沪教版（上海）物理高一第一学期（试用版）-第二章 B.1 《学生实验：探究共点力的合成》教案Word版含答案

《学生实验：探究共点力的合成》教学设计
附件1：实验方案
附件2：导学案--实验报告
《学生实验：探究共点力的合成》教学设计
课题
学生实验：探究共点力的合成
教
学
目
标
知识与技能熟练运用力的平行四边形定则会用作图法求两个共点力的合力
过程与方法采用实验探究胡学习方式，通过独立思考与分组讨论等过程，培养学生设计试验，动手操作及观察实验现象的能力，以及分析，综合，归纳的能力。
情感态度与价值观通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的积极性、主动性和创造性。通过试验，培养学生严谨的科学态度，逐步养成用科学方法与科学知识来解决实际问题的习惯，提高科学素养。通过分组实验，培养学生合作、交流胡能力与团结协作的精神。
教学重点
掌握通过实验探究来探究共点力的合成方法
教学难点
实验步骤和注意事项
学具
木板、白纸、弹簧测力计2只、系有橡皮筋的细绳套、刻度尺、三角板、图钉等
教具
多媒体
教法学法
让学生体验科学实验的方法和过程，培养自主学习能力和良好的思维品质，注重学生对知识的自主学习与自我构建，强化小组学习和小组交流。
教
学
过
程
教师活动
学生活动
引入：复习提问什么是合力与分力？合力与分力的关系。（引导学生根据事例说明）
学生回答问题，为探究力的定量关系做好准备。
追问：猜想合力与分力大小和方向有什么关系？
引导学生观察并猜想
实验验证引导学生能够制定实验方案实验目的：实验原理：实验器材：实验步骤：多媒体演示，教师讲解步骤学生实验操作（分组进行，教师巡视指导）实验数据与结论：误差分析：引导学生通过系统误差和偶然误差去分析误差因素。注意事项：引导学生从避免错误和减小误差两方面总结
学生讲出实验依据学生讲出部分器材的作用学生进行分组实验学生总结本组实验并得出结论学生在教师指导下指出误差来源学生在教师指导下总结减小误差的方法
结论与推广问题1：请比较一下力的合成跟之前学过的算数加法，代数加法不同？问题2：一位同学在操场上先向东走4步，再向北走3步？若每步0.8m,求出这位同学的位移。通过讨论思考，使学生理解矢量求和与标量求和的不同，知道所有的矢量都可以使用平行四边形定则来合成。
引导出学生对矢量和标量求和方法的认识。用两种方法计算这位同学的位移：初位置指向末位置的有向线段。（做出路线示意图,）两次位移进行求和，求得合位移。（矢量合成）
小结：本节课我们有哪些收获？引导学生从知识技能，过程方法体验，思想感悟来谈自己的收获！
各小组选一个代表总结。
板书设计
教学反思
本节课主要设计思想：本节课采用了“自主、合作、科学探究”的教学模式，对于什么是合力和分力让学生自主学习，对等效替代的物理思想，通过举例学习让学生深刻理解。探究求合力的方法时运用了“提出问题—猜想与假设—设计实验—进行实验—数据分析—得出结论”的科学探究方法。而学生不太熟悉，教师应联系其他规律探究的过程进行归纳类比，如“伽利略对自由落体运动规律的研究”，使学生进一步熟悉认知物理规律的一般思路与方法。
本节重点是探究合力的方法，由于学生长期以来形成的思维习惯，对结论的得出过程不太感兴趣，在进行探究合力的方法时喜欢直接应用结论，不去做任何猜想，这点还需要教师给予适当的引导。
本节难点是进行探究实验并得出结论，学生在课前尝试设计实验，课堂中在教师指导下完成实验设计。考虑学生对操作和作图方面不规范，所以教师先用模拟动画对实验步骤进行演示，设计意图是让学生认真观察，体会科学、准确的物理学习方法。
本节实验探究总体效果不错，但还应指导学生在实验操作中还需要更规范、更准确。发现问题有以下几点：
（1）在做实验之前，应直接在方案中对注意事项进行说明，从而避免一些不当的操作。
（2）在实验操作前应检查仪器，例如弹簧测力计使用之前应校准、调零、正确读数。（注：课前学生领到的仪器是教师检查并调整好的）
（3）部分学生使用弹簧测力计时，使其紧贴木板以及用描点法记录力的方向时用手按住细绳或弹簧测力计进行描点和读数，这些都会使拉力的记录出现较大偏差，拉力与细绳应平行于纸面，描点与读数应快速，准确。
（4）两个拉力同时作用于皮筋时，角度过大或过小以及作力的图示时图例过小，都会使所作平行四边形对角线的方向和长度产生较大误差，这点可以在减小误差方法时指导学生。
本节课将探究思考，实验操作，分析误差等问题交给学生解决，不仅使学生取得实验的成功，还提升了学生实验操作能力和分析能力，更增强了学生的学习兴趣，使物理学习能够持续发展。
附件1：实验方案
《探究共点力的合成》
实验方案
一、实验原理
根据合力与分力的等效替代关系，设计如下实验。首先用F1与F2将橡皮筋拉至某一长度，再单独用力F＇将这条橡皮筋拉至相同长度。那么，F＇即为F1与F2的合力。分别记录F1、F2和F＇的大小和方向。做出他们的的图示，再以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，所夹对角线，就是由平行四边形定则求得的合力F。比较F与F＇，若它们的长度和方向在实验允许的误差范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。
二、实验器材：
方木板一个、白纸一张、弹簧测力计两个、橡皮筋一根、细绳套两个、三角板、刻度尺、图钉若干。
三、实验步骤
1.在水平木板上固定一张白纸。
将橡皮筋的一端用图钉固定，另一端拴上两个绳套。
2.用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，将橡皮筋拉伸一定长度。用描点法记下橡皮筋末端所在的位置O，以及两侧拉力的方向OB，OC。并记录F1与F2力的大小。
3.
只用一个弹簧测力计再次拉动橡皮筋，使之末端也达到O点。记下此时拉力方向OD和力的大小F＇。
4.选取一定的标度，在白纸上做出与F1、F2和F＇的图示。
四、数据分析及实验结论：
5.根据力的平行四边形定则做出F1和F2的合力F。理论合力F与实际合力F＇的大小和方向基本相同。因此，在误差允许的范围内，合力和分力之间遵循平行四边形定则。具体地说，就是：
两个共点力的合力可以用表示这两个力的线段为邻边构成的平行四边形的对角线表示。实验求得合力F与实际合力F＇存在差异，
五、误差分析：
误差主要来源于：
1.弹簧测力计本身的精确程度产生的误差。
2.读数和作图产生的偶然误差。
六、注意事项：
为了避免错误或减小误差，实验应注意以下几点：
1.使用弹簧测力计之前要调零并校准，读数时应正视刻度。
2.要使三个拉力和橡皮筋在平行于纸面的同一平面内。
3.同一次实验中，橡皮筋的形变量要相同，所以结点位置不变。
4.为了准确记录力的方向，细绳应适当长一些，标记两条细线方向的两点要尽可能远一些。
5.在不超出弹簧测力计量程的条件下，应该尽可能使弹簧测力计的拉力大一些。两个分力间的夹角不宜过大或过小,一般取60度-120度。
6.画力的图示时，标度的选取要适当，要严格按照几何作图法作平行四边形。
附件2：导学案:实验报告
《探究共点力的合成》实验报告
姓名：
班级：
时间：
小组成员：
1、实验目的：
2、实验原理：
3、实验器材：
4、实验步骤：
五、实验数据处理
（附原始记录）
六、实验结论
七、误差分析
系统误差
偶然误差
八、注意事项
避免错误
减小误差的技巧
S
S
S2
S2
S1
S1
实验：探究共点力的合成
实验方案
误差分析及注意事项：
实验结论：
实验步骤：
实验原理：
实验器材：
实验目的：
实验验证
结论
推广
猜想
提出问题
O
F1
F2
F
F’
F’