力加起来。”教师不急于否定，而是说：“这是一个合理的猜想，但物理需要实验验证。让我们进入实验室，亲自寻找答案。” 1. 观看视频，思考问题。
2. 回忆力的三要素。
3. 提出初步猜想。
4. 明确本课探究任务。
评价任务 观察能力：☆☆☆
问题意识：☆☆☆
猜想合理性：☆☆☆
设计意图 通过真实生活场景引发认知冲突，激发学习兴趣；以“力的侦探”为主线故事贯穿全课，增强课堂趣味性与探究动机；通过回顾旧知，为新知识的学习搭建脚手架，促进知识迁移。
实验探究
【15分钟】 一、设计实验方案，明确操作步骤 （1）、介绍实验器材与原理
教师展示实验装置：一块固定在桌边的木板，上面铺有白纸，用图钉固定一根橡皮筋的一端，另一端系有三根细绳，其中两根分别连接弹簧测力计用于施加分力F 和F ，第三根用于施加合力F。教师讲解：“当两个测力计斜拉时，橡皮筋会被拉伸到某一点O；如果我们只用一个测力计沿某个方向拉，也能让橡皮筋伸长到同样的位置O，说明这两个情况的效果是相同的——这就是‘等效替代’。”
强调：“我们的目标就是找到这个等效的合力F，并研究它与F 、F 之间的关系。”
（2）、演示规范操作，强调注意事项
教师亲自演示一次实验过程：先用两个测力计互成一定角度拉橡皮筋至O点，记录两测力计读数及方向（在纸上描点画线）；然后撤去两个测力计，改用一个测力计单独拉动，使橡皮筋再次到达O点，记录此时的拉力大小和方向。提醒学生注意：测力计使用前要调零，拉力方向要与木板平行，读数时视线垂直刻度，结点位置要准确标记。
（3）、分组实验，收集数据
将学生分为6人小组，每组一套实验器材。要求每组至少完成三次不同夹角的实验（如30°、60°、90°），每次实验都要在白纸上清晰地标出三个力的方向线段，并标注大小。教师巡视指导，帮助学生解决操作难题，如细绳打结、测力计卡滞等问题，鼓励小组成员分工合作，一人操作、一人读数、一人记录、一人画图。 二、数据分析，建构物理模型 （1）、引导学生绘制力的图示
教师投影一组典型数据，示范如何在纸上以相同标度画出F 、F 和F的图示。例如：取1cm代表1N，从O点出发画出F =2N、F =2N、夹角60°，合力F≈3.5N。
提问：“如果我们把F 和F 的箭头末端连接起来，会形成什么图形？”学生尝试连接后发现是一个平行四边形。
（2）、归纳平行四边形定则
教师引导：“你们有没有发现，合力F恰好是从O点出发，穿过平行四边形对角的那条对角线？”通过多组数据对比，学生逐渐意识到：两个共点力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边构成的平行四边形的对角线来表示。
教师正式提出：“这就是力的合成所遵循的基本规律——平行四边形定则。它是矢量运算的通用法则，不仅适用于力，也适用于速度、加速度等所有矢量。” 1. 观察教师演示。
2. 分组动手实验。
3. 记录数据并作图。
4. 归纳实验规律。
评价任务 操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
模型建构：☆☆☆
设计意图 通过亲历实验全过程，培养学生动手能力和科学探究素养；在“做中学”中深刻理解等效替代思想；通过数据可视化和图形归纳，帮助学生从感性认识上升到理性认知，自主建构平行四边形定则这一核心物理模型。
理论深化
【10分钟】 一、数学推导，揭示本质规律 （1）、建立直角坐标系，进行矢量分解
教师在黑板上画出两个共点力F 和F ，夹角为θ。引导学生将F 和F 分别沿x轴和y轴方向分解：“如果我们把每个力都拆成水平和竖直两个部分，那么总的水平效果就是两个水平分量之和，总的竖直效果就是两个竖直分量之和。”
写出分量表达式：F = F cosα，F = F sinα；F = F cosβ，F = F sinβ（α、β为各力与x轴夹角）。
（2）、合成合力，推导公式
教师继续讲解：“合力F在x方向的分量F = F + F ，在y方向的分量F = F + F 。于是，合力的大小F＝ ，方向tanφ = F / F 。”
举例说明：若F =F =10N，夹角θ=120°，则F = 10cos0° + 10cos120° = 10 - 5 = 5N，F = 10sin0° + 10sin120° = 0 + 8.66 = 8.66N，故F ≈ = 10N，方向φ = arctan(8.66/5) ≈ 60°。
（3）、特殊情形分析，强化理解
教师提问：“当两个力同向时，合力多大？反向呢？垂直呢？”引导学生得出：同向时F = F + F ，反向时F = |F - F |，垂直时F = √(F + F )。强调：“这些都不是简单的加减，而是矢量合成的结果。” 二、逆向思维，引入力的分解 （1）、提出问题：一个力能否分解？如何分解？
教师画出一个斜向上的拉力F，问：“这个力作用在物体上，会产生哪些效果？”引导学生思考：“它既让物体前进，又把物体往上提。”
（2）、按实际效果分解
教师示范：“我们可以把这个力分解为水平方向的F 和竖直方向的F ，这样就能分别研究它对运动和对支持力的影响。”强调：“力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。但分解方向不唯一，必须根据实际作用效果来确定。” 1. 跟随教师推导。
2. 理解分量合成。
3. 掌握分解原则。
4. 思考实际应用。
评价任务 公式掌握：☆☆☆
方向判断：☆☆☆
分解合理：☆☆☆
设计意图 通过数学推导深化对平行四边形定则的理解，体现物理与数学的融合；借助特殊情形对比，破除“代数相加”的错误观念；引入力的分解，拓展学生思维广度，体现逆向思维的价值；强调“按效果分解”，突出物理问题的情境性和实用性。
应用拓展
【10分钟】 一、解决真实问题，提升迁移能力 （1）、案例1：斜面上物体的受力分析
教师投影一个物体静止在倾角为θ的斜面上的示意图。提问：“物体受到哪些力？重力G能不能分解？”引导学生回忆：“重力使物体压紧斜面，又使物体有下滑趋势。”
教师引导：“因此，我们可以把重力G分解为沿斜面向下的F = Gsinθ 和垂直于斜面向下的F = Gcosθ。这样，F 与静摩擦力平衡，F 与支持力平衡。”
（2）、案例2：拉杆箱的省力之道
教师展示拉杆箱图片：“为什么斜向上拉比水平拉更省力？”引导学生分析：“斜向上拉时，拉力F可分解为水平前进的F 和竖直向上的F 。F 减轻了箱体对地面的压力，从而减小了摩擦力，所以更省力。”
（3）、案例3：拱桥的力学智慧 教师播放一段石拱桥的微视频，介绍：“古代工匠不懂公式，却用石头搭出了千年不倒的桥。秘密就在于力的分解。桥面上的压力被分解为沿拱圈切线方向的两个力，传递到桥墩，从而分散了应力。”
提问：“如果让你设计一座纸桥，你会怎么利用力的分解原理？”鼓励学生课后尝试制作。 二、回归主线，完成“侦探任务” （1）、总结破案线索
教师回顾开头的“拖船”问题：“现在你们知道为什么两艘小艇斜拉，船还能直行了吗？”学生回答：“因为两个拉力的合力方向正好沿着航道。”
（2）、升华主题
教师总结：“今天我们找到了‘合力’这位替身，也学会了‘分解’这项拆解技能。物理不只是公式和计算，更是理解世界的方式。正如伽利略所说：‘自然之书是用数学语言写成的。’而我们，正在学会读懂它。” 1. 分析斜面受力。
2. 解释生活现象。
3. 观看拱桥视频。
4. 回答初始问题。
评价任务 应用能力：☆☆☆
解释清晰：☆☆☆
迁移创新：☆☆☆
设计意图 通过三个层次递进的应用案例，实现从理论到实践的跨越；结合古代工程智慧，增强文化自信与学科融合意识；回归导入问题，形成教学闭环；引用伽利略名言，提升课堂格调，激发学生对物理本质的敬畏与探索欲望。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化回顾知识脉络 （1）、梳理核心概念
教师带领学生回顾：“本节课我们学习了三个关键词：等效替代、平行四边形定则、力的分解。合力与分力是等效的，它们之间的关系遵循平行四边形定则——这是矢量运算的黄金法则。而力的分解则是合成的逆过程，必须依据实际作用效果进行合理拆解。”
（2）、强调思想方法
教师指出：“我们不仅学到了知识，更体验了科学探究的过程：从生活现象提出问题，通过实验收集证据，归纳得出规律，再用理论解释现实。这种‘观察—实验—建模—应用’的思维方式，是物理学的灵魂。” 二、激励性展望未来学习 （1）、埋下伏笔
教师提示：“下节课我们将用今天学到的工具，去破解‘共点力平衡’的秘密——为什么有些物体静止不动？背后的力是如何巧妙平衡的？”
（2）、正向激励
教师鼓励：“你们今天像真正的科学家一样思考和操作，每一个数据、每一条线段，都是你们探索自然的足迹。记住，每一个伟大的发现，都始于一个好奇的问题。保持这份好奇，物理的世界将为你敞开大门。” 1. 跟随回顾要点。
2. 理解科学方法。
3. 明确后续内容。
4. 感受学习成就感。
评价任务 知识掌握：☆☆☆
方法理解：☆☆☆
学习动机：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建清晰的知识网络；强调科学思维方法，提升学科核心素养；以激励性语言增强学生自信心，激发持续学习兴趣；自然衔接下一课时，保持学习连贯性。
作业设计
一、基础巩固：作图与计算
1. 已知两个共点力F =6N，F =8N，夹角为90°，请用作图法（标度：1cm=2N）求出合力F的大小和方向，并用计算法验证结果。
2. 一个物体受到两个互成120°角的共点力作用，每个力大小均为10N，求合力的大小。
二、能力提升：实际应用分析
3. 如图所示，一个人用与水平方向成30°角的力F=100N拉行李箱匀速前进。请将F分解为水平方向和竖直方向的两个分力，并说明这两个分力的作用效果。
4. 一个质量为5kg的物体静止在倾角为37°的斜面上（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。请画出受力示意图，并求出重力沿斜面和垂直于斜面的两个分力大小。
三、拓展探究：动手实践
5. 利用橡皮筋、细线和书本自制简易测力装置，尝试测量你用不同角度拉同一物体时的“等效力”，记录数据并分析规律。可拍照记录实验过程，形成一份小报告。
【答案解析】
一、基础巩固
1. 作图法：以F 、F 为邻边作矩形，对角线即为合力，测量得F=10N，方向与F 夹角约53°。计算法：F=)=10N，tanθ=8/6=4/3，θ≈53°。
2. F= F＝ +2×10×10×cos120°]=F＝ =√100=10N。
二、能力提升
3. F =Fcos30°=100×(√3/2)≈86.6N（使行李箱前进）；F =Fsin30°=100×0.5=50N（减轻地面压力）。
4. G=mg=50N；F =Gsin37°=50×0.6=30N；F =Gcos37°=50×0.8=40N。
板书设计
《力的合成与分解》
【左侧】实验探究区
橡皮筋 + 三绳 + 测力计
→ 结点O → 等效替代思想
F 、F → 合力F（对角线）
平行四边形定则
【中间】核心规律区
力的合成：
F = √(F + F + 2F F cosθ)
特例：同向 F=F +F ；反向 F=|F -F |；垂直F＝
力的分解：
是合成的逆运算
方向由实际效果决定
【右侧】应用实例区
斜面：G → Gsinθ（下滑） + Gcosθ（压紧）
拉箱：F → Fcosα（前进） + Fsinα（上提）
拱桥：压力 → 拱圈传力 → 分散应力
教学反思
成功之处
1. 以“力的侦探”为主线贯穿全课，情境生动，任务明确，极大提升了学生的参与度和探究热情。
2. 实验环节组织有序，学生动手操作充分，通过真实数据归纳出平行四边形定则，实现了从感性到理性的飞跃。
3. 应用案例贴近生活，尤其是拱桥的引入，融合了科学与人文，增强了课程的深度与温度。
不足之处
1. 部分小组在实验中因细绳滑动导致结点位置偏移，影响数据准确性，今后需改进固定方式或使用滑轮装置。
2. 对于力的分解方向的多样性理解仍有部分学生困惑，需在下节课通过更多变式训练加以巩固。
3. 时间分配略显紧张，最后的拓展环节未能充分展开，下次可适当压缩理论推导时间，留更多空间给学生展示与交流。