《力的合成》翻转课堂教案

第一篇：《力的合成》翻转课堂教案

《力的合成》翻转课堂教学案例

一、教学目标 ⒈知识与技能

⑴.能从力的等效性来理解力的合成和合力的概念。

⑵.通过实验掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍法则。

⑶.会用作图法求共点力的合力。

⑷.知道合力的大小与分力间夹角的关系，会用直角三角形知识计算共点力的合力。⒉过程与方法

⑴.结合微视频的讲解，学生学会对比、分析生活中的情景理解等效代替思想。

⑵.通过自主探究，培养学生实验、探究、处理数据的能力及相互协作、实事求是的精神。

⑶.掌握处理问题的一般思路：提出问题——分析问题——解决问题——应用与推广。⒊情感态度与价值观

⑴.通过实验，了解物理规律的形成过程和等效代替思想的运用，体会学习的乐趣、成功的快乐，培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯。

⑵.通过对具体问题的分析体现物理与生活的密切联系。

二、教学重点：平行四边形定则的理解和应用

三、教学难点：在等效代替的基础上理解合力与分力的关系，理解平行四边形定则

四、教学器材：ppt课件、力的合成的相关演示仪器

学生实验器材：长木板、白纸、弹簧测力计两只、带有细绳套的橡皮筋、图钉、三角板、直尺等

五、教学过程：

（学生提前一天观看微视频进行自主学习，并完成自主学习学案，主要针对自学情况进行检测，要求学生提出自己在学习过程中产生的困惑，在学案上呈现并上交与老师处。）第一部分：结合学生微视频学习情况进行反馈

一、合力与分力 【困惑与质疑】

（展示学生自主学习过程中提出的问题）问题一：什么样的力可以求合力？ 问题的解决：

•合力和分力的概念——当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。点评：这里突出“等效替代”的思想，强调了一个力与另外几个力可以成为合力与分力关系的条件。【自主作业反馈】

1.关于两个分力F1、F2及它们的合力F的说法，下述正确的是（）

A.合力F一定与F1、F2共同产生的效果相同 B.两力F1、F2一定是同种性质的力

C.两力F1、F2一定是同一个物体受的力 D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力

二、合力与分力的关系 【困惑与质疑】

（展示学生自主学习过程中提出的问题）问题二：合力一定比分力大么？

问题的解决：合力可以比分力大也可以比分力小也可以和分力大小相同。

由学生举例：A、大小分别为3N和4N的两个力分别朝相反方向作用于同一物体，合力大小为1N。——说明合力可以比分力小。B、大小相等的力互成120度角作用于同一物体，合力与两分力大小相等，如图。——说明合力可以与分力大小相等。点评：通过实例证明合力与分力的大小关系，让学生有了更加直观的认识，增进他们对平行四边形定则的理解。【自主作业反馈】

2.合力与分力下列说法中正确的是（）A．合力的大小一定大于每一个分力的大小 B．合力的大小至少大于其中一个分力的大小

C．合力的大小可能比每一个分力都大也有可能比每一个分力都小 D．合力的大小不可能与两个分力的大小相等（继续展示学生自主学习过程中提出的问题）问题三：合力的大小与什么因素有关？ 学生提出猜想，师生一起验证。问题的解决：

当分力大小一定时，二力夹角越大，合力越小；（见下左图）当二力夹角一定时，分力越大，合力越大。（见下右图）

教师进一步通过自制的仪器演示，总结出两个力的合力范围： ｜F1-F2｜≤F合≤ F1+F2

点评：教师引导学生猜测、分析影响合力的大小因素，让学生亲自参与探究，用作图和演示实验的方法得出结论。

三、多个力的合成 【困惑与质疑】

（展示学生自主学习过程中提出的问题）问题四：两个以上的力如何合成？

学生回答：先两个力合成，利用平行四边形定则求出合力之后再与第三个力合成，以此类推，直至求出最终的合力。（见下图）

教师加以肯定，并出示例题。【课堂拓展】

如图所示，有五个力F1、F2、F3、F4、F5作用于一点O，构成一个正六边形的两邻边和三条对角线。设F3=10N，求这五个力的合力。（学生思考，并以小组为单位进行讨论）教师展示解法。

点评：由两个力的合成自然过渡到多个力的合成，依然是由学生的困惑中总结出的问题，问题的解决也同样由学生思考出来，一切在老师的引领之下、把握之中，又促进了学生发现问题和解决问题的能力，后面的拓展提升进一步提升了学生的科学思维能力。【自主作业反馈】

（把学生在课前自主学习学案中出现的问题以图片的形式一一呈现，教师分析、讲解）第二部分：自主探究平行四边形定则

教师：同学们都知道了力的合成遵从平行四边形定则，并初步学会利用平行四边形定则来解决问题，但你们可曾想过这是为什么？接下来，我们将用实验来验证它。在做实验之前，我们必须要回答对以下几个问题，闯关成功之后才能得到“通关密码”： 【冲关一】平行四边形定则适用于什么力？（学生回答）•共点力——如果一个物体受到两个或多个力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点，或者虽不作用在同一点上,但他们的延长线交于一点，这样的一组力叫共点力。

【冲关二】如何能体现分力和合力的等效性？（学生回答）•两次拉橡皮条的效果相同 •两次拉橡皮筋到相同的长度 •两次拉橡皮筋到相同的位置（正确）

【冲关三】如何记录力的大小和方向？（学生思考后回答）大小：通过弹簧秤的读数获得 方向：两点确定一条直线

【终极密码】将给出的五幅图按照实验顺序排列：（学生讨论后回答）

点评：将“闯关”这样的游戏用语用到课堂教学中，无疑增添了不少趣味性，每关设置的问题也恰能把实验的注意事项或操作要领一一呈现，达到了检验学生课前自主学习效果的目的。【实验过程】

明确实验目的：探究合力与分力的关系

学生活动：分组实验确定任意角度的两个分力及其合力, 教师活动：发放实验器材（课前），提醒学生注意事项（见投影屏幕），并走到学生中间观察、指导学生实验。

给出结论：大量精确的实验表明，两个力的合成满足平行四边形定则。请同学们用自己的语言文字表述平行四边形定则的内容。

投影显示平行四边形定则的内容，并通过动画强调邻边、邻边之间的对角线等。

强调平行四边形定则是矢量合成法则，对位移、速度等矢量同样适用。第三部分：课堂总结与课后交流

1.观看微视频，反思自身实验中的不足。（登录邮箱：189XXXX1172@163.com，密码：XXXXXX.下载）2.完善课堂笔记，并完成本节“自主作业”。

点评：关于学生分组实验，这节课的安排是课前结合微视频预习→课堂亲自动手实践→课后及时巩固，理论和实践相结合，使学生对于这个重要实验的理解更加到位，操作也更为规范。

第二篇：力的合成教案

第三篇：示范教案(力的合成)

http://www.xiexiebang.com 或http://www.xiexiebang.com 力的合成 整体设计

力的合成是解决力学的基础和工具，力的合成不过关，后续课的学习中，对牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理的理解和应用都无从谈起.力的合成是矢量的合成，是为以后物体受力分析作准备的一节课，理解力的合成需要掌握一种方法，那就是等效的方法.这节课从实验入手，学生通过自己动手找出合力与分力之间的关系，这样容易使学生接受.通过实验和多个实例说明一个事实：由于两个力作用在一个物体上，物体所表现出来的形变量或者运动状态的改变跟一个力作用在这个物体上时，物体所表现出来的形变量或者运动状态的变化相同.对于平行四边形定则的教学，可以在初步的矢量合成的基础上进一步加深，可以先进行在一条直线上力的合成，然后再进行互成角度力的合成.平行四边形定则让学生在实验过程中得出，让学生自己发现规律，有利于锻炼学生的能力.对于共点力的教学，重点在于利用演示实验和生活实例，形象地对比共点力和非共点力，在此基础上建立共点力的图景.本节是学生未接触过的全新内容.等效观点、力的合成等内容，学生都感到别扭.如果力的合成的平行四边形定则掌握不好，后续课程中的合成、电场磁场的叠加就不能得心应手.因此这节课在物理学中的地位和作用至关重要.教学重点

1.运用平行四边形定则求合力.2.合力与分力的关系.教学难点

运用等效替代思想理解合力概念是难点.课时安排

1课时 三维目标

知识与技能

1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念.2.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.3.会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成.过程与方法

1.培养学生的实验能力，理解问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力；

2.进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；

3.树立等效观点，形成等效思想，这是非常重要的处理问题的思想.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.3.让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态.课前准备

1.多媒体课件.2.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.教学过程

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导入新课

故事导入

据报道，因近日雨水较多路面太滑，一辆拖拉机在某地不慎落入路边的一条水沟，司机闫师傅被压在拖拉机后轮下面的水里，当场昏迷，幸亏附近十几个村民合力抬起车轮把闫师傅救出来抬到岸上才使闫师傅及时脱险.除了十几个村民抬起拖拉机外，我们还可以用吊车吊起拖拉机来达到同样的目的.在这个例子中吊车的作用效果与十几个村民的作用效果是相同的.实验导入

两个女同学把一桶水抬到讲桌上，然后再让一个男同学自己把水提到讲桌上.在这个实验中两个女同学对水桶的作用效果和一个男同学的作用效果相同.推进新课

一、力的合成

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，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力.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.求几个力的合力的过程叫做力的合成.下面我们来探究一下求几个力的合力的方法.演示1：两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为F1和F2；再用一个弹簧秤悬挂同一个钩码，拉力为F.分析：F1和F2共同产生的效果与力F产生的效果是相同的，即均使钩码处于静止状态.由于力F产生的效果与力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力.这种等效代替的方法是物理学中常用的方法.问题：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？

我们通过实验来研究这个问题.实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F作用，也可以用2个力F1和F2同时作用.如能想办法确定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F与F1和F2间的关系.演示2：将如图3-4-1所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上.橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿直线GC伸长了EO这样的长度，若撤去F1和F2用一个力F作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，则力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作线段OC，根据选定的标度，使OC的长度表示F的大小.图3-4-1

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学生实验：将白纸钉在方木板上，用图钉固定一橡皮筋，用两只弹簧秤同时用力互成角度地沿规定方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点，记下此时两弹簧秤的示数，这就是分力的大小，再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.用力的图示作出这3个力观察找出3个力之间的关系

演示3：以OA、OB为邻边作平行四边形OACB，画平行四边形的对角线，发现对角线与合力很接近.问题：由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减.那么互成角度的两个力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？下面请同学根据自己的实验数据来验证.图3-4-2

结论：总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，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3-4-2.问题：合力F与F1和F2的夹角有什么关系？

如果两个分力的大小分别为F1、F2，两个分力之间的夹角为θ，当θ＝0°时，它们的合力等于多少？当θ＝180°时，它们的合力又等于多少？

平行四边形定则的具体应用方法有两种：

1.图解法

（1）两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以F1、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向.用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角θ.如图3-4-3所示.图3-4-3

图3-4-3中F1=50 N，F2=40 N，合力F=80 N.（2）两个以上力的合成：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，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.2.计算法

先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式（如余弦定理）算出对角线所表示的合力的大小和方向.图3-4-4

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当两个力互相垂直时，如图3-4-4有：

F=F1F2

tanθ=F2/F1.例1教材例题

例2如图3-4-5所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10 N，F2=2 N.若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为多少？

图3-4-5

解析：F1和F2的合力F12＝F1－F2＝8 N，方向向右，又因物体受三力作用且合力为零，故静摩擦力f＝8 N，方向向左.若撤去力F1，则木块受F2作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为2 N，方向向右，木块仍保持静止状态,木块在水平方向受到的合力为零.答案：0

合力大小的范围：

运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力F1和F2之间的夹角θ由0°→180°变化，可以得到：

（1）合力F随θ的增大而减小.（2）当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，F有最小值Fmin=F1-F2.（3）合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2

问题：如何求多个力的合力？

引导学生分析：任何两个共点力均可以用平行四边形定则求出其合力，因此对多个共点力的合成，我们可以先求出任意两个力的合力，再求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.3.矢量和标量

问题：我们学过许多物理量，如：长度、质量、时间、能量、温度、力、速度等.这些物理量有什么异同？

引导学生分析：力、速度是既有大小又有方向的物理量，而质量、时间、能量、长度等物理量只有大小，没有方向，前者叫矢量，后者叫标量，矢量的合成遵守平行四边形定则.二、共点力

学生自学课本上有关共点力的知识，教师提示学生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.参考答案:

1.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.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.22中鸿智业信息技术有限公司

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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

1.甲、乙两个小孩共同推着一辆小车在水平地面上以0.5 m/s的速度向右匀速运动，丙小孩单独使同一辆小车在同一水平面运动，下列情况中丙对车的作用力与甲、乙对车的合作用力相同的是（）

A.丙推着小车以0.5 m／s的速度向右匀速运动

B.丙拉着小车以0.5 m／s的速度向右匀速运动

C.丙推着小车以0.5 m／s的速度向左匀速运动

D.丙推着小车由静止开始向右运动的瞬间

2.关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（）

A.F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大

B.F大小一定大于F1、F2中最大者

C.F大小随F1、F2间夹角的增大而减小

D.F大小不能小于F1、F2中最小者

3.大小分别为30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，两个力的合力F的大小一定为（）

A.F＝55 N

B.F≤5 N

C.F≥55 N

D.5 N≤F≤55 N

4.如图3-4-6为两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象，则这两个分力大小分别是（）

图3-4-6

A.1 N和4 N

B.2 N和3 N

C.1 N和5 N

D.2 N和4 N

答案：1.AB 2.C 3.D 4.合力为零

5.B 课堂小结

1.互成角度的二力合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵守平行四边形定则，即合力的大小不仅取决于两个分力的大小，而且取决于两个分力的夹角.2.对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳来完成的，实验归纳的步骤是：提出问题→设计实验→进行实验→数据分析→多次实验→归纳总结→得出结论.布置作业

1.教材第64页“问题与练习”

3、4.2.课下同学们自己观察一下生活中有哪些类似的情况，可以用一个力代替多个力来达到同样的效果，想一下，为什么有时人们不用一个力去做而要用多个力来做呢？

板书设计 4 力的合成

1.合力：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

是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力.2.力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成.（1）平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，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.（2）合力F与F1及F2的夹角的关系：

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①合力F随θ的增大而减小.②当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，F有最小值Fmin=F1-F③合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2.（3）多个力的合成：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

到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.3.矢量和标量

4.共点力

活动与探究

1.课题：如何最省力

活动内容：刚才我们用两个女同学把一桶水提到了讲桌上，下面我们来重做一下感觉怎样才最省力.结论：二力方向基本平行时最省力.2.课题：谁的力量大

活动内容：让两个男同学用最大力气拉直一根绳子，在绳子中间系一根绳子让一位女同学轻拉，为什么女同学很轻松就把绳子拉弯？

提示：利用合力的大小与分力夹角之间的关系来解释.通过活动引导学生画图解决问题.习题详解

1.解答：两个力的夹角为0°时，它们的合力最大,为12 N;当两个力的夹角为180°时，它们的合力最小，为8 N;当两个力的夹角由0°逐渐增大到180°时,它们的合力逐渐减小,即合力的大小在12 N和8 N之间;由此可见,两个力的合力可以等于10 N,不能等于5 N和15 N.2.解答:当两个力的合力为零时,由于一个力向东,大小为6 N,则另一个力的方向必向西,大小也为6 N.将方向向东的、大小为6 N的力改为向南时,二力相互垂直,如图3-4-7所示,它们的合力的大小为62 N,方向为西偏南45°.图3-4-7

图3-4-8

3.解答:如图348所示,选用1 cm长的线段表示30 N的力,作出力的平行四边形,量得表示合力F的对角线长6.8 cm,则合力的大小F=30×

6.8N=204 N.量得F与F1的夹角为17°.当1两个力的夹角为150°时,解答方法相同.4.解答:(1)正确

(2)错.如果两个分力之间的夹角较大,合力可以比任意一个分力都小.(3)错误.例如当两个分力的方向相反时,一个较小的分力增大可能使合力变小.设计点评

学生习惯于代数运算，产生定势思维，所以对矢量运算特别不习惯，不易接受.因此在作用效果相同的基础上理解合力与分力的关系，理解平行四边形定则，是难点.平行四边形定则的探索是应用的重点.所以，无论从课堂讲解，还是实验的设计操作、习题练习、课后

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作业等，都应围绕平行四边形定则展开.中鸿智业信息技术有限公司

第四篇：《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。

第五篇：3.4力的合成 教案

力的合成

一、对教材的认识

（一）总体认识

本节是高中物理必修课的第五节，是学生在初中从未接触过的全新内容。等效观点、力的合成等内容，学生都感到别扭。力的合成是解决力学的基础和工具，力的合成不过关，后续课的学习中，对牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理的理解和应用都无从谈起。如果力的合成的平行四边形法则掌握不好，后续课程中的合成、电场磁场的叠加就不能得心应手。这节课前接三种常见的力，后启力的分解和力学的一些重要定律的应用，因此这节课在物理学中的地位和作用至关重要，上好这节课决定了高中物理是开门红，还是开门黑。

（二）对“力的合成”教材本身的认识

1、从本节课教学目标上来说，应从以下几个方面来认识和理解：

①知识内容目标：a）理解合力与分力的概念。

b）掌握力的合成。

c）会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成。

②物理思想方法培养目标：树立等效观点，建立等效思想，这是非常重要的处理问题的思想，有利于理解交流电有效值。

③能力目标：这节课有利于培养学生实验能力，理解问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力。

④德育目标：可以实现实事求是、坚持内容与形式的统一的辩证唯物主义思想教育。作画法求合力要规范，可以培养学生严谨认真的科学态度。

2、从该教材在整个中学物理的知识体系中的地位来看： ①牛顿第二定律中的加速度是合力产生的加速度，动量定理的冲量是合外力的冲量，动能定理中的功是合外力做的功，物理平衡的平衡条件是合外力为零，所有这些规律的理解和应用都是以力的为基础的。设想把力的合成这一节去掉，整个力学还能进行下去吗？

②分解和正交分配是利用等效代替的思想解决问题，但这离不开平行四边形定则，更重要的是正交分配的归宿是为了求合力。

③本教材还可以为以后理解运动合成、场的叠加奠定基础。

④力学之所以难，就在于矢量太多（中学物理中一共10个，力学有8个），善于并掌握好矢量的计算，是突破力学难点的一个关键问题。

3、从教材大纲和考试说明来看：

这部分教材都定格B层次要求，在考试中也经常出现，例如1993年，1994年，1995年，1997年高考内容都有这方面的考查。这是命题者对该节内容重要性有足够认识后的一个必然结果。

4、从教材重点、难点来看：

因为学生习惯于代数运算，产生定势思维，所以对矢量运算特别不习惯，不易接受。因此在作用效果相同的基础上理解合力与分力的关系，理解平行四边形定则，是教材的难点。平行四边形定则的探索应用是教材的重点。所以，无论从课堂讲解，还是实验的设计操作、习题练习、课后作业等，都应围绕平行四边形定则展开。

5、教材编者意图是：

力的概念与三种常见的力的之后就安排了力的合成，这是高中物理教学中的第一个崭新内容。各种教材无论怎样改革，都没改变这一点，这就是编者要丛学习兴趣上，从时间安排上，强调力的合成的工具和基础地位，显示了编者要搬开学生学习物理的第一个拦路虎的决心和对其重要性的认识。

二、对教学方法的选择的认识

（1）矢量合成是重点也是难点，要让学生心悦诚服地接受平行四边形定则，增加学生的感性认识，发展学生的感知能力，就要让学生亲自实验探索，这是实践出真知的要求，也是突破重点和难点的关键。

（2）物理是以实验为基础的科学，离开实验物理就成为无源之水，实验是学生接受物理知最符合认识规律的方法。

由于以上两点的认识，应选择实验法进行教学，这是教材内容和认识规律的客观要求。（3）在教学方法的实施过程中，要引导学生做到以下几点： ①动手操作； ②记录数据和方法

③画出两个分力的图示，合力的图示； ④启发比较得出结论，从而培养学生的实验能力和严谨认真团结协作的科学态度，有效地为突破教材重点、难点服务。

三、学法指导

高、初中学习方法差异很大，而力的合成又是中学物理第一个崭新内容。要取得好的教学效果，还要对学生进行方法指导，帮助学生胜利实现由学会到会学的转变。

①教给学生科学实验的方法，如作用效果相同怎样显示，怎样确定力的方向，以疑启思，培养学生的思维能力。

②角学生处理实验的结果并得出结论的方法，如合力与分力关系的二者图示。③练习巩固总结，画图求合力得出夹角越小合力越大。④通过课堂提问，启发思考，激发兴趣，通过实验，培养学生的学习兴趣，激发成就感；通过练习强化有意注意，根据练习情况及时评价、鼓励学生。重在让学生弄懂平行四边形定则得出的过程而不在于得出一个结果。

⑤面向全体学生，分层次地调动学生的学习积极性。在实验提问练习中，对基础较差者设计简单问题，并给适当的鼓励。对学习较好或学习态度由好变坏的学生提问难度较大的问题，给予严格要求。学生课外动手做演示教具，合力随夹角变化的情况，激发学生兴趣和创造性。

四、教学过程的认识

（一）引出新课

通过“5+2=0”这一因校内外教育方向不一而产生互相抵消的现象，启发引导学生思考，在研究力的作用效果时能否出现一个力效果与几个力作用效果相同的情况。激发学生的好奇心引出新课。时间大约3分钟。

（二）新课教学

①讲合力与分力的概念，让学生举例，并让学生归纳总结合力与分力的等效代替特点，这样可以增加学生是感性认识，很自然引出什么是力的合成。时间3分钟。

②力的合成：指出“求出能代替两个分力的力的过程就叫力的合成”。让学生举出几个例子说明什么叫力的合力，并引出本节重点难点问题，怎样去合成，怎样去代替。时间约5分钟。

③平行四边形定则：

（1）在一条直线上的两个力如何合成。

（2）不在一条直线上的两个力的合成方法的探索。

a）实验仪器中要用的弹簧和橡皮条、细线、白纸木板，这些器材各发挥怎样的功能？ b）合力与分力作用效果相同，怎样去体现？ c）合力如何表示，分力如何表示？ d）合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示之间的关系怎样？ e）实验应记录些什么？怎样处理这些实验记录？最后得出什么结论？

这样，可以加强实验教学，培养学生思维能力，变直接给出为实验探索，激发学生的学习兴趣，培养科研方法，鼓励创新，全面提高学生素质。时间大约20分钟。

④课堂练习总结出： a）合力可以小于分力。

b）合力可以大于分力。

c）合力可以等于分力。

d）两分力的合力最大值，最小值。

e）两分力大小一定，夹角0～180时，合力如何变化？

f）两分力的合力一定且两分力相等，则两分力夹角变化时两分力如何变化？指导学生处理好学习知识与做题的关系，进行学法指导，贯彻全面提高的要求。

⑤布置作业：为了让学生真正掌握平行四边形定则，减轻学生的负担，为学生全面发展提供时间，作业量控制在一般学生15分钟的时间，因此，作业为课后第二题和自作合力随着分力的方向变化而变化的演示教具。