34力的合成教学设计

《力的合成》教学设计【教材分析、学生分析及教学处理】“平行四边形定则”是矢量运算的普遍法则，学习它不但是研究力的合成与分解的需要，也是为以后学习速度的变化、动量的变化等矢量运算做准备，但矢量的运算法则对初学者来说是很难跨越的一个台阶，为此可关注以下几点：1、对于本节教学，改变了过去一贯采用的“验证性”实验教学方式，而采用“探究性”实验教学，让学生在自己原有“同一直线上两个力的合成”的知识基础上，通过“猜测、实验、归纳、总结”的探究过程，自己得出“不在同一直线上的两个力的合成”所遵循的“平行四边形定则”，并让学生在此过程中体会“实验归纳法”。2、学生对矢量的认识还很肤浅，但只要老师引导得当，注重分析贴近学生生活的实际问题，就目前学生的知识水平而言，教学活动应该会比较顺畅，学生各方面的能力可以得到培养。3、教材在第一章第2节中已经设置了一个“思考与讨论”栏目，让学生通过对两段互成角度的位移的合成，体验矢量相加的“三角形定则”，虽未提到“平行四边形定则”，但已为后面有关矢量合成的研究埋下伏笔。所以在本节课中，应该加以充分利用，使学生在学习过程中感觉自然、水到渠成。4、力的合成规律的探究过程依据的是“等效替代”思想，学生只有领悟了这一思想，才有可能以它为指导思想真正理解“平行四边形定则”，才有可能灵活应用。5、利用实验探究的方法来得到平行四边形定则，一来可以培养学生进行实验探究的能力，二来可以培养学生勇于探索的精神。学生经过这一过程，在一定程度上也提高了运用知识的能力。【教学目标】（一）知识与技能1、理解合力与分力的概念，知道什么是力的合成。2、掌握力的“平行四边形定则”，会用作图法求两个共点力的合力。3、会定性分析合力随两个分力夹角的变化情况，掌握合力的变化范围。4、能区分矢量与标量，能用力的合成分析日常生活中的问题（二）过程与方法1、采用“等效替代”思想来理解合力与分力的概念，并在这一思想的指导下，通过实验探究来体验“力的平行四边形定则”的发现过程。2、采用实验探究的学习方式，通过独立思考与分组讨论等过程，培养学生设计实验及观察实验现象的能力，以及分析、综合、归纳的能力。3、通过课堂实验的设计及操作过程，培养学生利用现有器材设计实验的能力及一些器材的等效替代的实验方法。（三）情感、态度与价值观1、通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的积极性、主动性和创造性。2、通过力的合成的研究与规律的发现，培养学生严谨的科学态度，逐步养成用科学方法与科学知识理解和解决实际问题的习惯，提高科学素养。3、通过分组实验，培养学生合作、交流的能力与团结协作的精神。【教学重难点】重点：渗透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四边形定则的发现与深刻的理解。难点：①平行四边形关系的发现；②从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨越；③对合力与分力间的“等效替代”关系的真正理解与灵活运用；④判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围。【教学器材】演示用器材：重力为2~3N的钩码1只（系上细绳套两根），演示弹簧秤2只，尺子1根【教学过程设计】（一）引入新课前面，我们已学习了物体间相互作用的各种表现，如重力、弹力、摩擦力，也知道了如何对物体进行受力分析。那么，当物体的受力情况比较复杂时，是否存在简化问题的科学方法和途径？现在就来探究这个问题。（二）进行新课一、引出概念回顾知识：（幻灯片）初中学习的求同一直线上的两个力的合力。提出问题：他们对小车加了几个力？……能用一个力来等效替代它吗？……怎样替代？学生回答：用水平向右100N的力。（幻灯片：切换到用水平向右100N的力推的情景）点评：（幻灯片）等效思维方法，是科学研究的一种重要方法。例如“重心”。＜设计说明＞

引出“等效替代”的思想，是发现力的合成法则的前提，是至关重要的环节。如果这一环节做得不到位，即使“完成”了后面的教学，学生对为什么要进行力的合成、为什么可以进行力的合成、怎样进行力的合成等等问题的理解都是模糊的。所以，“等效”思想需反复强调，以使之深入人心。引出概念：（幻灯片）如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力（resultantforce），而那几个力就叫做这个力的分力（componentsofforce）。二、对力的合成法则的探究（一）提出问题设置陷阱：（幻灯片）如果两个小孩施加在水桶上的力都是200N，那么一个大人需要施加多大的力才能等效替代？一般回答：400N；可能回答：小于400N（一般是已预习过的学生或是参加竞赛的学生）质疑：你怎么知道？有科学依据吗？演示1：用两只演示用弹簧秤(“这是两个小孩的手”)，通过两个细绳差不多竖直地提起一个钩码(“这是水桶”)，让学生读数，再用一个弹簧秤提起钩码，让学生读数，结果基本验证了“合力等于分力大小之和”。提问：两个小孩在提水时手臂是这样竖直的吗？演示2：让两个提钩码的弹簧秤有一定的夹角……学生发现：合力大小不等于分力大小之和，而且随着两个分力的夹角增大，两个分力的大小之和与合力大小的差距越来越大！——这是为什么？（在黑板上从同一点出发大致画出两个分力及一个合力的方向）学生：很想知道合力跟分力之间到底有什么关系。(二)学生看书总结出结论力的合成法则——平行四边形定则三、力的合成法则的应用1、已知F1、F2和F1和F2的夹角A，求合力F1FF2AAF2=F12+F2F1FF2AA提出问题：当两个分力的大小一定，而夹角变化时，合力会怎样变化？其变化范围是怎样的？2、当两分力大小恒定，分力的夹角（00-1800）对合力的影响①当两个分力方向相同时（夹角为00）合力最大，F＝F1+F2合力与分力方向相同；②当两个分力方向相反时（夹角为1800）合力最小，F＝︱F1-F2︱合力与分力F1、F2中较大的方向相同。③合力大小范围︱F1-F2︱≤F≤F1+F2④合力可能大于、等于、小于任一分力教师展示：两个分力的大小一定而夹角变大或变小时合力大小变化情况的flash动画＜设计说明＞

通过感性认识升华“合力与分力之间的关系”的理解。得出结论：夹角越小，合力越大，当夹角为0°时，合力有最大值F＝F1+F2；夹角越大，合力越小，当夹角为180°时，合力有最小值F＝︱F1-F2︱

。3、例题：有两个力，一个是10N，一个是2N，它们的合力能等于5N、10N、15N吗？这两个力的合力的最大值是多少？最小值是多少？四、课堂小结2.2.一个定则:3.一个关系1.一个思想:等效替代合力可能大于、等于、小于分力平行四边形定则适用所有矢量的合成合力范围：︱F1-F2︱≤F≤F1+F