3.4 力的合成和分解（教学设计）-【上好课】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）.docxVIP

第4节力的合成和分解

教学设计

备课人

学科

物理

课题

3.4力的合成和分解

教学内容分析

力的合成与分解是互为逆过程，我们争辩的是力的等效关系，依据此思想总结出力的平行四边形定则。教学中应让同学体会运用“等效”思想争辩问题是物理学争辩中的一种重要方法。它具有承上启下的作用。教学设计应留意同学学问的形成过程和对学问的真正理解。同学在学校已经接触过求沿同始终线作用的两个力的合力的方法，在第一章也已经接触到位移的矢量合成。本节内容进一步学习矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。

学情分析

合力与力的合成，在学校物理教学中初步涉及。学习本节内容之前，同学已经学习了力、重力、弹力和摩擦力等概念，对“力”有了较为深刻的理解和生疏。通过前面位移、速度和加速度等矢量的学习，对“矢量”有肯定的了解，这些为本节课的学习供应了基本的学问储备。高中物理新接触的学问，“矢量运算”不是简洁的代数加减，而是满足“平行四边形定则”。矢量运算涉及的几何和代数等数学方法，对同学提出了较高的要求，给本节课的教学带来了困难。

教学目标

1.通过试验探究，得出力的合成与分解遵从的规律——平行四边形定则。

2.会用作图法和直角三角形的学问解决共点力的合成与分解问题。

3.运用力的合成与分解学问分析日常生活中的相关问题，培育将物理学问应用于生活和生产实践的意识。

教学重难点

1.合力与分力的关系（重点）

2.平行四边形定则及应用（重点）

3.试验探究方案的设计与试验（重点难点）

教学过程

教学环节

老师活动

同学活动

设计意图

导入新课

生疏共点力：几个力若都作用在物体的同一点，或者他们的作用线交于一点，我们把这几个力叫做共点力。

思考与争辩：

一个静止的物体，在某平面上受到5个力作用，你能推断它将向哪个方向运动吗？假如我们能找到一种方法，即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用，而效果不变”，上述问题就迎刃而解了。你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢？

同学记忆记录

同学思考争辩并回答

明确共点力的概念

为合力的运算做铺垫

讲授新课

一、合力和分力

思考与争辩：

观看下面的情景图片，结合生活阅历思考：两位小孩对水桶施加的两个力与一个大人对水桶施加的一个力，就“提起水桶”这一作用效果而言，相同吗？他们可以相互代替吗？

（一）合力和分力

1.合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。

2.分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。

（二）合力和分力的关系

1.等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代。“等效替代”

2.同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，作用在不同物体上的力不能求合力。

3.瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。

二、力的合成和分解

（一）力的合成和分解定义

1.力的合成：我们把求几个力的合力的过程叫做力的合成。

2.力的分解：我们把求一个力的分力的过程叫做力的分解。

（二）同始终线上两个力的合成法则

1.两个力同向合成：

2.两个力反向合成：

【小结】

同始终线上的两个力的合成法则：直接加减的代数运算法则，同向相加和反向相减。

思考与试验：

(1)假如两个力不在同始终线上，求两个力的合力是否还遵循直接加减的代数运算法则？

(2)动手小试验：利用两只弹簧测力计、一个重物。如图做试验，比较F和F1+F2的关系，你有何发觉？

（三）探究两个互成角度的力的合成规律

1.试验器材及方案：

方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔。

2.试验原理：

(1)若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉伸至相同长度，即力F′与F1、F2共同作用的效果相同，那么F′为F1、F2的合力。

(2)用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小，并登记它们的方向，作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F。

(3)比较F′与F，若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等，则可以证明互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则。

3.试验步骤：

(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。

(2)用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

(3)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数F1和F2，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳的方向。

(4)只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，登记弹簧测力计的读数F′和细