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視頻標簽：力的合成和分解
所屬欄目：高中物理優質課視頻
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》李（馬鞍山）
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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》李（馬鞍山）
| 課題 |
人教版高中物理必修第一冊第三章第四節 《力的合成和分解》 |
| 授課人 | |
| 教材分析 |
力學部分是高中物理重要的內容，是學生學習后續其他物理知識的基礎和鋪墊。力的合成和分解是學習力學的基礎，是分析解決物理問題的重要方法，是高中物理的基石。 通過前面學習，學生已經對矢量以及力的圖示法和三種基本性質力有了一定的了解，這些都對本節內容起了良好的鋪墊作用。研究多個力的合力問題，它是前幾節內容的深化，依據等效思想給出合力與分力概念，并通過實驗探究推理歸納出矢量運算普遍遵守的法則——平行四邊形定則，使學生對矢量和標量認識得以完善。 矢量運算始終貫穿在高中物理知識內容的全過程中，具有基礎性和預備性。為以后學習曲線運動，動量等知識奠定了基礎。 新教材將原本力的分解一節刪去，將力的合成和分解合并為一節，弱化了原本對力的分解時大量直接求解分力這一教學過程，更加注重物理學科的本質，培養學生的學科核心素養。同時將力的合成和分解作為共點力平衡條件解決問題的一個計算步驟，規范了力學的解題思維，有利于學生形成科學的分析思路。 |
| 學情分析 |
學生已經學習了三種基本性質力和力的圖示法，對矢量也有了初步的了解，這對于本節課的學習有著一定的基礎作用。但是學生在實驗探究能力上仍然不足，而本節課至關重要的實驗“探究兩個相互角度的力的合成規律”需要重點啟發和引導。 |
| 教學目標 |
物理觀念 （1）從力的作用效果理解合力、分力的概念； （2）通過實驗了解力的合成和分解的規律——平行四邊形定則； （3）初步利用矢量運算法則——平行四邊形定則對力進行合成和分解，解決生活實際問題。 |
科學思維
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科學探究 本節的主要實驗——“探究兩個互成角度的力的合成規律”側重探究分力與合力是何關系這一“問題”要素，學會對問題的可能結論做出猜想。根據分力以及它們的合力的矢量圖的平面位置關系，猜想它們可能構成平行四邊形的幾何關系，進而通過作圖檢驗這個假設。 |
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科學態度與責任 （1）在學生探究實驗中，應要求學生對實驗數據采取實事求是的態度，對偏高實驗預期的數據，也要如實記錄，然后分析是誤差原因還是實驗操作失誤； （2）運用自己所學的知識正確解決生活和社會中的實際問題，有利于增強學生的成就感和責任感。 |
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| 教學重點 | （1）利用等效替代思想理解分力和合力的概念； |
| （2）通過實驗歸納出力的平行四邊形定則； | |
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教學難點 教法 學法 |
在實驗探究過程中由力的圖示法猜想出分力與合力可能存在的幾何關系。 教法：創設物理情境，演示實驗法，啟發法以及總結歸納法。 學法：科學實驗探究法，分析總結歸納法。 |
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教具 |
多媒體課件，小桶，彈簧測力計，橡皮筋，細繩套，三角板，圖釘，白紙 |
| 教 學 過 程 | ||||||||
| 教學環節 | 教師活動 | 學生活動 | ||||||
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導 入 |
通過多媒體課件展示生活中的自然現象——蜘蛛結網，將蜘蛛網簡化成模型圖。 引發學生思考：其中一根蜘蛛絲斷裂，網會偏向什么方向？如果我們能找到這樣一個力，來代替這么多力，表示它們總的作用效果，那問題不就簡單了嗎？這種方法我們就稱為力的合成。 |
學生按要求思考，感受力的合成在生活中實際問題的體現。 |
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新課教學 （一） 合力與 分力 |
【共點力】 共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點。這幾個力叫做共點力。下面我們先研究共點力的合成。 板書 力的合成 【投影圖片】 通過圖片舉例大量生活實例來說明對力進行合成是有意義和必要的。 板書 目的：化繁為簡 【播放拉力器視頻】 兩位女同學對拉力器產生的作用效果和兩位男同學對拉力器產生的作用效果完全相同，用這一個力就可以完全代替那兩個力。由此提出分力和合力的概念。 板書 分力，合力 思想：等效替代 |
感受力的合成在生活中的應用和目的 體會合力和分力的“等效替代”的思想。 |
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（二） 力的合成 |
   同一條直線兩個同方向的力的合成    
【啟發新知】 用兩個彈簧測力計互成角度的拉一個水桶，使它保持靜止狀態，然后再用一個彈簧測力計拉同一個水桶保持靜止狀態。 【分組實驗：互成角度的兩個力的合成規律】 實驗器材：橡皮筋、兩個彈簧秤、細繩套、木板、白紙、圖釘、刻度尺 實驗方案：先用兩個彈簧測力計拉橡皮筋，再用一個彈簧測力計拉橡皮筋，使兩個橡皮條的形變大小方向完全一致。記錄下第一次兩個力的大小和方向和第二次一個力的大小和方向，提出注意事項 測量記錄：學生分組動手操作，記錄一組分力和合力 作出圖示：力的圖示法 猜想并驗證：以兩個分力為鄰邊作出一個完整的平行四邊形，作出平行四邊形的對角線即為猜想的合力，與實際測得的合力進行比較 得出結論：平行四邊形定則 分析實驗誤差：讀數，操作 【平行四邊形定則】 兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個法則就叫作平行四邊形定則。 板書 方法：力的圖示法 規律：平行四邊形定則 |
回憶舊知，思考新知 學生讀數，感受互成角度的兩個力的合力不再滿足簡單的代數相加減 學生思考：如何使兩次橡皮筋形變大小方向完全一致，得出在橡皮筋一端固定的情況下，將橡皮筋另一端拉至同一點 學生思考：我們要測量什么物理量？如何進行測量？深刻理解實驗的目的和實驗思想 通過觀察分力和合力構成的圖形，引導學生將分力與合力末端連線并思考，猜想可能是平行四邊形的兩條邊和對角線的關系 體會“數形結合”的思想 |
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（三） 力的分解 |
在上述實驗中，如果把操作順序對調，即先用拉力 F把橡皮筋拉到 O點，再用拉力 F1 和 F2 共同拉橡皮筋產生相同效果，則 F1 和 F2 就是 F的分力，這就變成了“探究力的分解規律”的實驗。由于各個力的數據都沒有改變，因此，力的分解也遵從平行四邊形定則。 板書 力的分解 滿足平行四邊形定則 如果不加限制條件，以一個力為對角線可以作出無數組平行四邊形，力的分解要按具體問題來確定 板書 具體問題確定 |
學生感受力的分解其實就是力的合成的逆過程，同樣滿足平行四邊形定則 理解要按具體問題來分解 |
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（四） 矢量和標量 |
【矢量】 既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則的物理量。 例：位移、速度、加速度、力等 【標量】 既有大小沒有方向，相加時遵從算術法則的物理量。例：質量、路程、功、電流等 |
理解平行四邊形定則又稱為矢量運算法則 |
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（五） 課堂反饋 |
回答問題：一個靜止的物體如果受到多個力，會向什么方向運動？ |
學生利用所學內容解決實際問題 |
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（六） 課堂小結 |
合力和分力 力的合成規律 力的分解規律 矢量和標量 |
教學過程到此結束，學生整理并總結 |
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板書設計 |
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教學反思 |
這節課體現在學生對探究過程的體驗和“等效替代”、“數形結合”思想的滲透，學生開啟思維，掌握方法。 但是學生一直以來都習慣于代數計算，因此在教學中要注意糾正學生的一貫錯誤。實驗是學生接受物理知識最符合認知規律的方法。本節課的教學設計正是基于實驗，讓學生親自實踐，實驗探究，培養學生的實驗探究、團結合作、歸納總結等能力。 利用課堂活動，體會力的分解是按效果進行分解，不再強調以往大量的為了分解而分解的教學方式，規范學生的科學分析思維。 |
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
