博學(xué)之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之不積跬步，無以至千里。滕州二中史孝武第6頁共6頁第5頁共6頁第四節(jié)力的合成滕州二中史孝武★三維目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念。2、理解合力與分力的關(guān)系是作用效果上的等效替代。3、通過實(shí)驗(yàn)探究得出力的合成遵循的定則。4、掌握力的平行四邊形定則，并會(huì)簡單的應(yīng)用。（二）過程與方法1、通過合力與分力概念的建立過程，體會(huì)物理學(xué)中常用的研究方法──等效替代法。2、通過探究求互成角度的兩個(gè)力合力方法的過程，向?qū)W生滲透科學(xué)研究的基本過程。3、培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問題的方法的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。2、培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識(shí)。★教學(xué)重點(diǎn)1、通過實(shí)驗(yàn)探究得出力的平行四邊形定則。2、力的平行四邊形定則的理解和應(yīng)用。★教學(xué)難點(diǎn)1、合力與分力間的等效替代關(guān)系。2、通過實(shí)驗(yàn)探究得出力的平行四邊形定則。3、通過作圖法確定合力。4、合力的大小與兩個(gè)分力間夾角的關(guān)系。★教學(xué)方法1、創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)啟發(fā)，讓學(xué)生體會(huì)并接納等效觀點(diǎn)，從而得出合力、分力的概念。2、實(shí)踐體驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)探索，歸納總結(jié)，從而得出平行四邊形定則。★教學(xué)用具：多媒體、長約30cm的橡皮條、實(shí)驗(yàn)器材（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)用）；彈簧秤2個(gè)、橡皮筋1條，20cm細(xì)線1條（兩端打好套）、白紙1張、圖釘幾個(gè)、三角板一對(duì)★教學(xué)過程1．新課引入演示實(shí)驗(yàn)一：方木板上釘一個(gè)或兩個(gè)圖釘，懸吊起一個(gè)重錘。木板背對(duì)學(xué)生。教師：大家猜測木板后面有幾根繩子懸掛重錘。學(xué)生猜測可能是一根，也可能是兩根，也可能是多根。教師：不管你猜的繩子是幾條，它們的作用效果怎樣？學(xué)生：它們的作用是等效的，一根繩子和幾根繩子都能把重錘吊起來。教師：同學(xué)們還能舉出哪些類似的例子？2．學(xué)習(xí)新課（1）合力與分力學(xué)生繼續(xù)對(duì)上述問題進(jìn)行討論。師生舉例：一個(gè)人搬起石頭和兩個(gè)人搬起石頭，這兩組力是等效的；兩個(gè)人提起水桶和一個(gè)人提起水桶，這兩組力是等效的；一個(gè)人勻速拉車子和一個(gè)人拉、一個(gè)人推車子相同速度前進(jìn)，這兩組力是等效的；曹沖稱象故事中，石塊的重量和大象的重量是等效的……教師可展示圖片。教師：等效替代是物理學(xué)中常用的方法。在提水桶的事例中，F(xiàn)1、F2共同的作用效果和F一個(gè)力的作用效果相同，我們就把F1、F2叫F的分力，F(xiàn)叫F1、F2的合力。教師繼續(xù)提出問題：提水桶事例中，分力F1、F2與合力F是同時(shí)作用在水桶上嗎？學(xué)生一致回答：不是。師生總結(jié)：分力與合力并不是物體的重復(fù)受力，他們是等效替代的關(guān)系。教師繼續(xù)引導(dǎo)：在大量的實(shí)際問題中，物體往往受到幾個(gè)力。為了研究問題的方便，我們把幾個(gè)力的作用效果用一個(gè)力來替代，這樣就把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為較簡單的問題來處理，已知分力求合力的過程就叫力的合成。教師說明：提水桶事例中，分力F1、F2作用在把手的同一點(diǎn)或延長線交于一點(diǎn)，這樣的一組力叫共點(diǎn)力，接下來我們研究共點(diǎn)力的力的合成。設(shè)計(jì)意圖：通過參與實(shí)驗(yàn)，舉例說明，讓學(xué)生體會(huì)“等效替代”的思想。一方面，為學(xué)生進(jìn)行力的合成遵循法則的學(xué)習(xí)做好鋪墊——在解決力的合成時(shí)，緊緊抓住力的作用效果是解決問題的關(guān)鍵；另一方面，可以突破“等效替代”思想學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。（2）力的合成教師：在物理學(xué)中，研究問題通常先從最基本、最簡單的情況開始研究，我們先來看兩個(gè)力的合成。探究實(shí)驗(yàn)：探究力的合成運(yùn)算法則──平行四邊形定則1、提出問題：力的合成所遵循什么運(yùn)算規(guī)律？教師：初中我們學(xué)習(xí)過同一直線上兩個(gè)力合成的方法，請(qǐng)同學(xué)們回顧。學(xué)生討論。學(xué)生代表發(fā)言：同向時(shí)，合力大小等于兩分力大小相加，方向與分力方向相同。反向時(shí)，合力大小等于兩分力大小相減，方向與較大分力方向相同。教師給予肯定。教師：生活中我們經(jīng)常見到的是兩個(gè)分力并不在一條直線上。比如，在黑板平面上拉橡皮條。演示實(shí)驗(yàn)二：用一個(gè)力把掛在黑板上的橡皮條結(jié)點(diǎn)拉至某一位置O點(diǎn)，再用兩個(gè)力把橡皮條拉至O點(diǎn)。教師繼續(xù)提出問題：互成角度的兩個(gè)力的合力是不是等于兩個(gè)分力的加減呢？學(xué)生討論，有的同意這種方法，有的不同意。教師引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)這一方法的正確性。學(xué)生討論，學(xué)生可提出這樣的思路：用彈簧測力計(jì)測出力的大小，看看示數(shù)是否滿足相加的方法。學(xué)生實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)上述假設(shè)。師生總結(jié)：實(shí)驗(yàn)中示數(shù)表明，合力并不等于兩個(gè)分力相加減。設(shè)計(jì)意圖：體現(xiàn)科學(xué)研究的層次性，同時(shí)為學(xué)生的學(xué)習(xí)搭建“腳手架”。通過這一環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生對(duì)合力并非分力的代數(shù)和有感性認(rèn)識(shí)。2、繼續(xù)猜想分力與合力的可能關(guān)系？教師引導(dǎo)：是什么原因造成了合力并不是分力的代數(shù)和？學(xué)生討論。學(xué)生：合力不僅與分力的大小有關(guān)，還應(yīng)該與分力的方向有關(guān)。教師利用學(xué)生提出“方向”這一問題，及時(shí)進(jìn)行后續(xù)的引導(dǎo)。教師：我們可以用彈簧測力計(jì)測出力的大小，那么，我們?nèi)绾螌ふ也⒚枋隽Φ姆较蚝妥饔命c(diǎn)呢？教師利用彈簧測力計(jì)拉橡皮條的事實(shí)，逐步讓學(xué)生分析出下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想：①橡皮條上系上一細(xì)繩，彈簧測力計(jì)的掛鉤掛在細(xì)繩上，兩點(diǎn)確定一條直線，可以準(zhǔn)確描繪力的方向。②在一平面上，可利用力的圖示畫出力的三要素。根據(jù)上面的分析討論，教師把兩彈簧測力計(jì)拉橡皮條這一實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)分力利用力的圖示畫在黑板上。接下來，學(xué)生利用提供的實(shí)驗(yàn)器材完成探究實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)意圖：通過這樣師生間的討論和教師引導(dǎo)，為學(xué)生的分組探究實(shí)驗(yàn)作好鋪墊。3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案提供的實(shí)驗(yàn)器材有：彈簧秤2個(gè)、橡皮筋1條，20cm細(xì)線1條（兩端打好套）、白紙1張、圖釘幾個(gè)、三角板一對(duì)4、在實(shí)驗(yàn)前要思考的問題為方便大家有一個(gè)較好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，教師可以提供下列問題，幫助學(xué)生討論。1）、怎樣選取研究對(duì)象？2）、怎樣保證合力和分力等效？3）、怎樣記錄和描述每一個(gè)力？學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生代表發(fā)言。師生總結(jié)：用彈簧測力計(jì)拉橡皮條到同一點(diǎn)，利用力的圖示分別把這兩組力畫出來，從而可以尋找他們之間的規(guī)律。5、根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的討論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。大多數(shù)同學(xué)可以準(zhǔn)確地畫出三個(gè)力的圖示。教師引導(dǎo)：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。學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。各小組學(xué)生展示：大多數(shù)同學(xué)可以得到類似平行四邊形的圖形。6、實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？教師：一個(gè)小組得出類似平行四邊形或許是偶然的，但是很多小組都得出了類似平行四邊形的圖形，力的合成或許與平行四邊形有種必然的關(guān)系。如果互成角度力的合成滿足平行四邊形關(guān)系，我們可以分力為鄰邊，規(guī)范準(zhǔn)確地畫出平行四邊形，看看對(duì)角線和之前所畫的合力是否重合，如果重合就說明力的合成遵循平行四邊形的規(guī)律。學(xué)生繼續(xù)分組實(shí)驗(yàn)。學(xué)生小組展示，尺規(guī)作圖所畫的對(duì)角線與合力基本重合。結(jié)果表明，在誤差允許的范圍內(nèi)，利用平行四邊形所畫出得對(duì)角線的大小和方向與事實(shí)上的合力是吻合的，至此，我們有更充分的證據(jù)表明共點(diǎn)力的合成遵循：如果用表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形，則這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這個(gè)法則叫平行四邊形定則。教師補(bǔ)充說明：非共點(diǎn)力的合成不遵循平行四邊形定則。設(shè)計(jì)意圖：通過探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生畫出了類似平行四邊形的圖形，但還不能說得出了“平行四邊形定則”這一結(jié)論，而如果平行四邊形是正確的，便可以再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，這同時(shí)也體現(xiàn)“科學(xué)規(guī)律的力量”，讓學(xué)生經(jīng)歷較完整的科學(xué)探索過程，并對(duì)科學(xué)本質(zhì)有初步的認(rèn)識(shí)，這對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是大有裨益的。（3）平行四邊形定則的應(yīng)用教師：我們通過探究實(shí)驗(yàn)得出力的合成遵循平行四邊形定則，繼續(xù)來看一個(gè)簡單的應(yīng)用。教師繼續(xù)提出問題：兩分力大小一定時(shí)，合力隨分力夾角的增大如何變化？什么情況下合力最大？什么情況下合力最小？合力的取值范圍是什么？學(xué)生討論。教師可用Fash動(dòng)畫進(jìn)行演示、說明。兩分力大小一定時(shí)，合力隨分力夾角的增大而減小。合力的取值范圍是：|F1－F2|≤F合≤F1+F2例題：1、有兩個(gè)力，一個(gè)是10N，一個(gè)是2N，它們的合力有可能等于5N、10N、15N嗎？合力的最大值是多少？最小值是多少？2、關(guān)于兩個(gè)力的合成，說法正確的是（）A.兩個(gè)力的合力一定大于每個(gè)分力B.兩個(gè)力的合力一定大于較小的那個(gè)分力C.兩個(gè)力的合力一定等于兩個(gè)分力的和D.當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí)，它們的合力可能等于分力大小3．反思小結(jié)通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，你收獲到了什么？4．鞏固練習(xí)A組（鞏固基礎(chǔ)）1、力F1=3N，方向水平向右，力F2=4N，方向豎直向上，這兩個(gè)力均作用在同一物體的同一點(diǎn)上，求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向。（作圖法和計(jì)算法）2、兩個(gè)共點(diǎn)力的合力最大值為35N，最小值為5N，則這兩個(gè)力的大小分別為N和N；若這兩力的夾角為900，則合力的大小為N。B組（中等難度）3、三個(gè)力的大小分別為F1=4N，F(xiàn)2=5N和F3=6N，已知其合力為0，則F1、F2的合力的大小和方向如何？4、三個(gè)力F1=4N、F2=5N、F3=6N的合力F的大小的范圍？C組（較高難度）5、在一個(gè)平面內(nèi)有六個(gè)共點(diǎn)力，它們的大小分別是F、2F、3F、4F、5F、6F，相互夾角均為600OO1F2F3F4F5F6F60O教學(xué)反思本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探究過程和探究過程中的方法與體驗(yàn)