3.4+力的合成与分解+教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册
《力的合成和分解》
教学设计
参赛科目：物理
参赛教师：
3.4 《力的合成和分解》教学设计
一、教材分析
学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法，在第一章也初步接触过位移的矢量合成，本节的内容进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。
教科书首先结合提水桶、吊灯悬吊在天花板上等实例，根据等效思想提出合力与分力的概念；然后提出力的合成和分解的探究问题，并设计实验进行探究，得出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则；最后，从物理量运算的角度，提升对矢量和标量的认识。
- 学情分析
对于本章来说，把牛顿第三定律由原来在牛顿运动定律之后，提前放入本章，这就为解答共点力平衡问题的受力分析奠定了必要的知识基础。为此，本章在重力、弹力、摩擦力的后面，增加“牛顿第三定律”一节课文，并在该节课文中，专门设立了一个“物体受力的初步分析”小标题，为分析“共点力的平衡”问题设下伏笔。
在这一节中，把力的合成和分解设计为一节课， 其教学目标很明确，只要求学生会用等效替换的方法根据平行四边形定则进行力的合成和分解的运算，并不要求学生解答具体实际情境中的受力问题，而把这些问题放在“共点力的平衡”中去解决，这有利于帮助教师理解和规范力的合成和分解的教学目标。
- 教学建议
平行四边形定则是本节的重点和难点。这个定则是矢量运算普遍遵从的法则，对后续学习具有重要影响，因此本节内容是整个高中物理的重要内容，是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容，因此平行四边形定则是学习的重点。矢量运算的法则完全不同于算术运算法则，从思维方式上看对学生来说具有较大的跨度，因此平行四边形定则是学生学习的难点。
四、教学目标和教学重难点
1、教学目标
(1)、知道合力与分力的概念，体会等效替换的思想。
(2)、通过实验探究，得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边形定则。
(3)、会利用作图和三角函数知识求解合力或者分力。
(4)、知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。能区别矢量和标量。
2、教学重难点
重点：通过实验探究，得出求合力的方法——平行四边形定则，知道力的分解是力的合成的逆运算。
难点：会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力。
五、教学准备
1、教师准备：多媒体课件、方木板、白纸、图钉、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、橡皮筋、砝码，细绳等。
2、学生准备：教材、导学案预习、学习用具、实验器材等。
六、教学设计
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教学环节 |
教学内容 |
师生互动 |
设计意图 |
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情境导入 |
结合于课件动图，利用细绳进行小游戏：三名同学进行拉力小游戏，其中两名男生力量较大，选择一名力量较小的女生分别与两名男生进行拉力比较，接着两名男生拉力比较，然后该名女生从中间拉绳子，引入本节课课题。 |
女生是否能挑战不可能，拉动两位男生？鼓励学生们踊跃参与小游戏。 |
通过对小游戏的导入提高学生的兴趣，让学生体会到生活中的合力和分力。 |
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问题情境 |
观察教师演示的木板下方两个砝码老师提出问题，学生思考回答：能否看出两个砝码是一根线拉着还是两跟线拉着？ |
教师鼓励学生猜想。 |
进行猜想，并回答通过对已知的学习，得出力的作用效果相同， 理解等效替换的方法 |
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新课探究1 |
同一条直线上两个力的合成： 1、学生观察课件图示，根据之前所学知识，分别得出同一直线上两个力同向和反向的合力大小及方向。
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教师提问
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通过实例图形来研究同一直线上力的合成，提升学生的直观想象和逻辑推理素养。
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探究结论 |
两力同向相加，合力大小F =F1+F2，方向与两力方向相同 两力反向相减，合力大小F =|F1-F2|，方向与较大力的方向相同 如果两个力不在同一直线上，该结论还成立吗？ |
提出问题，学生帮忙演示并回答。 |
通过对弹簧测力计示数实例的分析，得出两个不在同一条直线上的力不满足同一直线上的力的合成规律。引入探究实验。 |
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新课探究2 |
向学生展示能够测量两个力的相关实验器材，引导小组讨论以下问题： 1.如何通过已有器材得到一组合力和分力？ 2.测量时应做哪些记录？ 3.怎样精确表示力？ |
引导学生小组讨论问题，然后小组回答问题，教师进行点评。 |
注重学生的思维培养，对相应的问题能有应对的解决方案，提高学生的问题解决能力，思考能力。 |
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实验探究 |
1、根据学生问题的讨论结果，通过课件动画展示相关过程，然后让学生以小组为单位进行第一步的实验探究； 2、引导学生思考，所画出来的两个分力和所画出来的合力有什么关系？引导学生做辅助线连线的方法大致得出结论，并进行第二部的探究验证。 |
1、在得出探究2结论的基础上，引导带领学生进行一步步地探究实验。 2、在小组合作探究的过程中给予一些必要的帮助和指导。 3、最后进行小组结果展示和点评。 |
通过小组合作进行探究实验，自主探究两个分力和合力的关系，提升物理实验素养以及归纳总结思考的理解能力。 |
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得出结论 |
1、两个力合成时，以表示这两个力的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（或三角形法则）。 2、根据三角形的几何关系，得出合力和分力的大小关系。 |
师生互动：学生作答 |
通过结论展示，进一步让学生熟悉两个力的合成法则。 |
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拓展探究 |
通过力的合成从而引出力的分解（为力的合成的逆运算） |
师生合作归纳小结 |
训练归纳概括能力和物理思维的拓展能力 |
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合作探究 |
课件展示两个问题，通过提问学生，然后进行演示（分为实际演示和课件演示） |
和学生共同演示解决问题；对学生完成的结果进行点评 |
进一步激发学生学习物理的兴趣，并且加深学生对合力与分力知识的巩固 |
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布置作业 |
教材第73页练习与应用第1~4题 |
学生独立完成 |
巩固知识技能 |
七、板书设计
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3.4 力的合成和分解 合力： （等效替代） ：分力 力的合成 逆运算 力的分解 平行四边形法则 |
F F1 F2 X N X N X N X N X N X N |F1－F2|≤F≤F1＋F2 |
