2021学年第1节 力的合成一等奖教案

——《力的合成》第一课时 教学设计

【教学目标】

一、知识与技能：

1．理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。

　　2．理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。

　　3．掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用它求两个分力以及几个分力的合力。

　　4．通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。

二、过程与方法：

1．通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法──等效替代法。

　　2．通过研究求互成角度的两个力合力方法的过程，向学生渗透科学研究的基本过程。

三、情感态度与价值观：

　  1．体会逻辑思维和实验相结合研究问题的巨大作用，并由此体会到科学研究的乐趣。

2．体会科学研究中与他人合作、交流的重要性和必要性。 

【重点难点】

一、教学重点：

1.合力与分力的关系。

2．得出平行四边形定则的实验过程。

3．平行四边形定则的应用。

二、教学难点

如何引导学生自己完成实验，并得出力的合成满足平行四边形定则这一结论。

【课堂流程】

一、课堂引入——探究生活中的加法现象激发学生的学习动机

表一：

问题：1+1一定等于2吗？尝试从生活经验中举出1+1的情景。

二、定性探究——体验“1N+1N”结果的多样性

分组实验：

（1）学生四人一组。一人负责观察和记录；另外三人负责用弹簧秤进行操作。

（2）负责操作的三人分工如下：一个人手持一把弹簧秤（记为弹簧秤1）不动，另外两人，每人一把弹簧秤（记为弹簧秤2、3）同时去拉弹簧秤1，拉动时确保弹簧秤2、3示数为1N；

（3）负责观察和记录的学生记录弹簧秤1的读数。

紧接着，进行第二步实验：笔者要求学生用刚才的操作使弹簧秤1得到“0N，0.5N，1N，1.3N，2N，2.3N”等读数；要求实验结束后交流操作技巧。

实验结论如下：

（1）利用弹簧秤2、3的拉力方向改变来达到目的；

（2）“2.3N”无法实现。

提出两个问题：

（1）在调整弹簧秤2、3方向过程中，两弹簧秤方向之间是否有某种联系？

（2）你觉得“2.3N”无法实现，是实验技巧问题还是有内在的物理规律决定的？

带着这两个问题，学生再次投入到实验中。此时笔者引导他们组与组之间进行交流讨论。

问题的答案：

（1）弹簧秤1的读数越大，弹簧秤2、3的夹角越小。

（2）没有哪个组能得到“2.3N”的读数，应该是有内在的物理规矩决定这是不可能的。

三、理论探究——寻找带有方向的加法经验（理论）

师：之前是否有过把方向带入物理量进行相加的经验。

生：（自由交流讨论后）物体运动先后两段位移相加时方向会影响结果。比如前面举的例子，先向前走1m，再向后走1m，总位移是0，而先向前走1m，再沿垂直方向向右走1m，总位移就是。

师：大家都同意吧！非常好。我在黑板上画两个分位移位移示意图，找同学上来画一下最后总位移。（如图1）

生：（答案如图1）

师：（在黑板上画一个物体受两个力的示意图（图2））

大家能否猜测一下，画出两个力的合力？

生：……

师：（进一步引导）我对位移示意图（图1）的添加辅助线（PPT动画平移X1、X2），请大家仔细观察（图3）。

……

同学们，平移后得到的形状是什么形状？

生：平行四边形。

师：总位移在平行四边形的什么位置？

生：对角线。

请大家比较猜测，大胆画出合力F的示意图。

生：上黑板作出示意图，如图4.

师：大家觉得这个示意图有没有道理？

生：有道理。

师：平行四边形对角线有两条，合力是哪条对角线？

生1：两个分力为两个分力所夹的那条，

生2：以分力作用点为出发点的那条。

四、定量探究——用力的图示法进行实验验证

……（接上面环节）

师：非常好。那么，我们的猜测是否正确是否需要进一步证明？

生：要的。最好用实验验证一下。

师：是的。实践是检验真理的唯一标准。接下来，我提供一些器材，大家一起来设计实验验证我们刚才的猜想。

按之前的分组，每四人提供一套用橡皮筋等器材设计出传统的“验证平行四边形定则”实验进行实验验证。在设计过程中，避免直接给出实验方案、注意点，让学生多想方法，多交流，教师适当做一些引导，最终由学生在实践中逐步完善实验设计，教师主实验小组代表进行汇总，总结出完善的实验设计和操作步骤，然后全班进行一次完整的实验，并对实验结果进行交流、讨论，最终得到实验论。

……

得出结论后向学生说明力的合成规律在物理上称为“平行四边形定则”。

在第二课时中，要求学生课后按小组自主设计新的实验方案，有条件的把设计的实验操作过程录下来进行交流。

教学设计说明：该教学设计为了充分体现学生主体的探究理念，为了符合物理规律的认知过程，学生活动多，教学节奏慢，尤其是最后的定量分组实验，既是培养学生实验能力的重要环节，也是高考重点要求知识。所以整个教学设计应分为两课时完成。其中“四、定量探究部分”应放在第二课时，充分展开，锻炼学生实验能力。

纵观整个教学设计。课题引入环节，学生从最熟悉的生活经验开始，所得的知识必然和自己已有的知识和经验紧密联系，这对新知识的理解和掌握应用都有很大帮助。探究过程，定性探究确定探究方向，到理论探究确定规律，在用定量实验检验猜想，整个过程服从了“发现问题—分析问题—提出猜想—验证猜想”的真实探究进程，培养了学生科学思维、科学探究能力和精神。