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2019-2020年高中物理 3.4力的合成與分解2教案 粵教版必修1 ★新課標(biāo)要求 （一）知識與技能 1、掌握力的平行四邊形定則，知道它是力的合成的基本規(guī)律。 2、初步運(yùn)用力的平行四邊形定則求解共點(diǎn)力的合力；能從力的作用效果理解力的合成、合力與分力的概念。 3、會用作圖法求解兩個(gè)共點(diǎn)力的合力；并能判斷其合力隨夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍，會用直角三角形知識求合力。 （二）過程與方法 1、能夠通過實(shí)驗(yàn)演示歸納出互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則； 2、培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度、觀察能力、分析能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)能力。 3、培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問題的方法的能力。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。 2、培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識。 3、培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神。 ★教學(xué)重點(diǎn) 1、通過實(shí)驗(yàn)歸納出力的平行四邊形定則 2、力的平行四邊形定則的理解和應(yīng)用。 ★教學(xué)難點(diǎn) 1、對物體進(jìn)行簡單的受力分析、通過作圖法確定合力 2、合力與分力間的等效替代關(guān)系，尤其是合力的大小與兩個(gè)分力間夾角的關(guān)系。 ★教學(xué)方法 1、創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)啟發(fā)，讓學(xué)生體會并接納等效觀點(diǎn)，從而得出合力、分力的概念。 2、實(shí)踐體驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)探索，歸納總結(jié)，從而得出平行四邊形定則。 ★教學(xué)用具： 多媒體、總重力為200N的一桶水、合力與分力關(guān)系模擬演示器（磁性黑板、帶磁鐵的滑輪、鉤碼、橡皮筋（帶細(xì)繩套）、實(shí)驗(yàn)器材（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)用）；方木塊1塊、彈簧秤2個(gè)、橡皮筋1條，20cm細(xì)線1條（兩端打好套）、白紙1張、圖釘幾個(gè)、三角板一對 ★教學(xué)過程 （一）引入新課 教師活動：請兩位同學(xué)到講臺前，讓一位同學(xué)提起重為200N的一桶水，請下面同學(xué)分析該同學(xué)施加的提水的力為多大？然后請兩同學(xué)一起提起水桶，請同學(xué)們一起分析提水桶的有幾個(gè)力？從效果上看跟剛才用一個(gè)力提一樣嗎？ 學(xué)生活動：學(xué)生觀看兩位同學(xué)的操作，同時(shí)考慮并回答教師的問題。 點(diǎn)評：通過實(shí)踐體驗(yàn)，讓學(xué)生體會一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)或更多力的作用效果相同、目的是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生體會等效觀點(diǎn)。 教師活動：引導(dǎo)學(xué)生思考：生活中還有哪些事例是說明幾個(gè)力與一個(gè)力的作用效果相同的？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考討論列舉實(shí)際例子：用兩條細(xì)繩吊著日光燈、很多只狗拉著雪撬前進(jìn)、抗洪救災(zāi)中解放軍搬沙袋、打夯等。 點(diǎn)評：通過列舉生活中的實(shí)例，進(jìn)一步體會一個(gè)力可以與幾個(gè)力的作用效果相同。培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的能力，同時(shí)激發(fā)學(xué)生對生活的熱愛。 教師活動：啟發(fā)引導(dǎo)同學(xué)找出這些例子的共性，給出合力和分力的概念。 學(xué)生活動：積極思考，領(lǐng)會合力、分力的等效替代關(guān)系。 （二）進(jìn)行新課 1、力的合成 教師活動：教師出具合力與分力關(guān)系模擬演示器，告訴學(xué)生有關(guān)的器材，以及實(shí)驗(yàn)的目的，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究求合力的方法（學(xué)生可能提出好多不同的設(shè)計(jì)方案，教師要引導(dǎo)學(xué)生選擇其中的最佳方案）。教師可提出如下問題：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中合力與分力等效的標(biāo)志是什么？（橡皮條的伸長量相等）然后教師可讓學(xué)生（2－3人）自告奮勇去前面操作，下面的學(xué)生觀察，引導(dǎo)學(xué)生找出操作同學(xué)的不妥之處。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生先做出各力的圖示，讓操作的同學(xué)和下面同學(xué)一起討論合力與分力之間的關(guān)系。（學(xué)生此時(shí)也可能有很多種猜想，比如：把兩個(gè)力直接加起來等。教師可參與學(xué)生的討論，篩選出有一定道理的猜想） 學(xué)生活動：根據(jù)老師出示的合力與分力關(guān)系模擬演示器，思考：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中研究什么問題？在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中合力與分力等效的標(biāo)志是什么？用什么樣的方案去探究？然后與鄰近的同學(xué)交換一下意見。 學(xué)生代表到前面去做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，同學(xué)們要認(rèn)真觀察，并與自己設(shè)計(jì)的方案相比較，看哪個(gè)方案更好一些。同時(shí)要找一下前面同學(xué)的操作有無不恰當(dāng)?shù)牡胤?，并友好地提出來。?dāng)操作的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出力的圖示時(shí)，同學(xué)們要積極思考：合力與分力的大小是什么關(guān)系，并形成自己的猜想結(jié)論。 點(diǎn)評：探究力的合成的平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力。 學(xué)生對于合力和分力的大小關(guān)系的猜想，教師應(yīng)當(dāng)充分尊重，而不要怕麻煩，要讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索落到實(shí)處。教師在教學(xué)中會發(fā)現(xiàn)：學(xué)生的思維有時(shí)很睿智，教師時(shí)常會有驚喜的發(fā)現(xiàn)（為學(xué)生的聰明而高興）。 教師點(diǎn)評：學(xué)生的猜想是否正確，教師要給學(xué)生驗(yàn)證的機(jī)會：讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，測量三組數(shù)據(jù)，處理完后得出自己驗(yàn)證的結(jié)論，即原來的猜想是否正確。讓學(xué)生自己選出各組的代表，把實(shí)驗(yàn)的情況進(jìn)行匯報(bào)，教師和學(xué)生一起進(jìn)行歸納總結(jié)。最后得出求合力的方法一一平行四邊形定則。 在上述過程中教師要引導(dǎo)學(xué)生對各組的操作情況、數(shù)據(jù)處理、語言表述等進(jìn)行評價(jià)和分析。 學(xué)生活動：根據(jù)學(xué)生自己的猜想，利用課桌上儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，測量三組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，看結(jié)果如何。（實(shí)驗(yàn)過程中同學(xué)之間要團(tuán)結(jié)協(xié)作，密切配合），各組的學(xué)生代表要在同學(xué)們面前陳述本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，和其他組的情況相比較，最后全班同學(xué)一起得出求合力的方法。 點(diǎn)評：驗(yàn)證探究的結(jié)果是否正確。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法——探究、驗(yàn)證，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 教師活動：教師提問：請同學(xué)們用比較準(zhǔn)確而又簡捷的語言表述出平行四邊形定則。 學(xué)生活動：積極思考并回答老師的問題。 點(diǎn)評：概括得出平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生抽象和概括的能力。 教師活動：教師提出如下問題：力F1＝45N，方問水平向右。F2＝60 N，方向豎直向上。求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向。若F1和F2的方向相反（夾角為180），求其合力的大小和方向；若F1和F2的方向相同（夾角為0），情況又怎樣？ 進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：兩個(gè)力F1、F2、的合力F的大小和方向隨著F1、F2、的夾角變化而如何變化？ 學(xué)生得出結(jié)論后，教師可出示多媒體課件演示： θ= 0；0<θ<90；θ= 180；90<θ<180；θ從0到180變化，合力F的大小變化。 什么情況下合力最大？最大值為多大？什么情況下合力最??？最小值為多大？ 合力F是否總大于原來兩個(gè)力F1、F2、？ 當(dāng)F1、F2、相等時(shí)：θ= 0；θ<60；θ= 90；θ=180的情況。 學(xué)生活動：解答老師提出的問題、注意做題態(tài)度要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真。 思考：兩個(gè)力F1、F2、的合力F的大小和方向隨著 F1、F2、的夾角變化而如何變化？合力F的大小在一個(gè)什么樣的范圍內(nèi)變化？ 認(rèn)真觀察老師提供的課件內(nèi)容，印證自己得到的結(jié)論。 點(diǎn)評：尋找合力F的大小和分力F1、F2、間夾角的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力以及發(fā)散思維的能力。 教師活動：教師啟發(fā)學(xué)生思考：在上述問題中，即：F1＝45N，方問水平向右。F2＝60 N，方向豎直向上。求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向。能否不用圖示法而用其它的方法求？如何求？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考后回答：可以。可以用直角三角形的邊角關(guān)系求解。 然后學(xué)生計(jì)算求出。 點(diǎn)評：方法擴(kuò)展，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。 不論是多么重要的結(jié)論，教師都不要取代學(xué)生，一切的思維活動教師都要巧妙引導(dǎo)，讓學(xué)生得出。 教師活動：教師在學(xué)生初步知道求兩個(gè)力的合力的方法后進(jìn)一步提出拓展問題：一般情況下物體都受到多個(gè)力作用，那么如何求這些力的合力？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考教師提出的問題，然后不難想到：可以用平行四邊形定則求出它們的合力：先求出任意兩個(gè)力的合力．再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。 點(diǎn)評：由兩個(gè)力合成擴(kuò)展到多個(gè)力合成，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。 2、對“共點(diǎn)力”的學(xué)習(xí) 教師活動：教師讓學(xué)生自學(xué)共點(diǎn)力的概念，然后讓學(xué)生回答如下問題以檢驗(yàn)其自學(xué)情況： 1、什么樣的力是共點(diǎn)力？ 2、你認(rèn)為在掌握共點(diǎn)力的概念時(shí)應(yīng)注意些什么問題？ 3、教師利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出示圖片：大吊車吊起物體；人擔(dān)水；舉重；比薩斜塔等。吊車吊起物體時(shí)鉤子受的力為共點(diǎn)力嗎？人擔(dān)水時(shí)擔(dān)子受到的力為共點(diǎn)力嗎？舉重運(yùn)動員舉起的重物受到的力為共點(diǎn)力嗎？比薩斜塔受幾個(gè)力作用？它們是共點(diǎn)力嗎？ 4、力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件？適用于什么情況？ 學(xué)生活動：學(xué)生認(rèn)真看書，掌握共點(diǎn)力的概念，并回答老師提出的問題，在回答過程中進(jìn)一步加深對共點(diǎn)力的理解并搞清它們的適用條件――只適用于共點(diǎn)力。 點(diǎn)評：學(xué)生掌握共點(diǎn)力的概念，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和分析能力。 教師活動：教師出示課堂練習(xí)（見實(shí)例探究），學(xué)生先獨(dú)立完成（起自測作用），然后討論，有些問題可有多種解法，引導(dǎo)學(xué)生找出最佳解題方法。 學(xué)生活動：保質(zhì)保量地完成課堂練習(xí)，自我評價(jià)本節(jié)課學(xué)習(xí)的情況。 點(diǎn)評：在應(yīng)用中加深對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識的能力。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評 教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開，計(jì)學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 （四）實(shí)例探究 ☆關(guān)于合力與分力關(guān)系的理解 1、兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、的合力為F，下列說法中正確的是 A、合力F一定大于任一個(gè)分力 B、合力的大小既可等于F1，也可等于F2 C、合力F有可能小于任一個(gè)分力 D、合力F的大小隨F1、F2、間的夾角增大而減小 ☆關(guān)于合力的大小范圍 2、兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=15 N、F2、=9 N，他們的合力不可能等于 A、9 N B、25 N C、6 N D、21 N 3、兩個(gè)共點(diǎn)力的合力最大為15N，最小為5N，則這兩個(gè)力的大小分別為 N和 N 。 ☆合力與分力間夾角的關(guān)系 4、如圖所示，兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、的大小一定，夾角θ是變化的，合力為F.在θ從0逐漸增大到180的過程中，合力F的大小變化情況是 A、從最小逐漸增大到最大 B、從最大逐漸減小到最零 C、從最大逐漸減小到最小 D、先增大后減小 ☆綜合應(yīng)用 5、如圖所示，質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是 A、沿斜面向下 B、垂直于斜面向上 C、沿斜面向上 D、豎直向上 ★課余作業(yè) l、還有沒有更好的方案來驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則？ 2、你身邊還有沒有物體受共點(diǎn)力的例子？試舉出來。 3、課后完成課本上第67頁的練習(xí)。 ★教學(xué)體會 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 附錄1 力的合成—一教材分析 這一章教材通過分析生活和生產(chǎn)中的大量實(shí)際問題，讓學(xué)生初步理解并掌握力的矢量性和解決矢量問題的平行四邊形定則。力的運(yùn)算的平行四邊形定則是初學(xué)者很難跨越的一個(gè)臺階，教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際出發(fā)來分析問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺自然、暢快、水到渠成、不突兀。同時(shí)在教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教材《力的合成》這一節(jié)課，一改傳統(tǒng)教學(xué)中的“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，采用“探究性”實(shí)驗(yàn)教學(xué)。讓學(xué)生在自己原有“同一直線上兩個(gè)力的合成”的知識基礎(chǔ)上，通過“猜測、實(shí)驗(yàn)、歸納、總結(jié)”的探究過程，自己得出“不在同一直線上的兩個(gè)力的合成”所遵循的“平行四邊形定則”。讓學(xué)生在建立“平行四邊形定則”的過程中，體會到“實(shí)驗(yàn)歸納法”的一般原則。 l、平行四邊形定則，是一切矢量運(yùn)算的法則，它的重要地位可想而知。教材利用實(shí)驗(yàn)探究的方法來得到平行四邊形定則，一來培養(yǎng)了學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的能力，二來培養(yǎng)了學(xué)生的勇于探索的精神。學(xué)生經(jīng)過這一過程，從一定程度上講提高了運(yùn)用知識的能力。 2、共點(diǎn)力是一個(gè)相當(dāng)重要的概念，因?yàn)樵诟咧形锢碇袉栴}中的研究對象絕大多數(shù)是質(zhì)點(diǎn)，它們受的力自然是共點(diǎn)力，故對該概念的理解是學(xué)好高中物理的基礎(chǔ)。 附錄2 力的合成——學(xué)生分析 力的合成一節(jié)的教學(xué)，教師的角色是一個(gè)引導(dǎo)者，所有的課堂活動是教師引導(dǎo)下的學(xué)生的活動，雖然學(xué)生對矢量的認(rèn)識很膚淺，但只要老師引導(dǎo)得當(dāng)，教學(xué)活動應(yīng)該比較順利。另外，只要教師注意引導(dǎo)，就目前學(xué)生的知識水平而言，學(xué)生各方面的能力就能得到培養(yǎng)，如：動手操作能力、物理思維能力和科學(xué)態(tài)度、觀察能力、分析能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力、表達(dá)能力等。