《力的合成》教学设计及反思

南京市第十三中学  王新星

一、教学目标：

1、知识与技能：

（1）理解合力、分力、共点力和力的合成的概念

（2）理解平行四边形定则是矢量运算的普遍法则，掌握力的合成方法（图解法，计算法）

2、方法与过程：

（1）通过等效替代，自主探究平行四边形定则

（2）体验物理研究的一般方法：猜想、实验、结论

3、情感态度价值观：

（1）通过交流与讨论，培养学生合作意识

（2）通过试验，培养学生创新精神，激发求知欲。

二、教学重点和难点：

重点：学生通过实验探究，理解、掌握二力合成

难点：理解掌握等效替代方法

三、教学过程：

游戏引入：勾老将，两片落叶的叶柄勾在一起，小伙伴各执一根往后拉，谁手里的叶柄没有断谁就是赢家。

新课教学

1、合力、分力：物体受多个力共同作用，其作用效果与一个力的作用效果相同，则这一个力称为那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力

方法提炼：等效替代的方法可以把复杂问题简单化，这是我们研究物理问题常用的方法，

类比理解：重心（作用在物体上各部分的重力可以等效成作用于一个点）

2、力的合成：物体受到几个力共同作用，用合力等效替代这几个力的方法

过渡：本课我们重点研究共点力的合成

3、共点力：作用于物体上同一点，或者力的作用线交于同一点的力

问题：两共点力的合成方法？即如何求两共点力的合力？

教师：在初中，我们已经学习掌握了在一条直线上的二力合成

（1）、两共点力在同一直线上的：（请学生回答）

两力（F₁、F₂）同向：F=F₁+F₂

两力（F₁、F₂）反向：F=|F1-F2|

（2）、两共点力不在同一直线上：

实验探究

实验方案设计

（1）、选择谁作为研究对象？------------橡皮条

（2）、怎样才能保证两次作用效果相同？----------两次将橡皮条的一端拉至同一位置

（3）、需要记录什么？-------------同一位置、力的大小、力的方向

（4）、实验步骤怎样？-------------先两个力，记录位置、大小、方向，再一个力到同一位置，记录大小、方向。

 

学生设计实验方案，教师引导，统一实验方法和实验要求，学生进行分组实验。

实验要求：①确保等效

②如何确定、记录合力、分力的方向

③记录合力、分力的大小

④每组改变两力夹角，测定三组分力（大小、方向）

4、由实验获得的合力、分力，寻找它们之间的联系

引导：要寻求合力、分力大小、方向之间的关系，首先要把力的大小、方向形象、直观、准确的表示出来，这就应该用什么方法？

学生：力的图示法

学生由实验数据作力的图示，猜测、验证、得出结论

结论：（平行四边形内容）

教师说明：人们根据更多精确的实验，和大量的实例，最后总结出合力与分力的大小、方向满足平行四边形定则。

推广：平行四边形定则是矢量运算法则，位移、速度、加速度

方法小结：（1）刚才，同学们先猜测、再实验，最后得出结论，这是物理研究的一般方法

         （2）可用力的图示法，由作图求两共点力的合力-----图解法

5、应用探究篇

（1）、学生体验活动：制作平行四边形，

（2）、探究与思考：学生观察自制平行四边形的变形过程

①两力大小不变，两力的夹角由0逐渐增大，合力大小如何变化？

学生：合力大小一直变大，

师：两分力什么情况下合力最大？两分力什么情况下合力最小？

生：两分力同向时合力最大，最大值为两力之和

两分力反向时合力最小，最小值为两力之差

教师演示：几何画板

②三个力F₁=4N、 F₂= 5N、F₃= 6N的合力F的大小的范围？

在三个力中任选两个力，其出其合力范围，再看第三个力在不在此范围内，若在，那么三个力的合力最小值为零，如不在三个力的合力最小值就等于三个力依次之差。

1. 课堂小结：

（1）、物理知识：合力、分力、共点力、力的合成

（2）、物理方法：等效替代，图解法，物理研究的一般方法

四、教学反思：

1、游戏引入，引发认知冲突

所谓认知冲突是指人的原有图式与新感受到的事件或客体之间的对立性矛盾，学习者需要对新信息或原有图式做出调整以解决冲突。根据建构主义的观点：学生对物理规律理解和掌握是通过主动建构实现的，学生在进入课堂之前，头脑中并非一片空白，而是具有了错综复杂的原有认知结构。学生在学习新知识时，便会可能出现新旧知识的矛盾。心理学家伯尔林指出，人有一种天生的“认识的好奇心”，这种认识的好奇心正源于遇到的新旧知识的不一致所导致的观念冲突，这种认识的好奇心是激发内部动机的根本原因所在。

很有年代感的“勾老将”，但是却蕴含着丰富的物理知识，在设计本实验之初，是想让学生张角大一些，然后我就能赢，但在具体实施时，学生的张角却很小，我就灵机一动，把我树叶的张角变大，使我变成输家，最终的问题也变成：老师为什么一直输。该实验很好的激起学生的好奇心，提升学生的学习兴趣。让学生意识到生活处处皆物理。

2、分组实验，自主构建

   分组实验做还是不做，这是个问题。做分组实验，耗时长，课堂组织要求高，然而学生的亲手实验，对于学生的动手能力、平行四边形的自主构建，有着不可替代的作用。于是我还是选择了分组实验，在分组实验之前做了充分的准备：实验器材、操作步骤、实验注意事项······让整个实验有序而紧凑，学生动手能力得到了提升，而平行四边形定则也在学生动手实验中不断的得到构建。

3、有始有终，前后呼应

   “勾老将”游戏是本节课的引入游戏，学习完平行四边形定则再对此实验进行解释，有始有终，也很好的满足了学生的好奇心。我没有直接解释为什么张角大的树叶容易断，而是又做了一个实验：两根细线悬挂重锤，当两根细线间的夹角逐渐增加时，细线断，重锤落下。

，两个实验相互印证，让学生逐渐掌握用物理模型解决实际生活问题的能力。