力的合成

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《力的合成》教学设计
一、基本说明
1、教学内容所属模块：必修一
2、年级：高中一年级
3、出版单位：人民教育出版社
4、所属章节：第三章第四节
5、学时数：一课时（教室授课）
二、教学设计
1、教学目标：
知识与能力：
⑴理解力的合成和合力的概念
⑵掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力
⑶知道合力的大小与分力间夹角的关系
⑷知道矢量和标量的含义及区别
过程与方法：
⑴通过实验，培养学生实验、探索、总结规律的能力
⑵通过使用《几何画板》自制课件，探讨合力的大小与分力间夹角的关系，培养学生应用数学工具处理物理问题的能力，逐步养成把信息技术当作获取信息、探索问题、协作讨论、解决问题、构建知识的认知工具。
情感、态度与价值观：
通过实验、自主探究，了解物理规律的形成过程和等效思想的运用，真正体会到学习的乐趣，体验成功的快乐，使学生乐学、会学、爱学。
2、内容分析：
本节课是高中物理必修一第三章第4节的内容，研究的是力的等效关系，依据等效思想从实验中归纳总结出力的平行四边形定则。“等效替代”的方法，不仅是物理解题中常用的重要方法，也是一种重要的研究方法，它能使一些繁难问题的处理得以简化，能使一些难以直接研究的问题得以解决。平行四边形定则不仅是力的合成必须遵循的定则，也是所有矢量合成的普遍定则，是重点、难点。因此学好本节内容，将为学生以后学习电场强度、磁感强度等矢量及运算奠定良好的基础，起到非常重要的作用。
3、学情分析：
初中阶段学生已经学过同一直线上两力合成的知识，并且经过系统的学习后，他们已经具备基本的实验素养。另外，初中几何学上已经学过平行四边形的相关知识。以上这些是本堂课设计性探究实验的知识基础。不在同一直线上的两力合成又会有怎样的结论了？教学中要注意抓住这一点引起学生的思维冲突。
4、设计思路：
从抬水的探究实验引入合力和分力的概念后，教师话锋一转，我们怎样由分力来求出合力了？学生马上想起同一直线上的两力合成，可以由学生回忆其规律。教师接着提出关键性的一句话：不在同一直线上的两力合成，其合力也是两力相加或者想减吗？然后由学生设计实验自己进行分组合作探究。这一步探究后，由学生自己展示并总结，发现不在同一直线上的两力合成，其合力并不等于两力之和或两力之差。在此基础上，再由学生设计实验进行分组合作，探究两力合成的规律。展示与总结之后，得出力的平行四边形定则。
教学的最后一环由学生利用《几何画板》软件，设计简易课件解决问题并上传，不只是对上述能力的进一步培养，而是希望师生能从繁重的课业负担中解放出来，高质量地实现新课程标准提出的课程综合目标，培养能适应社会发展的人才
三、教学过程
教学环节及时间 教师活动 学生活动 对学生学习过程的观察和考查及设计意图
新课引入2′ 问：我们看见过力的颜色吗？问：没见过力的颜色、形状，那我们是通过研究什么来研究力的了？ 学生答问 为下一环节合力和分力的定义埋下伏笔
合力与分力5’ 探究实验一： 先由两个女生将一桶水抬起，再由一个男生将同一桶水提起问：看到了什么？说明了什么？引出概念： 由于力F产生的效果与力F1和F2共同产生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力。这种等效代替”的方法是物理学中常用的方法。课件演示： 几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。 观察分析回答：力F1和F2共同产生的效果与力F产生的效果相同，即均使钩码处于静止状态。观察思考 理解“等效代替”的方法
力的平行四边形定则20′ 提出问题： 1） 初中学过两个力的合成没有？2）如果两个力不在同一直线上时，两力合成是否为两力之和或者两力之差了？ 3）不在同一直线上的两力合成究竟怎么处理？（引起学生的思维冲突）对数据进行分析，引导得出结论求互成角度的两个共点力的合力，可以用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就是力的平行四边形定则。引申：如何求多个共点力的合力？ 回答初中所学学生自行设计探究实验二进行探究： 一根橡皮条，使其伸长一定的长度，先用一个力F作用，然后同时用两个力F1和F2同时作用。验证发现F1+F2≠F3学生自行设计探究实验三进行探究：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，先用一个力F作用，然后同时用两个力F1和F2作用。最后用力的图示方法做出三个力的图示，发现力合成符合平行四边形定则观察、思考 浸透物理学研究问题的方法：提出问题设计实验进行实验数据分析多次实验归纳总结得出结论
掌握力的平行四边形定则10′ 问题：合力F与F1和F2的夹角θ有何关系？课件制作提示：要求：⑴F1和F2 的大小不变，但其夹角可变化⑵度量F、F1和F2 的大小及F1和F2 的夹角提示：⑴用线段的长度表示力的大小（1cm表示1N）⑵以定点为圆心，定长为半径画圆。在圆上取任一点，连接圆心与该点（即半径）。用圆半径表示大小不变、方向可变的力。共享部分学生的课件 F1 F = 11.5N θ F F1 = 7.94N F2 = 9.49N F2 θ = 95.330 自制课件：打开《几何画板》软件，设计并制作课件来探究这个问题。学生拖动鼠标，边演示边回答结论：⑴F1和F2 的大小一定时，合力F随F1和F2 夹角的变化而变化，夹角越大，合力越小⑵当夹角为0时，合力最大为F1和F2 的大小之和，当夹角为1800时，合力最小为F1和F2 的大小之差。合力的变化范围∣F1—F2∣≤F≤ ∣F1+F2∣ ⑶知道合力的大小与分力间夹角的关系 学会用《几何画板》解决自己要解决的问题，培养运用数学知识、信息技术手段解决物理问题的能力
矢量和标量2′ 问题：力这个物理量与我们以前学过的质量、时间、长度有什么不同？给出矢量和标量的概念 答：力既有大小又有方向，其合成遵守平行四边形定则，而质量、时间、长度只有大小，没有方向
课堂总结1’ 投影：三个知识点框架教师：请大家跟我一起来回顾本堂课学过的主要知识点 学生一起回答 回顾本课，对所学内容作总结，学生再回忆一遍，加深印象
四、教学反思
1、这节课我曾经多次上过，其中2009年10月份在长沙市田家炳中学参加省级青年教师教学比武那一次效果尤佳，获得了省级一等奖。每一次设计性探究实验都是在引起学生的思维冲突的情况下由学生自我设计，然后分组合作进行探究，这种教学模式的运用对学生能力的形成和提高起到了很大的作用。
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