視頻標簽：力的合成和分解

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視頻課題：高中物理部編版新教材課堂教學優質課比賽必修一第三章《3.4 力的合成和分解》王（合肥市合肥）

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高中物理部編版新教材課堂教學優質課比賽必修一第三章《3.4 力的合成和分解》王（合肥市合肥）

核心素養理念下《力的合成和分解》教學設計

• 教材分析：

學生在初中已經接觸過求沿同一直線上的兩個力的合力的方法，在第一章位移的學習中，也初步學習了矢量的合成（既有大小又有方向的量）本節則進一步介紹矢量運算的普遍法則——平行四邊形定則。
教材首先從一個靜止的物體受到五個力，問如何判斷其運動方向出發，提出“等效替代”的思想。從這一思想出發，列舉了兩個等效替代的實例：兩個人提水和一個人提水，其作用效果相同；吊燈用一根懸線懸掛和兩根懸線懸掛，其作用效果相同，從力的“作用效果相同”的“等效替代”思想提出來分力與合力的概念。接下來，教材提出了如何探究力的合成與分解的問題，并依據“等效替代”的思想設計了實驗進行探究，得出力的合成與分解所遵從的法則——平行四邊形定則。最后，教材再次從物理量運算的角度，給出了矢量和標量的區別，提升學生對矢量和標量的認識。
從最新版的《普通高中物理課程標準》來看，課標對本部分的要求是：“通過實驗，了解力的合成與分解，知道矢量和標量”。

• 學情分析：

學生在初中就學習過一條直線上兩個力的合成所滿足的規則，但是對于不共線的兩個力的合成，學生既缺乏感性，也缺乏理性的認識，甚至也很難提出來不共線的兩個力的合力該如何合成這樣的問題。所以，教師要引導學生思考并提出這一問題。另外，學生在學習第一章位移的時候已經學習了矢量的概念，已經知道同一直線上的位移和速度矢量是如何加減的，當然根據位移的矢量運算能夠部分推知矢量運算所滿足的法則，而平行四邊形定則，屬于矢量運算的一般法則。這一運算法則的得到需要利用到初中的平面幾何知識（如平行四邊形、三角形的性質和作圖的知識），學生的初中幾何掌握的情況會在一定程度上影響這部分內容的學習。
從標量的代數加減法到矢量的平行四邊形法則對學生來說是很大的轉折，學生很難一下子適應過來。因此，新授課之后需要習題課來鞏固這種運算規則。
三．教學目標：
物理觀念：
1.能夠從等效替換的思想中提煉出合力與分力的概念。
2.能通過力的合成與分解來研究力的加減。
3.知道力的分解是力的合成的逆運算，遵循同樣的法則。
4.理解當物體受多個共點力的作用時，可逐步合成。
5.知道矢量運算與標量運算的根本區別是運算法則的不同。
科學思維：
1.理解為何可以通過等效替代的思想來探究分力與合力的關系。
2.經歷實驗探究過程，自主歸納總結出力的合成和分解所遵從的法則——平行四邊形定則。
3.會利用力的圖示或三角函數知識求解合力。
科學探究：
1.經歷初步探究過程，明確合力與分力的關系不僅與大小有關還與方向有關。
2.能夠利用已提供的器材并參考教材設計出探究分力與合力關系的方案。
3.經歷猜想→驗證→得出結論的過程，體驗科學探究的奇妙和樂趣。
科學態度與責任：
1.通過聯想代數加減法、二力共線合成方法，先初步探究二力不共線時的合成規律，進一步通過實驗定量探究二力合成所滿足的規律，最后用更精密的儀器再次探究，帶著學生體驗科學探究的循序漸進和步步深入的嚴謹風格。
2.通過簡單回顧矢量運算的物理學史，讓學生體驗科學探究之曲折。
四．教學資源設計：

1. 定性探究實驗所用器材：兩個演示測力計、鉤碼以及細線。

 
2.定量探究的實驗器材：長木板、白紙、工字釘、橡皮筋和細繩套、刻度尺、彈簧測力計以及輕質小環（作為研究對象的子母環）等
 
3.精密的定量實驗探究器材：兩個力/傾角傳感器、一個拉力傳感器。
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. 手機、電腦以及希沃授課助手：將電腦與手機的西沃授課助手連接，可將許多組學生所做實驗結果直接投屏展示，從而實現數據共享，既節約了時間，也能夠起到更好的分享效果。

 
5.自制ppt演示文稿。
五．重難點：
重點：1.理解合力、分力的概念，體會等效替代的思想；
2.通過實驗，探究求合力的方法。
難點：力的合成的實驗方案設計、實施、猜想以及規律的得出。
 
六．教學方法：
講解法、演示法、討論法、歸納法、邏輯推理法、實驗探究法等。
七．主要教學環節：
第一環節：
閱讀教材問題導入新課。教師通過展示兩組圖片，讓學生感受等效替代的思想，建立合力和分力的概念。初步了解共點力概念。
第二環節：
利用演示實驗初步探究兩個力的合成規律，讓學生體會到互成角度的兩個力的合力不滿足代數加減運算法則。
分組實驗探究，尋找規律。利用彈簧測力計、橡皮筋等器材，結合教材提出實驗方案并分組探究，提出猜想并驗證，最終得到互成角度的兩個力的合成所遵循的規律。最后將平行四邊形定則推廣至力的分解。
第三環節：
初步應用。將初中所學習的二力共線合成的方法納入到平行四邊形定則中，探討多力合成的方法，梳理矢量和標量的區別。
第四環節：
課堂小結。

• 教學過程設計：

教學環節	教師活動	學生活動	設計目的
導入	教師板書：4.力的合成和分解	閱讀教材第68面的問題部分，思考作用效果相同的力之間能夠等效替代。	以教材中的如何求五個力的合力的問題導入，貫穿整節課的內容。
新課講授一：分力與合力	情景1：兩個小孩分別用力、共同提著一桶水，水桶靜止；一個大人單獨向上用力也能提著這桶水，讓水桶保持靜止。 情景2：一根彈簧秤用力F將橡皮筋從黑色節點拉到紅色節點，或者用兩根彈簧秤互成角度用力F1、F2也能將橡皮筋從黑色節點拉到紅色節點 根據其一個力與多個力的“等效替代”關系，提出合力與分力的概念。[板書：合力          分力 ]   在上述事例中，力F可以看作、的合力，、可看作F的分力。分力與合力之間可以等效替代的。[板書：等效替代] 初步介紹共點力概念。提出力的合成與分解的概念。[板書：合成、分解]	看圖片、觀察并思考，在大腦中醞釀“分力”與“合力”的概念。	由等效替代思想提出“分力與合力”的概念，初步介紹共點力的概念以及力的合成與分解的概念。
新課講授二：探究分力與合力之間的關系	環節1：引導學生回顧初中所學習的二力共線的合成方法	學生回顧初中的二力共線的合成方法：兩力方向相同，則合力即為這兩個力的大小相加，方向跟這兩個力的方向相同；如果這兩個力的方向相反，則用大的力減去小的力，最終的合力方向則與較大的力的方向一致。	通過聯想舊知，提出新的疑問。
	提出問題：如果兩個力互成一定的角度呢？
	環節2：教師演示：用互成角度的彈簧測力計定性探究分力與合力所滿足的規律。	讀數、記錄并思考，兩個力互成一定角度是否還滿足初中的結論。	引起學生認知矛盾。
	提出問題：如何定量探究“兩個互成角度的分力與其合力的規律”呢？
	環節3：設計實驗并定量探究 第1步：教師展示定量探究器材，引導學生通過閱讀教材并結合所提供的實驗器材，三人一個小組，組內討論，你們組打算怎樣設計這個實驗。       第2步：教師根據學生所設計方案，在黑板上演示探究的操作步驟，與學生共同討論實驗中的注意事項問題。       第3步：下位指導學生探究，并用希沃授課助手同屏分享       第4步：分享學生的探究結果并引導學生提出猜想         第5步：引導學生驗證猜想         第6步：教師演示實驗：用兩個“力/傾角傳感器”驗證二力合成所滿足的規律。       第7步：二力合成的平行四邊形定則結論的得出以及相關歷史回顧，并推廣至力的分解。	閱讀教材并結合桌面實驗器材，組內討論并分享實驗方案         學生觀察教師黑板演示過程，與教師共同討論實驗中的注意事項問題     分組實驗探究         學生提出猜想           學生驗證猜想，并得出初步結論。       學生觀察，確認此前的結論。	解決探究的原理與方法的問題             解決如何探究的問題。         進行實驗         培養學生通過觀察思考提出猜想的能力。         通過初步探究到定量探究到精密實驗探究，培養學生深度思考與探究的能力。         通過歷史回顧以及推廣，讓學生體會科學探究的曲折。
初步應用	1.初中所學習的同一直線上的兩個力的合成的方法時候可否納入到平行四邊形定則中？     一個靜止在某平面的物體受到了五個力，我們該如何求其合力？	學生分享個人思考	拋開“等效替代”思想下分力與合力關系的研究，直接應用平行四邊形定則解決實際問題。
新授課三：矢量和標量	安排學生自主閱讀以下教材第70-71面的《矢量和標量》的內容，閱讀的時候思考兩個問題： 什么是矢量，什么是標量，矢量和標量的區別是什么？ 矢量的正負跟標量，比如溫度的正負一樣嗎？	學生自主閱讀該部分內容，并回答兩個問題。	深化學生對矢量和標量的認識。
回顧與小結	教師總結：我們利用了力的作用效果相同提出了分力與合力的概念，利用等效替代的關系通過實驗我們探究了分力與合力所滿足的規律，并進行了初步的應用，最后我們研究了矢量和標量的區別。下節課我們將繼續研究平行四邊形定則進一步的應用。	學生回顧。	回顧小結并引出下次課的內容。

 
九．板書設計：
 
4.力的合成和分解

• 合力和分力：等效替代
• 力的合成和分解：

遵從：平行四邊形定則
三．矢量和標量
 
十．教學后記：
從今年的優質課校內選拔以來，就不斷地在思考一節好的課應該有怎樣的特征，在與組內同行、省市專家的不斷地交流中深深地體會到，首先要突出重難點，要有嚴謹的邏輯，內容不要駁雜而沖淡主題，實驗要精，盡量一貫到底，要細致地、全面的閱讀教材和課程標準，從物理學科素養角度去思考各個環節的學科素養的顯性化的問題。起初，我覺得這節課可創新的點很少，在逐步的深入研究下去才發現，這節課想上好十分難，非常考驗教師的基本功以及實驗組織、設計以及學生自主探究的能力。因此在打磨過程中，不斷地吸取同行的意見，同時也在跟上課的學生做深度的交流。我發現，當我把課堂更多的讓位給學生以后，課堂不僅活了，而且迸發出思想的火花和探究的樂趣。
這節課尤其讓我十分享受也是很驚心動魄的一點是大家做出來圖形之后的猜想，有的孩子直接聯想到位移矢量，猜想合力與分力可構成三角形上面來了，可以說這一猜想非常有創造性思維也非常有洞察力，一旦把課堂更多的讓給學生，則學生真的很令人驚嘆。所以，我以后要把課堂時間多交還給學生。
這段時間備課、磨課以來，也非常考驗我的深度思考以及合理吸收同行建議的能力。我發現，我們學校每個同行都是那么的優秀，那么的有創造力，很多老師都能說出讓人贊嘆的考量和邏輯來，深感自身能力的不足，以后還是要多跟同行交流，多向同行學習。
這節課也有許多不足之處，比如有些地方語言不夠精煉，因為是錄課，互動過程中有些學生語言沒有錄進去，還有就是在錄課的后期肢體動作有一點多。這都些是我要反思改進的地方。

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