高中物理必修1教案-《力的合成》案例[五篇材料]

第一篇：高中物理必修1教案-《力的合成》案例

力的合成案例分析

一、教学内容分析

1．内容与地位

在《普通高中物理课程标准》共同必修模块物理一的内容标准中涉及本节内容有“通过实验，理解力的合成与分解，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题”。该条目要求学生通过实验对力的合成与分解的学习应达到理解的水平，并能用力的合成与分解分析日常生活中的问题，这体现了关注物理与生产、生活的联系。

“力的合成”这一节研究的是力的等效关系，依据等效思想总结出力的平行四边形定则。教学中应让学生体会运用“等效” 思想研究问题是物理学研究中的一种重要方法。平行四边形定则是矢量运算普遍遵循的法则，而矢量运算贯穿高中物理始终，因此，本节内容为以后学习速度、速度的变化，动量、动量的变化等矢量及其运算奠定了基础，它具有承上启下的作用。教学设计应注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解。采用实验探究的学习方式，培养学生收集信息、处理信息、分析论证的能力，养成事实求实的科学态度和良好的合作习惯。

2． 教学目标

1）力的效果正确理解和掌握合力和分力的概念；

2）过实验探究平行四边形定则,能应用平行四边形法则分析合力和分力的的关系； 3）用作图法求合力，会用直角三角形知识计算合力；

4）培养实验动手能力及分析实验数据能力,能运用等效的方法解决问题的能力； 5）养成良好的思维习惯和实事求是的科学态度。3．教学重点、难点

1）本节课的重点是通过实验探究归纳总结出力的平行四边形法则

2）能从力的效果正确理解和掌握合力和分力的概念是本节课的难点；同时，由代数求和扩充到矢量求和，既是知识的跨越，也是概念的延伸，必然给初学者带来难度。

二、案例设计

1.引入教学：正确理解和掌握合力和分力的概念 教师：经验告诉我们，一个砝码可以用一根细线提起来，也可以用两根细线提起来，其效果完全一样，如图1所示。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，而那几个力就叫做这个力的分力。上例中F就是F1、F2的合力，F1、F2就是F的分力。求F1、F2两个力的合力F的过程，就叫做二力的合成。

2．问题情境创设：取一个质量较大的砝码放在桌面上.要用细棉线把它提起来，用一根线易断还是两根线易断？

预测：学生可能回答是一根线易断。

实验演示：用一根细线可将砝码稳稳地提起，而用两根同样的细线(故意使两线间有一较大夹角)提砝码时，细线断开了．

教师问：为什么两根线的作用效果反而不如一根线呢？

说明：这一“悬念”的创设在学生的大脑里立即产生了撞击，思维被迅速地激活，学生的求知欲望油然而升。

3． 引入课题：互成角度的两个力的合力跟两个分力的关系 教师问：同学们猜测一下合力和分力之间可能存在什么关系？

预测：合力大小比每个分力大小都大？

合力大小等于两分力大小之和？ 合力大小总小于两分力大小之和？

合力和两分力的关系构成平行四边形？合力为其中一条对角线？ ······

教师：今天我们要通过实验来研究这个问题。

4．请同学们根据所提供的实验器材，设计一个能证实自己猜想的实验方案

[实验器材] ①木板一块；②弹簧秤两个；③细绳两段；④橡皮条一段；⑤白纸；⑥铅笔；⑦尺；⑧量角器；⑨图钉。

说明：弹簧秤可以只用一个，分别测出两个分力，虽然操作较麻烦，但可避免两个测力计的不一致性带来的系统误差。

（增加师生互动的过程，描述学生是怎样讨论发现问题，最终形成正确的方案）启发学生：用橡皮筋来表示力的作用效果，将橡皮筋一端固定在M点，第一次用互成角度的两个力F1、F2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O点；第二次只用一个力，也将橡皮筋的另一端拉到O点。如图

1、图2。

由于两次产生的效果相同（都将橡皮筋的另一端拉到O点），图2所示的F就是图1所示的那两个力F1、F2的合力，而F1、F2就叫这个力F的分力。

教师问：那么怎样确定两个分力F1、F2的大小、方向呢？ 启发学生：

①确定分力的大小：(边演示边讲解两人如何分工合作)一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，同时用力互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点；另一位同学用笔分别记下两个弹簧秤的读数。这就是分力的大小。同时提醒学生拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行。

②确定分力的方向：分力的方向分别沿细线方向，另一位同学用笔分别记下两个弹簧秤的读数的同时还要标记每条细线方向，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些，沿所标明的两个定点画出细线方向，即为分力的方向。

教师问：怎样确定合力F的大小、方向呢？

引导学生回答：用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。

确定合力的大小和方向：一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，另一位同学用笔记下细绳的方向，并记下弹簧秤的读数。这就是合力的方向、大小。注意强调前后两次实验O点应该重合。

5．学生分组动手实验(观察学生实验情况)说明：经验得知两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把θ角取得太大，一般不大于90°为最佳，为了直观地看出分力可能大于合力，可以使其中一次两个分力的夹角大于120°。可将学生分成4组，θ角分别取30°、45°、60°、135°。

6．对实验结果进行交流

到此为止，我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向。为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来。选择适当的标准长度(3cm长的线段表示1N力)，利用三角板，从O点开始，用力的图示法分别表示两个分力及合力的大小、方向。注意标准长度要一致。

选出典型，投影讲评。7．总结实验结果

经过前人多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。可见求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减，而是(可以)用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就是平行四边形定则。如图5所示。

提问：有没有同学实验结果是对角线与合力相距比较远？

有这种情况很正常，一个规律的得出，是由很多人在很长时间里，进行了许多次实验，才能总结出来，并要经得起实践检验。因此，一个规律，并不是通过一次实验就能得到的。如果有同学实验结果是对角线与合力相距比较远，不要着急，课下我们一起来看看问题出在哪里。

9．小结

(1)互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形定则。即合力F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角。

现在，就来观察一下合力与分力大小、方向的关系的动态情景。[电脑演示] 合力F与两个分力F1、F2的大小的关系； 合力F与两个分力F1、F2的夹角的关系。

说明：没有条件的学校可用自制教具演示合力与分力大小、方向的关系的动态情景。

（2）如何求出三个分力F1、F2、F3的合力？ 10．作业(略)

三、案例评析

1．本节课开始创设了一个问题情境：取一个质量较大的砝码放在桌面上，要用细棉线把它提起来，用一根线易断还是两根线易断？这个问题情境既是学生熟悉的现象，又能产生冲突，学生会产生强烈的求知欲望。

2．本节课的重点是通过实验归纳总结出力的平行四边形法则．矢量的运算法则是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，对于初上高中的学生来说，是一个大的飞跃，学生刚开始接触矢量的运算方法，定会出现许多困难，教师遵循学生的认知特点，从能够感知和理解的日常现象和规律出发，引出合力与分力的概念，采用实验探究的学习方式，通过“猜想、实验、归纳总结”的过程，自己得出互成角度的两个力的合成所遵循的平行四边形定则。这一过程着重培养学生的分析论证的能力，养成科学态度和合作的良好习惯。教学设计注重了学生知识的形成过程和对知识的真正理解。

实际教学中，可能部分学生事先看了课本的结论，“猜测”、“探索”的成分会大大降低，更多的还是在“验证”，但是学生经历了亲自动手探索的过程，不但可以使所学的知识得以领悟，还有利于提高他们学习物理的兴趣。从这个意义上看，这个实验的价值就不言而喻了。

第二篇：人教版高中物理必修1说课稿：《力的合成》

人教版高中物理必修1说课稿：《力的合成》

（一）本节内容的地位

本节是高中物理必修1第三章第四节内容，是矢量合成的基本法则，高初中物理的最大区别就在于矢量及其运算。平行四边形法则、三角形法则是解决矢量问题的基础和工具，力的合成不过关，后续课对牛顿第二定律、物体平衡、动量定理的理解和动能定理的应用都无从谈起，电场磁场的叠加就不能得心应手。另一方面，这节课又让学生体会到物理学的一种重要的思想---等效代替的思想，前边学习习近平均速度时，学生已经有了初步的体会，但仍很朦胧，仍很狭隘，需要进一步开阔，后续教材中交流电的有效值的学习，就体现了这样的思想。因此这节课在物理学中的地位和作用至关重要。

（二）“三维”目标的确立

1、三维目标的确定，从以下几个方面来认识和理解： 1）知识与能力目标：

a、理解合力与分力的概念。

b、会用平行四边形定则、三角形法则进行力的合成。

c、通过力的合成的探究过程，培养学生实验能力，理解问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力。

2)过程与方法目标：树立等效代替观点，建立等效思想，这是非常重要的处理问题的思想。

3）情感态度与价值观目标：探究求合力的过程，通过学生分组做，主动参与探究寻找规律，可以培养学生良好的学习习惯和严谨认真的科学态度。

3、重点、难点认识

a、按同一标度在O点作出F1、F2和F的力的图示。

b、由你作出的合力的图示和两个分力的图示，你能猜想出它们两者之间所遵从的法则吗？

这样，既可以加强实验教学，培养学生思维能力，变直接给出为教师指导下实验探索，又激发学生的学习兴趣，培养动手操作能力。

（三）课堂练习与思考总结出：

通过教具及课件演示：当两个分力的大小一定，夹角从00到1800的变化过程，合力如何变化？

总结出：合力可以小于分力；合力可以大于分力；合力可以等于分力；两分力的合力最大值，最小值；两分力大小一定，夹角0～180度时，合力如何变化？

（四）布置作业：

第三篇：高中物理 力的合成教案4 新人教版必修1

第五课时：力的合成

二、能力目标：

培养学生动手能力、物理思维能力

三、德育目标：

在实验的过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验数据，培养学生实事求是的求实精神。

教学重点：

（1）理解合力与分力的关系

（2）力的平行四边形定则

教学难点：

合力的大小与分力间夹角的关系

教学方法：

实验归纳法

教学用具：

平行四边形定则演示器、钩码、弹簧秤、细线、三角板

学生每两人一组：方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉（几个）

课时安排： 1课时

教学步骤：

一、导入新课

如图甲，一个力用力F可以把一筒水慢慢地提起，图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一筒水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何？

学生：效果是一样的。

老师：那么力F就叫做F1与F2的合力，如果我们要求F1和F2的合力，就叫力的合成。我们这节课就来学习力的合成符合什么规律。

二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标

1、知道共点力的概念

2、知道合力和分力是从力的效果的角度区分

3、掌握平行四边形定则，它是力的合成的基本法则

4、会用图示法求共点力的合力

5、知道矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则。

（二）学习目标完成过程

1、请同学阅读P12，回答下列问题（出示投影片）

（1）一个力作用在物体上产生的 与几个力共同作用在物体上的

一样，那这个力就是这个力的。

（2）如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的 相交于同一点，这几个力叫做共点力。

2、如何进行力的合成呢？请同学看下面实验（请一位同学上讲台帮忙）

（1）把放木板固定在黑板上，用图钉把白纸定字再生放木块上。

（2）用图钉把橡皮条一端固定在A点，结点自然状态在O点，结点上系着细绳，细绳的另一端系着绳套。

（3）用两弹簧秤分别勾住绳索，互成角度地拉橡皮条，使结点到达O′点。让学生记下O′的位置，用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线，记下F1、F2的力的大小。

（4）放开弹簧秤，使结点重新回到O点，再用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到O′，读出弹簧秤的示数F，记下细绳的方向，按同一标度作出F1、F2和F1的力的图示。

（5）用三角板以F1、F2为邻边作平行四边形，在误差范围内，F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。

经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。

（6）指导学生进行分组实验

观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，遵从实验结果，尽量把误差减小到最小。

要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力，与实际合力对照，相距多远，差距大不大。

总结：可见互成角度的两个力的合成，不是简单的斤两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。

如果在实验中，对角线与合力相距比较远，那就找一找原因，是否有错误操作，即使操作完全正确，也会有实验误差，也不会完全重合。

这种情况很正常，一个规律的得出要很多人在很长时间里，进行许多此实验才总结出来，并不是一次实验就能得到。

3、运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

例：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N，方向竖直向上，用作图法求解合力F的大小和方向。

解：选择某一标度，利用0.5cm的长度表示15N的力，作出力的平行四边形，用刻度尺量出对角线的长度L，利用F＝15N×

L 即可求出。0.5 教师要在黑板上板演示。

（1）巩固训练：（出示投影片）

两个力互成30°角，大小分别为90N和120N，用作图法求出合力的大小和方向。

（2）如果是三个共点力作用在物体上，又如何求他们的合力呢？为什么可以这样求？

学生讨论会得到：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想，所以可以这样合成。

（3）请同学完成P13的思考与讨论。

提问，如果两个分力F1、F2，他们的夹角不定，求其合力的范围。（用作图法）

同学们用作图法得到：

Fmax=F1+F2(两力夹角为0°)

Fmin=F1－F2（两力夹角为180°，F合于大的方向一致）夹角在0°——180°之间，后介于 Fmin与Fmax之间。

总结：

1、两个供电力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和。

2、合力F可大于某一分力，也可以小于某一分力。

三、小结

这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角不定的情况下，F合取值范围，我们下课后要多动手练习，掌握这种方法。

四、作业

1、P14 3、4

2、有F1＝5N，F2＝8N，F3＝10N，他们之间的夹角可以任意改变，求他们的最大合力和最小合力。

第四篇：2018年高中物理必修一教案：3.4 力的合成

3.4 力的合成

【教学目标】

一、知识与技能

1.掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。

2.初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成。掌握合力与分力的概念。

3.会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

二、过程与方法

1.能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。

2.培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。

3.培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

三、情感、态度与价值观

1.培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

2.培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。3.培养学生合作、交流、互助的精神。【教学重点】

1.通过实验归纳出力的平行四边形定则。2.力的平行四边形定则的理解和应用。【教学难点】

1.对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力 2.合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小随两个分力之间夹角变化的关系。【课时安排】 1课时

【教学过程】

一、引入新课

教师活动：请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200N的一桶水，请下面同学分析该同学施加的提水的力为多大？然后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？

学生活动：观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题。

点评：通过实践体验，让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发学生学习兴趣，引导学生体会等效观点。

教师活动：引导学生思考：生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？

学生活动：思考讨论列举实际例子：用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。

点评：通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。培养学生观察生活的能力，同时激发学生对生活的热爱。

教师活动：启发引导同学找出这些例子的共性，给出合力和分力的概念。学生活动：积极思考，领会合力、分力的等效替代关系。

二、新课讲授

1.力的合成

教师活动：教师出具合力与分力关系模拟演示器，告诉学生有关的器材，以及实验的目的，让学生自己设计一个实验来探究求合力的方法（学生可能提出好多不同的设计方案，教师要引导学生选择其中的最佳方案）。教师可提出如下问题：在这个实验中合力与分力等效的标志是什么？（橡皮条的伸长量相等）然后教师可让学生（2~3人）自告奋勇去前面操作，下面的学生观察，引导学生找出操作同学的不妥之处。在实验结果的处理时，引导学生先做出各力的图示，让操作的同学和下面同学一起讨论合力与分力之间的关系。（学生此时也可能有很多种猜想，比如：把两个力直接加起来等。教师可参与学生的讨论，筛选出有一定道理的猜想）

学生活动：根据老师出示的合力与分力关系模拟演示器，思考：在这个实验中研究什么问题？在这个实验中合力与分力等效的标志是什么？用什么样的方案去探究？然后与邻近的同学交换一下意见。

学生代表到前面去做实验的时候，同学们要认真观察，并与自己设计的方案相比较，看哪个方案更好一些。同时要找一下前面同学的操作有无不恰当的地方，并友好地提出来。当操作的同学根据实验结果画出力的图示时，同学们要积极思考：合力与分力的大小是什么关系，并形成自己的猜想结论。

点评：探究力的合成的平行四边形定则，培养学生实验探究的能力。

学生对于合力和分力的大小关系的猜想，教师应当充分尊重，而不要怕麻烦，要让学生的实验探索落到实处。教师在教学中会发现：学生的思维有时很睿智，教师时常会有惊喜的发现（为学生的聪明而高兴）。

教师点评：学生的猜想是否正确，教师要给学生验证的机会：让学生进行分组实验，测量三组数据，处理完后得出自己验证的结论，即原来的猜想是否正确。让学生自己选出各组的代表，把实验的情况进行汇报，教师和学生一起进行归纳总结。最后得出求合力的方法一一平行四边形定则。

在上述过程中教师要引导学生对各组的操作情况、数据处理、语言表述等进行评价和分析。

学生活动：根据学生自己的猜想，利用课桌上仪器进行实验验证，测量三组数据进行处理，看结果如何。（实验过程中同学之间要团结协作，密切配合），各组的学生代表要在同学们面前陈述本组的实验结论，和其他组的情况相比较，最后全班同学一起得出求合力的方法。

点评：验证探究的结果是否正确。培养学生科学的思维方法——探究、验证，以及严谨的科学态度。

教师活动：教师提问：请同学们用比较准确而又简捷的语言表述出平行四边形定则。学生活动：积极思考并回答老师的问题。

点评：概括得出平行四边形定则，培养学生抽象和概括的能力。

教师活动：教师提出如下问题：力F1＝45N，方问水平向右。F2＝60 N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。若F1和F2的方向相反（夹角为180°），求其合力的大小和方向；若F1和F2的方向相同（夹角为0°），情况又怎样？

进一步引导学生思考：两个力F1、F2、的合力F的大小和方向随着F1、F2、的夹角变化而如何变化？

学生得出结论后，教师可出示多媒体课件演示： θ= 0°；0°<θ<90°；θ= 180°；90°<θ<180°；θ从0°到180°变化，合力F的大小变化。什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？ 合力F是否总大于原来两个力F1、F2、？

当F1、F2、相等时：θ= 0°；θ<60°；θ= 90°；θ=180°的情况。

学生活动：解答老师提出的问题、注意做题态度要严谨认真。

思考：两个力F1、F2、的合力F的大小和方向随着 F1、F2、的夹角变化而如何变化？合力F的大小在一个什么样的范围内变化？

认真观察老师提供的课件内容，验证自己得到的结论。

点评：寻找合力F的大小和分力F1、F2、间夹角的关系，培养学生应用知识的能力以及发散思维的能力。

教师活动：教师启发学生思考：在上述问题中，即：F1＝45N，方问水平向右。F2＝60 N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。能否不用图示法而用其它的方法求？如何求？

学生活动：学生思考后回答：可以。可以用直角三角形的边角关系求解。然后学生计算求出。

点评：方法扩展，培养学生解决问题的能力。

不论是多么重要的结论，教师都不要取代学生，一切的思维活动教师都要巧妙引导，让学生得出。

教师活动：教师在学生初步知道求两个力的合力的方法后进一步提出拓展问题：一般情况下物体都受到多个力作用，那么如何求这些力的合力？

学生活动：学生思考教师提出的问题，然后不难想到：可以用平行四边形定则求出它们的合力：先求出任意两个力的合力．再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

点评：由两个力合成扩展到多个力合成，培养学生发散思维能力和创新能力。2.共点力 教师活动：教师让学生自学共点力的概念，然后让学生回答如下问题以检验其自学情况： 1.什么样的力是共点力？

2.你认为在掌握共点力的概念时应注意些什么问题？

3.教师利用计算机网络出示图片：大吊车吊起物体；人担水；举重；比萨斜塔等。吊车吊起物体时钩子受的力为共点力吗？人担水时担子受到的力为共点力吗？举重运动员举起的重物受到的力为共点力吗？比萨斜塔受几个力作用？它们是共点力吗？

4.力的合成的平行四边形定则有没有适用条件？适用于什么情况？

学生活动：学生认真看书，掌握共点力的概念，并回答老师提出的问题，在回答过程中进一步加深对共点力的理解并搞清它们的适用条件――只适用于共点力。

点评：学生掌握共点力的概念，培养学生自学和分析能力。教师活动：教师出示课堂练习（见实例探究），学生先独立完成（起自测作用），然后讨论，有些问题可有多种解法，引导学生找出最佳解题方法。

学生活动：保质保量地完成课堂练习，自我评价本节课学习的情况。点评：在应用中加深对所学知识的理解，培养学生应用知识的能力。

三、课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

第五篇：《力的合成》教案1

《力的合成》教案

一、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.掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力。

3.理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代。

（二）过程与方法

1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。

2．通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究。

3．学生在自主找规律的过程中体会到学习的乐趣．实验结果在误差范围内是准确的。

（三）情感态度与价值观

1．培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。

2．通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。

二、教学重点

1．合力与分力的关系。2．平行四边形定则及应用。

三、教学难点

平行四边形定则及应用。

四、教学准备

多媒体课件、学生分组实验器材：木板、白纸、图钉(若干)、橡皮筋、细绳套(两根)、弹簧秤(两只)、三角板、铅笔。

五、教学过程

新课导入：

师：力的概念是什么？ 生：力是物体间的相互作用。

师：力的作用效果是什么？

生：力的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体发生形变。新课讲解：

一、力的合成

[演示实验)让学生把一桶水或一个重物从地面上想办法放在桌面上。

师：(对一个大个同学提问)这位同学你的做法是什么？请具体操作一下。

生：我用一只手就可以把它提到桌面上。

师：(对瘦弱的女生提问)你们的做法是什么？

生：我们可以两个人把它抬上来。

师：同学们仔细观察会发现，一位力气大的同学只用一只手一个力就可以把水桶从地面提到桌面上，两个女同学用两只手给水桶两个力，同样也把水桶从地面移动到桌面上，不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的．在提水桶这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。生活中还有哪些例子可以说明同样的问题？

生：(举身边的例子)狗拉雪橇在雪地上运动，打夯，抬重物和起重机相比较等等。

师：在这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力与那几个力是什么关系？

生：这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力。

师：请同学们用自己的话总结什么叫合力。

生：当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。

师：原来的那几个力叫做分力，你能用自己的话总结一下什么是力的合成吗？

生:求几个力合力的过程叫做力的合成。

师：那么几个力的合力怎样来求呢？下面我们设计一个实验来探究一下求合力的方法。

实验探究求合力的方法

师：怎样求合力呢？我们先来看一个演示实验．(用两只弹簧秤成一定角度提起一个重物，分别读一下两只弹簧秤的读数．然后用一只弹簧秤提起这个物体，看这时弹簧秤的读数)

师：看一下两只弹簧秤的示数之和是不是等于一只弹簧秤的读数。

生：(观察实验现象，读取实验数据并进行简单处理)一只弹簧秤的读数不等于两只弹簧秤的读数之和，而是比两只弹簧秤读数之和稍微小一些。

师：(微笑鼓励)这位同学观察得很仔细，按照算术法则，两只弹簧秤的读数之和应该等

于一只弹簧秤的读数，可见力的合成并不是简单地相加减．那么它们之间的关系到底是怎样的呢？首先明确实验的目的是什么。

生：探究求合力的方法。

师：实验依据的原理是什么？(启发合力的定义)

生：(学生齐声回答)合力的作用效果与几个力共同作用的效果相同。

师：下面我们根据提供的器材，同学们分小组讨论，抓住合力和分力效果相同这一关键，设计实验方案，选择适当的仪器，把不需要的仪器放在一边。(这里仪器的提供可以有一些干扰项，比如说放置小车和打点计时器，锻炼学生选择仪器的能力)

注意：启发学生设计的关键是：两个力共同作用的效果和一个力单独作用效果相同，怎样设计才能够更容易控制两种情况下力的作用效果相同。

师：在做实验之前，让一个小组的同学介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过程．

生：力的作用效果有两种，一种是改变物体的运动状态，一种是使物体发生形变．要探究一个力的作用效果和两个力的作用效果相同，从这两个方面人手都可以．，只是用力改变物体的运动状态不如使物体发生形变容易控制，所以我们选择的是用力改变物体的形变这种方法来探究合力和分力的关系；对于物体的选择，我们选择了容易发生形变的橡皮筋来进行．在一个力和两个力共同作用下让橡皮筋的形变量相同．我们组选择的仪器是：方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮筋(两条)、细绳(两条)、刻度尺(或三角板)、图钉(若干，用来固定白纸)。

师：(同学鼓掌鼓励)刚才这位同学代表他们组说得非常好，我们现在根据同学们自己选择的器材来设计实验方案．首先考虑实验步骤怎样进行．

师：(提示)在这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么？

生1：橡皮筋伸长量相同。

生2：除了伸长量相同之外还应该伸长到同一个位置，因为力是矢量，既有大小又有方向。

师：刚才第二个同学补充得非常好，一定要考虑到力的矢量性．两次实验中橡皮筋应该伸长到同一个位置才能保证作用效果完全相同。

实验步骤：(1)在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好。

(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮

筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。

(3)用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O.(4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下)。

(5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图。

(6)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示。

(7)探究这三个力的大小及方向的关系。

注意事项：①同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是；将两只弹簧秤勾好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧秤与板面平行。

②在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。

③画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外．要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。

④在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同。

⑤由作图法得到的F和实际测量得到的F’，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F’符合。

[参考案例2]合力和分力的关系

实验步骤：

(1)器材的选取：如图3—4—1所示的演示仪、弹簧秤、橡皮筋、细绳、钩码若干、印有间隔相等的同心圆的纸足量。

(2)用两根细绳系着橡皮筋的一端，橡皮筋的另一端固定在仪器顶端的小钉上，调节器材上的两个滑轮的距离，使之便于操作。

(3)分别在细绳下悬挂钩码若干，并把细绳置于滑轮上(注意使橡皮筋、细绳：在同一竖直平面上)．记录两绳上悬挂钩码的数量和两绳与纸边的交点C、D．如图3—4—1所示。

(4)待橡皮筋伸长且稳定后把印有同心圆的纸置于橡皮筋与细绳的后面，并使同心圆的圆心O和橡皮筋与细绳的结点重合，并用图钉固定纸片。

(5)卸去钩码，直接用一个弹簧秤拉细绳(注意使橡皮筋、细绳、弹簧秤在同一竖直平面上)，使结点也伸长至圆心O处．记录弹簧秤的读数和绳与纸边的交点J．如图3—4—2所示。

(6)取下纸片，作射线OC、OD、OJ，并用力的图示法作出三个力(力的比例线段以三个矢量的长度都不超出纸边为宜)．如图3—4—3所示。

(？)相邻箭头用虚线相连，构成一个由两个三角形组成的四边形。

(8)观察这个四边形的特点(若误差不大，这个四边形是平行四边形，合力在其对角线上)。

(9)改变砝码的数量，重复上述实验．若有时间，也可改变两滑轮的距离(即改变两分力的夹角)重复上述实验。

说明：本实验中的同心圆纸是可以移动的，同心圆是为了最终得出力的大小关系而设计的，纸能移动是为了在实验中方便找出圆心O的位置，缩短实验的时间。

学生可能得出的结论：以表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形，则这个平行四边形中表示两分力的线段所夹的对角线表示合力的大小和方向。

建议：让同学汇报实验中得到的结论．结论不一定要与上面的结论一致，教师要让学生有成就感．在下一节的学习中教师会直接给出结论。

师：下面我们进行分组实验，实验过程中大家可以有意识地控制一下两个分力之间的夹角。

师：请同学们取下白纸，把实验器材整理好，然后仔细分析三个力的图示．大小有，没有关

系，是不是合力大小等于两个分力大小之和？

生：大小没有绝对的关系，合力的大小并不等于两个分力大小之和。

师：建议同学们把合力和分力的末端用虚线连接起来。

生1：虚线和原来的两个分力构成了一个四边形。

生2：好像是矩形(两个力成90°角的同学)

生3：好像是菱形。

生4：(兴奋地喊了起来)总结几组同学的实验结果，这个四边形应该是平行四边形。

师：(微笑)对，最为一般的结论是这两条虚线和两个分力组成的图形是平行四边形。

师：(继续分析)合力与两个分力处于平行四边形的什么位置？

生：合力在平行四边形的对角线上，两个分力为平行四边形的两条邻边。

师：平行四边形的对角线有两条，合力在哪一条上？

生：两个分力为邻边的之间的对角线上。

师：你能用自己的语言准确地描述合力与分力之间的关系吗？

生：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边，这两个邻边之间的对角线就代表了合力的大小和方向。

师：(总结)这就是今天我们用自己设计的实验探究出的结论，这个结论叫做平行四边形定则．下面我们通过一个例题进一步加深对平行四边形定则的理解。

例题：力F1＝45 N，方向水平向右，力F2＝60 N，方向竖直向上．求这两个力合力的大小和方向。

师：请同学说一下自己的思路．

生：我是分这样几步进行的：

① 选择标度，用1 cm代表15 N。② 用三角板作出两个力的图示。

③ 作出和两个力大小相等的平行线，完成平行四边形。④ 连接两力之间的对角线，即表示合力。⑤ 用刻度尺量出对角线的长度。⑥ 通过比例关系求出合力的大小。

⑦用量角器量出合力与分力之间的夹角，得到合力的大小是？5 N，与45 N的力的夹角是53°。

师：如果改变两个力之间的夹角，将两个力之间的夹角改为60‘和120’，则合力分别是多大？

学生作图求解，投影学生作图。

生：当夹角是60°时，两个力的合力是90N；当夹角是120°时，两个力的合力是54N。

师：根据我们上面的计算，在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力怎样变化？

生：合力随夹角的变大而变小，随夹角的变小而变大。

师：什么情况下合力最大，什么情况下合力最小？

生：当两个分力之间的夹角为0°时两个力的合力最大，最大值为二力之和；当两个分力之间的夹角为180°两个力的合力最小，最小值为二力之差。

师：可见合力的范围在二力之和和二力之差之间．请同学们观看动画：在两个分力夹角变化时合力大小的变化情况。

(学生观看动画．进一步体会合力的大小和分力夹角之间的关系，动画最好用F1ash模拟，具有动感)

师：前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理？

生：我们可以先求出两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

二、共点力

师：同学们自学课本上有关共点力的知识，在阅读的时候注意这样几个问题：

①什么样的力是共点力？

②你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？

③力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？

注：这一部分知识相对简单，可以通过学生自学锻炼学生的阅读能力和自学能力。

生l：如果一个物体受到两个或更多个力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一个点上，或者虽然不是作用于同一个点上，但是他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。

生2：掌握共点力时，不仅要看这几个力是不是作用于一个点，还要看它们的延长线是不是交于一个点。

生3：力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况。

[课堂训练)

三个共点力，大小分别为11 N、6 N、14N，在同一平面内，各力间的夹角可变，求此三力的合力大小的范围．

答案：0≤F≤31 N

解析：当三个力方向相同时，合力取最大值

Fmax＝11 N+6 N+14 N＝31 N

因11N和6N这两个力的合力范围是5N≤F12≤17N，其合力可以为14N，则当此14N的力恰与题给的第三个力(14N)方向相反且在一条直线上时，合力就为零．故题给的三个共点力的合力F大小为0≤F≤31 N。讨论

求力解法：都用作图法求解，而且所求合力相同。

几种解法的不同点：求解顺序不同。

1．求三个或三个以上共点力的合力时，可先求出任意两个力的合力，再求出此合力跟第三个力的总合力，以此类推，直到求完为止。

2．求多个力的合力时，与求解顺序无关。

[思考与讨论]

两个分力Fl与F2大小一定时，合力与它们的夹角"有什么关系？合力大小与两个分力大小有什么关系？

[学生活动]自行设定几和几的大小．并用作图法求出Ө＝0° 30°，90°，120°，180°时合力F的大小。

[教师]用合力与分力演示器演示分力F1和F2一定时，夹角Ө在0～180Ө°之间发生变化时，合力F的大小变化情况。

[师生共同总结]用投影片出示：

a．当Ө＝0°时，F=F1+F2，合力F与分力F1、F2同向。

b．当Ө＝180°时，F＝｜F1一F2｜，合力F与分力F1、F2中较大的力同向。

C.合力F的取值范围，｜F1一F2｜≤F≤F1+F2。

d．夹角Ө越大，合力就越小。

e.合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力。

[学生活动]阅读课本最后一段。

[教师出示思考题]

1．既有大小又有方向的物理量叫矢量．矢量运算遵循平行四边形定则。

2．只有大小没有方向的物理量叫标量，标量运算遵循代数运算法则。

讨论1．在保证力的作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用。这是一种什么方法？

2．作用在不同物体上的两个力能否进行力的合成？ 3．合力是否一定大于分力？

4．合力是否一定等于分力的大小之和？

5．玩单杠时，为什么双臂夹角越大越费力？

6．力的合成有哪些具体方法？

[教师点拨]

1．力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”(合力)．这是一个等效方法。

2．作用在不同物体上的两个力不能进行力的合成，因为它们只能对各自的物体产生力的效果，而不能产生共同的作用效果．因此不能用一个力的作用效果代替它们分别产生的作用效果．所以，把作用在不同物体上的力来合成是没有意义的．只要作用在同一物体上的力，无论力的性质如何，都可以合成。

3．因为两分力F1、F2的合力大小的取值范围为F1+F2≥F≥｜F1—F2｜。所以合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力。

4．力是矢量，其合成遵循平行四边形定则．只有当两分力同向时，合力大小才等于两分力大小之和。

5．当合力一定时，两分力随夹角的增加而增大。所以玩单杠时，两分力随夹角的增大而增大，双臂夹角越大，越费力。

6．进行共点力合成有以下方法：

①作图法：要选取统一标度，严格作出力的图示及平行四边形，用统一标度去度量作出的平行四边形的对角线，求出合力的大小，再量出对角线与某一分力的夹角，求出合力的方向。

②计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法作出对角线，即为合力。