視頻標(biāo)簽：力的合成

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視頻課題：高中物理人教課標(biāo)版必修1第三章第四節(jié)力的合成-湖北省課

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：高中物理人教課標(biāo)版必修1-5力的合成-湖北省課

教學(xué)目標(biāo)
教 學(xué) 目 標(biāo)
1、知識(shí)與技能
（1）能從力的作用效果等效性來(lái)理解合力與分力的概念。
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出力的平行四邊形定則。
（3）會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。
（4）知道合力大小與分力大小、夾角的關(guān)系。
2、過(guò)程與方法
（1）．了解物理學(xué)常用的方法——等效替代法．
（2）．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
（3）．學(xué)生在親自探究過(guò)程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的．
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生交流的能力、團(tuán)結(jié)合作精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體會(huì)在科學(xué)探究中即要大膽猜想，又要嚴(yán)謹(jǐn)求證。
2學(xué)情分析
3重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
1、通過(guò)實(shí)例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究“互成角度的兩個(gè)力的合成”所遵循的平行“四邊形定則”
教學(xué)難點(diǎn)
理解合力與分力關(guān)系、實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施。
4教學(xué)過(guò)程
4.1第一學(xué)時(shí)
4.1.1教學(xué)目標(biāo)
教 學(xué) 目 標(biāo)
1、知識(shí)與技能
（1）能從力的作用效果等效性來(lái)理解合力與分力的概念。
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出力的平行四邊形定則。
（3）會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。
（4）知道合力大小與分力大小、夾角的關(guān)系。
2、過(guò)程與方法
（1）．了解物理學(xué)常用的方法——等效替代法．
（2）．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
（3）．學(xué)生在親自探究過(guò)程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的．
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生交流的能力、團(tuán)結(jié)合作精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體會(huì)在科學(xué)探究中即要大膽猜想，又要嚴(yán)謹(jǐn)求證。
4.1.2學(xué)時(shí)重點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
1、通過(guò)實(shí)例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究“互成角度的兩個(gè)力的合成”所遵循的平行“四邊形定則”
4.1.3學(xué)時(shí)難點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn)
理解合力與分力關(guān)系、實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施。
4.1.4教學(xué)活動(dòng)
活動(dòng)1【導(dǎo)入】力的合成教學(xué)設(shè)計(jì)
教 學(xué) 過(guò) 程
（一）情景引入：
1、 實(shí)例演示 ：分別請(qǐng)一位女生和兩位男生把一個(gè)水桶從地面上提起后不動(dòng)。
同學(xué)們仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)一位女生用一個(gè)力和兩位男生用兩個(gè)力共同作用把水桶提起， 在這個(gè)事件上，這一個(gè)力產(chǎn)生的作用效果和兩個(gè)力的作用效果是相同的。
2、介紹生活中還有很多例子可以說(shuō)明同樣的問(wèn)題。
【展示幻燈片，欣賞圖片】 引入：在這些例子中，一個(gè)力與幾個(gè)力產(chǎn)生了同樣的效果，可以用這一個(gè)力代替那幾個(gè)力，這一個(gè)力與那幾個(gè)力是什么關(guān)系呢?這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這些知識(shí)。
（二）建立概念
一、合力、分力、力的合成：
1、剛才一位女生用一個(gè)力和兩位男生用兩個(gè)力共同作用把水桶提起， 在這個(gè)事件上，這一個(gè)力產(chǎn)生的作用效果和兩個(gè)力的作用效果是相同的，這一個(gè)力叫合力，那兩個(gè)力叫分力。
當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí)，我們常常可以求出這樣一個(gè)力，這個(gè)力的作用效果跟原來(lái)幾個(gè)力的共同作用效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，原來(lái)的那幾個(gè)力叫做分力。求幾個(gè)力合力的過(guò)程叫做力的合成 。
2、注意力合成的思想：為了問(wèn)題簡(jiǎn)化，用一個(gè)力等效代替幾個(gè)力，并不是物體多受了一個(gè)合力。
3、那么幾個(gè)力的合力怎樣來(lái)求呢?
【展示幻燈片，欣賞圖片】
（三）猜想探究：
創(chuàng)設(shè)情景、提出問(wèn)題
力的合成是不是簡(jiǎn)單地相加減．它們之間的關(guān)系到底是怎樣的呢?
為了得到它們的關(guān)系，這節(jié)課要求同學(xué)們用實(shí)驗(yàn)親自探究。
實(shí)驗(yàn)探究求合力的方法
1、學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
根據(jù)桌上提供的器材來(lái)探究求合力的方法，同學(xué)們先按座位分小組討論 ：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗?（2）誰(shuí)是研究對(duì)象？力的作用點(diǎn)在哪？哪是分力？哪是合力？（3）怎樣保證兩分力F1、F2和合力F等效？（4）實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄些什么？（5）力的三要素如何確定？（為了降低探究難度，要求學(xué)生閱讀課本中的實(shí)驗(yàn)描述得到一點(diǎn)提示，同時(shí)把這里的問(wèn)題用幻燈片顯示保留）
學(xué)生閱讀完課本相關(guān)內(nèi)容后，在做實(shí)驗(yàn)之前，讓一個(gè)小組的同學(xué)回答以上問(wèn)題，介紹他們的實(shí)驗(yàn)器材的選擇和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程。
2、以下內(nèi)容學(xué)生回答，教師補(bǔ)充完善
對(duì)于受力物體的選擇，我們選擇了容易發(fā)生形變的橡皮條來(lái)進(jìn)行。在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同作用下讓橡皮條都被拉到同一點(diǎn)。
【展示幻燈片】
選擇的儀器：方木板、白紙、圖釘（若干)、橡皮條、輕質(zhì)圓環(huán)、細(xì)繩套(兩根)、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、刻度尺、量角器。
實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì) ：
（1）把木板平放在桌子上，用圖釘把白紙定在木板上。
（2）用圖釘把橡皮條一端固定在G點(diǎn)(G點(diǎn)的位置應(yīng)該靠近頂端中點(diǎn))，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套，結(jié)點(diǎn)自然狀態(tài)在E點(diǎn)。
（3）用兩彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)。并記下O的位置，用鉛筆在白紙上從O點(diǎn)沿兩條細(xì)繩的方向畫(huà)直線，分別讀出記下兩只彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1、F2的大小。
（4）放開(kāi)彈簧測(cè)力計(jì)，使結(jié)點(diǎn)重新回到E點(diǎn)，再用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，記下細(xì)繩的方向。
（5）按同一標(biāo)度作出F1、F2和F的力的圖示
（6）探究這三個(gè)力的大小及方向的關(guān)系．
4、學(xué)生開(kāi)始分組探究
（教師巡視解惑，觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，數(shù)據(jù)處理，要求操作的規(guī)范，遵從實(shí)驗(yàn)結(jié)果，盡量把誤差減小到最小。）
提出注意事項(xiàng)：
①同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是；將兩只彈簧測(cè)力計(jì)勾好后對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在拉的過(guò)程中，讀數(shù)相同，則可選，若不同，應(yīng)另?yè)Q，直至相同為止，使用時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)與板面平行。
②在滿足合力不超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)量程及橡皮條形變不超過(guò)彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一些，以減小誤差．
③在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長(zhǎng)的結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同．
④畫(huà)力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫(huà)得大一些，但也不要太大而畫(huà)出紙外．要嚴(yán)格按力的圖示要求作出力。
5、分析交流
當(dāng)學(xué)生完成以上實(shí)驗(yàn)步驟中的第（5）步后請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)分析三個(gè)力的圖示的關(guān)系，是不是合力大小等于兩個(gè)分力大小之和? （建議用虛線把合力的箭頭端分別與兩個(gè)分力的箭頭端連接，也許能夠得到啟示。）
觀察得到：虛線和原來(lái)的兩個(gè)分力構(gòu)成了一個(gè)四邊形，這個(gè)四邊形好像是平行四邊形，兩個(gè)分力為平行四邊形的兩條鄰邊．合力為它們所夾的對(duì)角線上
6、論證總結(jié)【投影展示幾組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
總結(jié) ：在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)幾乎是以F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線。這就是今天我們用自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)探究出的結(jié)論。實(shí)際上在我們之前偉大的人們已經(jīng)做過(guò)很多次的、精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，最后確認(rèn)，互成角度的兩個(gè)力的合成，不是簡(jiǎn)單的兩個(gè)力相加減，而是用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，這個(gè)法則叫做力的平行四邊形定則。
（四）鞏固反饋
問(wèn)題1、下面我們通過(guò)一個(gè)例題進(jìn)一步加深對(duì)平行四邊形定則的理解。
【幻燈片展示例題】學(xué)生讀題并嘗試解決例題
例題：如圖，水桶重200N，兩個(gè)同學(xué)分別用200N的力互成150 °角提水桶，能不能提起來(lái)？
解： 取1㎝長(zhǎng)的線段表示50N的力
作出力的平行四邊形，如圖所示，
量出對(duì)角線長(zhǎng)度，
則合力大小F=104N提不起來(lái)。
回顧兩位男生提水的情景
問(wèn)題2：在兩個(gè)分力大小不變的情況下，改變兩個(gè)分力的夾角，合力怎樣變化?
①合力隨夾角的變大而變小，隨夾角的變小而變大．
什么情況下合力最大，什么情況下合力最小?
②當(dāng)兩個(gè)分力之間的夾角為0°時(shí)兩個(gè)力的合力最大，最大值為二力之和；當(dāng)兩個(gè)分力之間的夾角為180°兩個(gè)力的合力最小，最小值為二力之差．
【幻燈片展示 欣賞動(dòng)畫(huà)】 進(jìn)一步體會(huì)合力的大小和分力夾角之間的關(guān)系
【幻燈片展示】
⑴F合隨F1和F2的夾角θ增大而減小
⑵合力的取值范圍：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
⑶F合可能大于、等于、小于 F1、F2
五、小結(jié)
這節(jié)課主要掌握利用平行四邊形定則，用作圖法求兩共點(diǎn)力的合力，并且用作圖法得出兩力夾角在不定的情況下，F(xiàn)合取值范圍，同學(xué)們下課后要多動(dòng)手練習(xí)，掌握這種方法。
六、布置作業(yè)
課本64頁(yè)課后習(xí)題“問(wèn)題與練習(xí)”中的第2、3題
七、板書(shū)設(shè)計(jì)
一、合力與分力：一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟幾個(gè)力的共同作用效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，原來(lái)的那幾個(gè)力叫做分力。
二、力的合成：求幾個(gè)力合力的過(guò)程叫做力的合成 。
三、探究 ：求合力的方法。
四、鞏固反饋：
1、問(wèn)題1：求兩個(gè)等大已知分力的合力。
2、問(wèn)題2：當(dāng)兩個(gè)分力大小定時(shí)，合力大小與分力間夾角θ關(guān)系。
3、問(wèn)題3：兩人提水怎樣更省力。
八、教學(xué)反思
由于學(xué)生已習(xí)慣質(zhì)量、體積等標(biāo)量的代數(shù)運(yùn)算，習(xí)慣于l＋l=2，1-1＝0，而對(duì)于矢量運(yùn)算中出現(xiàn)的l＋l＜1，l＋l＞1，l＋l=1等這些難以接受。為了改變學(xué)生的這一習(xí)慣，突破這難點(diǎn)，讓學(xué)生真正掌握矢量的合成法則——平行四邊形定則，在這堂課上一直以學(xué)生為主體，避免教師一言堂，一些環(huán)節(jié)采用師生對(duì)話，教師以提出問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生。多些時(shí)間給學(xué)生，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)例理解合力與分力是等效替代的關(guān)系；通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)探究“平行四邊形定則”真正體現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正學(xué)有所得。
 

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