《力的合成》说课稿

各位评委、各位老师：

  大家好！

我是来自铜陵市第三中学的参赛选手查旸，今天，我说课的内容是《力的合成》。《力的合成》是高中物理人教版必修一第三章《相互作用》第4节的内容。下面我将从教材分析、教学对象分析、教学方法分析、教学手段分析、教学过程简述以及教学反思这六个方面阐述我的教学设计。

教材分析： 

（1）  课程标准分析：

本节课的内容标准是通过实验理解力的合成，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。

（2）教材的体系与结构分析：

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替代的物

理思想。通过生活中的实例“提水”说明合力与分力是等效替代的关系。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。

（3）教材的地位与作用分析：

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。

（4）教学目标分析：

通过本节课的教学使学生能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想。能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并指导它是矢量运算的普遍规则。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夹角的关系。能应用力的合成知识分析日常生活中的有关问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

（5）教学重点、难点分析：

本节课教学过程中要渗透“等效替代”的物理思想，促使学生对力的平行四边形定则的发现与深刻的理解这是本节教学的重点。在完成教学重点的过程中如何设计实验，如何引导学生发现平行四边形关系，如何使他们从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨越是本节内容的难点。

（6）对教材的处理：

知识呈现顺序：合力和分力的概念→力的合成→共点力

二、教学对象分析：

思维特征：本节课的教学对象是高一年级的学生，这一时期的学生处于形象思维向

抽象思维过度、转化的阶段，因此在教学当中要由形象思维开始，在具

体材料的支持下体现合力和分力的等效替代关系，同时又要不失时机的

适时的向抽象思维过度。

认知基础：学生在初中只接受过求同一直线上二力的合力问题，升入高中后，开始

接触矢量的概念，对位移，速度，加速度，力这些矢量有一点感性的概

念认识，但对矢量运算的理性认识几乎没有，只有位移那儿好像有点儿

模糊的印象。他们更习惯于没有方向的物理量之间的代数运算。

三、教学方法：

创设情景，引导启发，实验探索，归纳总结，动手验证。

四、教学手段：

播放录像、电脑辅助、实验演示、模型建构、学生探究、归纳总结

五、教学过程：

新课引入：

科学源于生活、发展源于需要，为了引入合力和分力的等效替代关系，我设计

了这样的导入：著名笑星赵本山、范伟、高秀敏三人在春晚的舞台上表演的小品《卖车》成为当年春晚最大的一个亮点，小品中的“一加一算对等于二算错等于三”这句台词更是成为当年春晚之后的流行语，可是，通过本节课的学习我们将得到：1“+”1即使在算正确的情况下也可能不等于2！那又是为什么呢？

（设计意图：激发学生进一步探究的兴趣）

情景导入：

v    先让两个女生把一桶水提到空中静止，然后再让一个男生把同一桶水也提到空中静止.

 教师引导性叙述：两个女生对水桶的作用力和一个男生对水桶的作用力是等效替代的关系；

v    动画演示牛匀速拉车和人匀速拉车。

教师引导学生叙述：一头牛拉车的力和一个大人加两个小孩拉车的力也是等效替

代的关系。

其实前面学习重心的时候我们就学习过作用在物体上的力可以进行等效替换。教师适时引入合力和分力的概念。

教学内容：

一、合力和分力：

当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。

（引导学生以情景导入中所举事例分清哪些力是分力，哪些力是合力）

二、力的合成：

求几个力的合力的过程叫做力的合成。

（引导学生阅读课本上思考与讨论）

图中假如这桶水的重量是200N，两个小孩合力的大小一定也是200N。那么，如果两个孩子用力的大小分别是F₁和F₂，F₁和F₂两个数值相加正好等于200N吗？

演示1：两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为F₁和F₂；再用一个弹簧秤

悬挂同一个钩码，拉力为F。（分别请两位同学上台读数）

分析：我们发现F₁和F₂的数值相加大于F。

教师设问：那么互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，

又有什么样的关系？我们通过实验来探究这个问题。

 演示2：

实验猜想：一根橡皮条，要使其伸长一定的长度，可以用一个力F拉它，也可以

用两个力F₁和F₂同时作用.如能想办法确定F₁和F₂以及F的大小和方向，

就可以发现合力F与两分力F₁和F₂间的关系。

步骤一：一个同学用两个弹簧秤用力拉画图板上橡皮筋到O点，另一名同学记录下

弹簧秤的示数和绳的方向，并用图示法将两个力表示出来，分别用线段OA、

OB表示。

动脑想一想，请同学们想一想用什么办法可以达到同样的效果并代替这两个力？

（引导学生用一个弹簧秤将橡皮筋同样拉到O点，可以代替这两个力。）

步骤二：用一个弹簧秤将橡皮筋拉到O点，记录下弹簧秤的示数和绳的方向，并用

图示法将这个力表示出来，用线段OC表示。

进行猜想：同学们仔细看看，O、A、C、B的位置关系有什么特点？告诉大家一个小

“秘密”：在研究物理规律时，往往借助于数学中一些简单图形进行研究。

引导同学猜出（O、A、C、B好像是一个平行四边形的四个顶点，OC好像

是这个平行四边形的对角线。）

教师解说：OC好像是这个平行四边形的对角钱，这毕竟是一种猜测，究竟OC是不是

这个平行四边形的对角线呢？我们可以以OA、OB为邻边作平行四边形

OAC^/B，看平行四边形的对角线OC^/与OC是否重合。

得出规律：用两个三角板，以表示两个分力的有向线段OA、OB为邻边，用虚线作平行四边形OAC^/B。请几组同学上来比较他们所得平行四边形的对角线和合力，发现对角线与合力很接近。其它组同学比较一下是否得到同样的结果呢？

教师讲解：同一个实验，不同组的同学做，得到的结论基本上是一样的。对角线和合力非常接近。只不过有偏大、偏小、偏左、偏右等等这样的偏差，这种偏差可能是由实验误差引起的。同学们想一想，实验中如果没有误差，会得到什么结果呢？（对角线和合力重合）

经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认，对角线与合力重合，也就是说，对角线就可以表示合力。

讨论：由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力数值相加减.那么互成角度的两个力F₁和F₂的合力的大小和方向是不是能够以表示两分力F₁和F₂的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？下面请同学根据自己的实验数据来验证。

结论：总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，以表示

      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

的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形

定则。如右图：

学生分组实验：

为了使学生更容易更简便地演示和理解力的合成，我对学生分组实验演示进行了一些改进：

实验装置（每四人一组）：改进型力的合成演示仪3个（将橡皮筋放入与橡皮筋等长的塑料套管内，橡皮筋一端系上细绳，另一端用图钉和套管固定，使橡皮筋和细绳的结点与套管口平齐）、方木板一块、白纸一张、图钉若干；

实验步骤：

（1）   把一个演示仪A固定在木板的上部，用其他的两个演示仪（B和C）把它拉长到O点，并用图钉固定在木板上，可以从橡皮筋露出塑料套管的长度大致看出两个力的大小（力的大小和露出的长度成正比）以及两者之间的方向夹角，记下O点的位置以及B、C露出的长度L_B、L_C及方向。

（2）   去掉C，只用B把A拉到O点，记下此时B中橡皮筋露出的长度L及方向。

（3）   这样就可以勾勒出平行四边形了，那么L_B和L_C就是平行四边形的两条邻边，

L就是平行四边形的对角线，通过此实验，力的合成符合平行四边形定则。

（改进实验的优点：是方便实用，可以激发学生主动动手做实验的兴趣。）

[教师活动]

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。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，大多数同学得到了这个结论，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），也可能是操作上的失误。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。可以考虑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。

教师提问：刚才的分组实验有些细心的同学会发现，分力大，合力不一定大；分力小，合力也不一定小；合力F与分力F₁和F₂的夹角之间好似存在某种关系，那是一种什么样的关系呢？

运用动画演示器模拟合力与分力关系，让两个力F₁和F₂之间的夹角θ由0°→180°变化，可以得到：

（1）θ＝0°时，F₁、F₂共线同方向，F_合＝F₁＋F₂ ，合力方向与两个力的方向相同

（2）θ＝180°时，F₁、F₂共线反方向，F_合＝｜F₁－F₂｜，合力方向与分力F₁、F₂

中较大的方向相同。

（3）夹角θ越大，合力就越小。F_合随F₁和F₂的夹角增大而减小

（4）合力的取值范围：｜F₁－F₂｜ ≤ F_合≤ F₁＋F₂

（5）F_合可能大于、等于、小于 F₁、F₂

此时呼应前面的引入，让学生思考为什么说通过本节课的学习我们将得到：1“+”1即使在算正确的情况下也可能不等于2了！

二、共点力

    这部分内容较为简单，可让学生自学课本上有关共点力的知识，教师提示学生在阅读的时候注意这样几个问题：

1.什么样的力是共点力？

2.你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？

3.力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？

 注：这一部分知识相对简单，通过学生自学，锻炼学生的阅读能力和自学能力，

适时给出参考答案:

1、如果一个物体受到两个或更多个力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一个点上，或者虽然不是作用于同一个点上，但是他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力.

2、掌握共点力时，不仅要看这几个力是不是作用于一个点，还要看它们的延长线是不是交于一个点.

3、力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况.

提出问题：如何求共点的多个力的合力？

引导学生分析：任何两个共点力均可以用平行四边形定则求出其合力，因此对多个共点力的合成，我们可以先求出任意两个力的合力，再求这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力通过课件动画演示使学生加深对多个力的合力的理解。

课堂小结：

本节课你学习到什么，谈谈你对学习本节课的感受。（设计意图：学习的过程不是教师简单的将知识灌输给学生，而是学生自主建构知识的过程。学习意义的获得，是每个学习者以自己的知识经验为基础，对新信息重新认识与编码，建构自己的理解。）

布置作业：

针对学生能力上的差异进行分层训练，既使学生掌握基础知识，又使学有佘力的学生有所提高，从而达到拔尖和“减负”的目的。

板书设计：

4  力的合成

一、力的合成

1、合力和分力

2、探究力的合成实验

3、平行四边形定则

二、共点力

六、教学反思

本节课的教学难点应该是实验的设计与操作过程，一定要让学生在动手实验的基础上得出力的合成法则——即平行四边形定则，这样才能使学生在掌握这个问题上能够深刻地理解并能够在实验过程中锻炼能力.对于平行四边形定则的应用，应该多举例子，也可以安排一节习题课进行专门练习，并在习题课中补力的合成的另外一种常用的方法——三角形定则，供学生开阔视野。

我的说课完毕，谢谢大家！