高中物理-力的合成教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计思想为了体现新课程所倡导的教学理念，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。为了让学生更好地体验科学研究的方法和过程，发展自主学习能力，培养良好的思维品质，强化小组交流与合作意识，淡化机械式训练，摒弃灌输式教学；教师一定要把握好自己的角色，是适时适度地“引导”和“参与”，决不能搞型式化的探究。在以往的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，学生被动地接受，很难从多方面培养学生的综合素质。

教学目标

1知识与技能

（1）能够从力的“效果”角度理解合力与分力的概念；

（2）掌握力的平行四边形定则，知道它是合成力的基本定则，学会初步运用平行四边形定则求合力；

（3）会用作图法求解两个共点力的合力；并能意识到其合力随夹角是变化的。

2过程与方法

（1）能够通过实验探究归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

（2）体会等效代替的思想方法，参与实验探究过程，培养学生动手操作能力和协作能力；

（3）培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律以及归纳总结问题的能力。

3情感、态度与价值观

（1）培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

（2）培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。

（3）培养学生合作、交流、互助的精神。

（4）让学生树立科学探究中大胆猜测，严谨求证的科学思想。

教学重点及难点

重点：渗透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四边形定则的发现与深刻的理解。

难点：①实验的设计；②平行四边形关系的发现；③从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨越。

教学方法

创设情景，引导启发，实验探索，归纳总结。

教学器材

演示用器材：木板（系有细绳套两根），白纸，图钉，，演示弹簧秤2只，弹性较好的橡皮条1根，尺子。

学生用器材：按小组：①木板1块；②白纸1张；③图钉5枚；④橡皮条1根；⑤细绳2根（两端做好套）；⑥弹簧秤2个；⑦铅笔1只；⑧量角器1只；三角尺1-2只，圆规1只。

教学过程的设计

1新课的引入

[教师活动]多媒体展示和现场演示：生活中常见的几种现象：提水、运送货物、拉伸弹簧，讲“曹冲秤象”的故事。

[学生活动]让学生举生活中类似的例子。

[教师活动]引导学生理解合力与分力等效代替的关系，得出合力和分力的概念。并复习提问初中学过的同一直线上求两个力的合力的问题：（两种情形，分力同向和反向时）并引导学生用“等效替代”的思想去理解这两种情形，然后再抛出“两个互成角度的分力与其合力有什么样的关系呢？”“合力是否等于两分力大小之和或之差呢？”也可以让学猜测“合力的大小在什么范围内？”。引导学生设计实验用“等效替代”的思想靠测量的方法先去找到两分力与合力，并将它们表示出来，然后再探究它们之间的关系。

2指导学生实验设计中应注意的一些问题

（1）问题的提出：两个互成角度的共点力与其合力有什么样的关系？

（2）设计实验时应注意的问题：

①用什么方法找分力与合力，实验中应怎样实现分力与其合力产生的作用效果相同？

②如何知道力的大小？如何确定力的方向？

③实验中需要记录哪些数据？怎样可以更直观简洁地同时描述力的大小和方向？

④该实验中可能出现误差的原因有哪些？你该如何处理？

3进行实验

[学生活动]四个学生为一小组进行分组实验。

[教师活动]在旁巡查，适时加以指导，实验时要分布引导学生注意以上4个问题。引导学生按书中的建议把合力的箭头和两分力的箭头连接起来，再看看这些图形有什么共同点和不同点。引导学生利用现有的实验结果大胆地提出科学合理的猜想──满足平行四边形定则，再让学生变化角度实验，验证猜测。

4对实验结果进行分析与评估并归纳得出结论

[学生活动]学生通过实验探究确定了两个分力与合力，并且用力的图示将它们表示出来后，到讲台上展示交流实验中得到的图形，并思考归纳、总结本实验探究的结论。学生探究到的合力与分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，也可能是一些其他图形。

[教师活动]总结说明：多数组得到了平行四边形这很好，对于没有得到平行四边形的，也要尊重实验，实事求是。教师要特别说明：即使今天我们所有组都得到了平行四边形规律，就一定能说明分力和合力满足平行四边形定则吗？在科学探究中这样做可吗？（学生能意识到这样做不妥）

[教师活动]总结说明：因为我们只做了有限的几组实验,就得出结论。这当然不可取！科学探究往往要通过不同情况下的对大量实验数据的分析论证才能得出具有普遍意义的科学规律，有时还需要通过理论证明才能加以推广。而我们这节课只做了有限的实验，其实两分力和合力的关系满足平行四边形定则，早就被科学家证实了，大多数同学得到这个结论，而少数同学未能得到，那是因为实验中出现了问题，可能是实验误差（读数误差、作图误差、系统误差），甚至是操作上的错误。请学生下课后分析造成的原因。事实证明不仅力的合成满足平行四边形定则，所有的矢量合成都满足。让学生返回到前面学习位移时的几个问题，用平行四边形定则重新看待那些问题。

5例题分析

教科书中的例题比较简单，但学生在作图时常常不规范，教师要强调学生注意1．合力，分力要共起点，虚线，实线要分清。

2．合力，分力标度要相同，作图要准确。

3．对角线要找准，不要忘了方向。

6共点力可让学生自学共点力的概念，强调平行四边形定则只适用于共点力。

7最后可以让学生思考（1）思考分力一定时，随着夹角的增大合力如何变化？

（2）联系生活体验，两个同学提一桶水，两人手臂间夹角大些省力还是小些省力？

（3）实际生活中物体往往受到多个力，怎样求多个共点力的合力呢？鼓励学生课后继续探究。《力的合成》学情分析从知识上说，学生更习惯于没有方向的物理量之间的代数运算，在初中只接受过在同一直线上的二力的合力问题，进入高中后，开始接触矢量的概念。平行四边形定则是学生第一次接触，对于刚进入高中的学生来说，在接受矢量运算时有一定的困难，而一旦过了这一关，则是学生认识上的一次质的飞跃。因此放慢教学过程，营造良好的教学氛围为学生提供自主探究“力的合成法则”提供保障。让学生在探究过程中获得切身的体验，更有利于学生深刻理解矢量的合成法则，也才真正符合新课标物理教学的要求。《力的合成》效果分析这节课的整体流程设计与课堂实施效果，我自己感觉还是比较顺利，比较满意。在反复的修改中，我摆脱了课堂教学是要一味的放手让学生去探究的误区，学会站在学生的角度思考，尽力达成三维目标。让学生不会觉得物理那么难学，物理与生活的联系是那么紧密。本节课我以龙舟比赛的训练场景导入新课，体现了在实际生活中合力处处存在以及合力的重要性。新课标要做为我们备课、上课的依据。对比了新旧课标，对会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力；知道合力的大小和分力的夹角的关系的要求没有变化。但新教材对本节的要求突出了等效替代的物理思想和探究实验。所以在备课中，我的教学设计力图在这两个方面做到有效的突破。用简单的生活实例为引入，分析斜拉索与桥墩都可以起到承担桥梁重量的作用：一个大人与两个小孩都可以提起水桶。这里体现了等效替代的思想，近而得出合力、分力、力的合成概念。如果要用一个力替代几个力，如何替代。作用效果相同是关键，把同学们的精力集中到寻找等效力，看合力与分力到底存在怎样的关系。学生进行分组实验探究，要求做出力的图示。之后归纳总结得出平行四边形定则。等效替代是物理学中常用的方法，之前找重心用到等效替代的思想，在以后的学习过程中，例如运动的合成和分解，等效电路，交流点的有效值定义等，都要用到等效替代的方法。本节想突出这一思想，几个力找一个力替代时，紧紧抓住力的作用效果是解决问题的关键，并贯穿于课堂始终。

力的合成这一实验由传统教材的验证实验改成了探究实验体现了新课程以学生为主体的教学思想，让学生在探究活动中体验更加真实而深刻。以前把实验结果告诉学生，而我们现在是探究性的实验。虽然实验本身看起来与传统教材中一样，但写法和学生的做法都有很大差别。探究有难度，考虑学生的情况，要让这一个力去替那两个力，就要使它们作用效果相同，也就要使橡皮筋向同一个方向形变相同。

力的合成这一实验在以前做为验证实验就并不简单,现在是探究实验更增加了难度,所以放慢教学，在探究中切身体验，有利于理解矢量合成的法则。实验过程中适当引导,引导的过程中可控可放。在学生动手做实验之前就提出一个建议和一个要求。建议：“用两个力拉动时，希望同学们两个力适当的大些，力间的夹角也大些。”要求：“每组只需要精干的做一次实验，为了便于寻求合力与分力之间的关系，同学们要做出两个分力与一个合力的力的图示。”这样做降低了实验探究的难度也便于得出实验结论，让学生更加明确实验该做什么。不然，学生即使有了实验设计思想，在实际操作中也很难想周全该记录什么。要求做出两个分力于一个合力的力的图示，就需要学生在动手之前想好怎么记录力的大小、方向、作用点。之前的这些准备都是为了能顺利的进行到本节的重要部分：分析与论证，交流与合作。在学生实验的过程中，课堂实现了学生为主体，也体现了教师应该作为第一主体的意义。巡视给予指导，发现共性问题时集中分析讨论一下，同学们有这样的一些做法好不好？视学生出现的问题而定，做到“可控性的开放”。当学生们拿出自己的“作品”，这时他们是很激动的。进一步提出问题：“建议同学们把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端做连接，组成了一个四边形，这个四边形有什么样的特点？”绝大多数组的同学说是平行四边形。为了培养学生科学严谨的态度，又提出：量量两组对边，检验是否是平行四边形。多听几组同学们的数据汇报，进行充分的讨论交流。归纳总结得到平行四边形定则。《力的合成》教材分析《力的合成》是必修一第三章第四节课的内容。在学习了重力、弹力、摩擦力三种性质的力之后。本节课是探究矢量运算的普遍法则──平行四边形定则。这个定则是矢量运算的工具，掌握好这个定则是学好高中物理的基础．本章是高中力学的基础知识，如何从代数运算过渡到矢量运算是本节的难点。同时，平行四边形定则的探究过程，对培养学生科学的探究精神也有很重要的作用。合力和它的分力是等效替代关系，学生不易理解，是难点。教材通过多个实例分析说明一个力的作用效果可以与多个力的共同作用效果相同，因此一个力可以与作用效果相同的多个力相互替代，从而引出合力与分力，及力的合成的概念。教学上用一个人提水和两个人提水的例子说明这个问题。教科书用简单的语言和一幅卡通图引入了合力和分力的概念及等效代替的物理思想。通过生活中的实例“提水”说明合力与分力是等效代替的关系。比较直观，学生也容易接受。将求合力的方法──平行四边形定则，由旧教材的验证实验改成新教材的探究实验，说明新教材更注重知识的形成过程。教材中对于“平行四边形定则”的得出是希望学生自己动手设计出实验方案，以探究的方式去寻找分力与其合力的关系，最终发现结论。让学生在探究过程中掌握知识，培养能力，领悟科学研究的魅力，并学会互相交流合作。在探究实验之前，教科书上设置了“思考与讨论”栏目，让学生思考猜想，也体现了科学猜想在科研中的重要性。为了降低探究的难度，书中写出了探究时要注意的4个问题，以及“建议用虚线把合力的箭头端分别与两分力的箭头端连接”等提示性的话语帮学生突破思维的障碍。在得出矢量的合成法则──平行四边形定则后，教科书又设计了简单的例题让学生练习尝试使用“平行四边形定则”去求合力。随后又点明了多力合成的办法和思路，可以进一步加深学生对“等效替代”的理解。紧接着又通过“思考与讨论”栏目让学生知道合力与原来两分力夹角的关系，还将初中的“同一直线上二力的合成”情景也包含了进去，让学生认识到“同一直线上二力的合成”只是“平行四边形定则”的特殊情形。最后教材通过生活中的插图说明了共点力的概念及平行四边形定则的适用条件。力的合成评测练习

1．关于两个力的合成，下列说法正确的是（）A．合力大小一定大于分力大小B．合力大小至少大于两分力中的一个分力大小C．两个分力夹角为钝角时，合力大小一定小于两分力的大小D．两个分力夹角为锐角时，合力大小一定大于两分力的大小2．大小分别为5N、7N、9N的三个力合成，其合力F大小的范围为（）A．2N≤F≤2ONB．3N≤F≤21NC．0≤F≤20ND．0≤F≤21N3．两个共点力、，其合力为F，下列关于它们取值的一些说法正确的是（）A．若不变，的大小不变而方向改变，则F有最小值B．若不变，改变总保持合力F方向不变，则有最小值C．保持合力F不变，保持方向不变，改变的大小和，则有最小值D．若仅改变、方向，使其大小不变，同时保持合力F不变，则、的方向是惟一的4．两个大小确定的共点力和，若和夹角逐渐增大，则合力（）A．大小不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先减小后增大5．两个共点力、，F=10N，保持大小方向都不变，变化的大小和方向，发现合力F总等于10N，则下列关于的取值可能的是（）A．20NB．10NC．5ND．25N6．如图1-39所示，用两根绳子吊着一个物体，逐渐增大两绳间的夹角，物体始终保持静止，则两绳对物体的拉力的合力（）A．大小不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先减小后增大7．有5个力作用于一点O，这5个力构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，如图1-41所示，设，则这5个力合力的大小为多大？

参考答案1．D两个力、的合力F大小范围为，由此式可以看出，幌力未必大于两分力，所以A错。设两分力夹角为α，利用平行四边形法则，由余弦定理其合力为，若，cosα<0，当时，，所以C错；当，同时时，，，所以B错。当时，，，∴，，所以D正确。2．D三力的合力求其大小的范围，则先确定两力合成的大小范围，5N和7N的合力F′最大值为12N，最小值为2N，也就是F″可能大小为9N，若是F′的方向与9N力的方向相反，这两力合成后的合力可能为零，若F″的大小为12N时，其方向与9N的方向相同时，合力的大小可能为21N，实际上就是三个力的方向相同的结果。综上所述，选项D正确。3．A、B、C按题意画出上述各种情况的矢量分析图，如图甲、乙、丙、丁所示。由甲图中可以看到，所以F有最小值，，A正确；由乙图可以看出，当不变，F方向不变时，有最小值为，B正确；由丙图可以看出，当F不变，方向不变时，有最小值为Fsinα，C正确；当、大小不变，方向改变而总使合力F不变时，可分别以表示合力F的线段两端点为圆心，以表示、的线段长为半径画圆，画出、如丁图所示，可以看出，由、为邻边以F为对角线构成的平行四边形绕通过的F的轴转动时，、的方向都发生了变化，所以，、的方向应有无数组，D错误。4．C、大小一定，当夹角逐渐增大时，合力是减小的。5．A、B、C设、之间夹角为α，当α取值不同时，取不同的值使得F恒为10N，根据平行四边形定则和合力的概念，可知：α=0时，，；当α=180°时，，；所以随着α的变化，可在0~20N之间发生变化，故A、B、C正确，D错误。本题可通过作图法简便求解，如图所示，以表示的线段长度为半径作圆，OA即为；表示合力F的线段端点轨迹都在圆上，由图中可看出，得出A、B、C正确，D错误。6．A如图所示，若改变、的方向，其合力F仍与G构成一对平衡力，是不变的。7．解：由于对称性，其合力的方向一定沿力的方向（与合成；与合成）。在图中作出这些力合成的平等四边形，由图可知力与的夹角为120°，它们的大小相等，合力在其夹角的平分线上，合力大小等于其分力大小，故力与的合力大小为同理，力与的合力大小也在其夹角平分线上，由图中几何关系得故这5个力的合力《力的合成》教学反思

力的合成这节内容在整个高中物理中占有相当重要的地位，它前面连接的是物体的受力情况，后面在力的合成的基础上进行力的分解，及后面牛顿第二定律的应用，是整个动力学的基础部分，因此它在高中物理教学中有着举足轻重的地位。

这堂课我主要采取诱导式及探究式教学方式，在学生初中学过同一直线上二力的基础上逐步引入不在同一直线上二力的合成，同时结合现实生活中的实例逐步引导学生领悟互成夹角的二力与合力的等效替代关系，在学生原有认知的基础上纳入新知，符合学生成长的认知结构的发展，同时在理解合理与分力基本概念的基础上逐步深入，通过实验