《力的合成》教學設計

● 創(chuàng)新整合點

本節(jié)課采用情景引導構建合、分力的概念，再利用所給的DIS傳感器創(chuàng)設了一個實驗環(huán)境，先讓學生直觀體驗、親身感受，獲得感性認識，后提出問題：互成角度的兩個分力與合力之間的關系是什么？學生探討實驗方法、交流并實施，通過電子白板展示實驗方案和利用多媒體網絡展示實驗成果，得出合、分力之間遵循的圖形規(guī)律，從而逐步逐層來突破難點。在課堂教學中以實驗探究為主線，以問題和小組交流貫穿課堂的始終，把傳授知識、培養(yǎng)能力和學生情感有機地結合起來，讓學生帶著自己的問題去探究，充分體現學生的主體性。

● 教材分析

本課是在學生了解力的初步概念和常見力的基礎上，研究多個力的合成問題，它是前幾節(jié)內容的深化。高中必修本（必修1）安排這節(jié)課的目的，主要是從等效代換思想出發(fā)，理解合力、分力的概念；體會實驗探索物理規(guī)律的方法；并初步掌握用平行四邊形求合力的方法。

物理是以實驗為基礎的科學，本節(jié)課充分體現了物理學的這一特點。平行四邊形定則不僅是力的合成必須遵循的定則，也是所有矢量合成的普遍定則，是重點、難點。因此學好本節(jié)內容，將為學生以后學習矢量及運算奠定良好的基礎。

● 學生分析

高一學生剛接觸矢量，對矢量的運算沒有任何感性認識，沒有任何生活經驗可供借鑒，他們習慣的是僅有大小沒有方向如質量、體積等物理量之間的代數運算。對高一學生來說，力的合成法則是一個難關。因此在教學過程中，要注意增加學生的感性認識。實驗是學生學習物理知識最符合認知規(guī)律的方法。

隨著新課程的實施和推進，學生對于科學探究尤其是實驗探究已經積累了一定的體驗和認識，能夠勇于發(fā)表自己的看法，良好的學習習慣和課堂氛圍也為學生自主探究力的合成法則提供了保障。

● 教學目標

知識與技能目標：理解合力與分力的概念，知道什么是力的合成；掌握力的平行四邊形定則，會用作圖法求兩個共點力的合力。

過程與方法目標：體驗實驗探究的學習方式，培養(yǎng)學生設計實驗、動手操作、分析實驗現象的能力。

情感態(tài)度與價值觀目標：通過實驗探究過程，激發(fā)學習興趣，發(fā)揮積極性、主動性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)合作、交流的能力與團結協(xié)作的精神。

● 教學環(huán)境與準備

多媒體教學網絡、實物投影、朗威DIS實驗室軟件、幾何畫板；實驗器材：朗威DISLab數據采集器、力的傳感器、方木板、彈簧秤（2個）、橡皮筋、白紙、細繩套、刻度尺、圖釘、量角器、圓規(guī)。

● 教學過程

1.創(chuàng)設問題情境，引出概念

情境1：教師提前在學生進入教室的必經之路放上一個杠鈴，觀察學生的反應。

師：有的同學邁過擋路的杠鈴（視而不見），而許夢洋和張琛兩名女同學合作來把杠鈴提起……這時卜凡同學趕緊過來一個人把杠鈴提起放到墻角。這就是素質！（學生鼓掌）。

從力的作用效果上看兩次一樣嗎？

生：力F1和F2共同產生的效果與力F產生的效果相同。

師：由于力F產生的效果與力F1和F2共同產生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力，F1和F2叫做力F的分力。這種“等效替代”的方法是物理學中常用的方法。

板書：一、概念：分力（幾個力）合力（一個力）

設計意圖：通過實踐體驗，激發(fā)學生學習興趣，引導學生體會“等效替代”的方法。

2.溫故知新，提出探究問題

師：如果兩個同學施加在杠鈴上的力都是200N，那么一個同學需要施加多大的力才能等效替代？

生：400N，根據初中學習過（同一直線上）的二力合成的規(guī)律：二力同向F＝F1＋F2

二力反向：F＝F1－F2

師：當兩個力有夾角時結論又如何呢？

情境2：利用力的傳感器演示（顯示各力的大小）

學生觀察實驗數據后得到兩個力的合力跟這兩個力不是簡單的代數和運算，產生疑惑，求知欲油然而生。

設計意圖：由特殊情形延展至互成角度的二力合成，變直接給出結論為實驗探究，激發(fā)學生的學習興趣。

3.新課講解，展開實驗

師：怎樣尋找合力與兩個分力的關系呢？請同學們利用桌子上的實驗器材，結合思考問題，設計方案，尋找合力與兩個分力的關系。（通過電子白板展示下圖）

思考：

（1）怎樣才能保證兩次作用效果相同？

（2）用什么方法確定分力F1、F2及合力F的大小和方向？

（3）需要記錄什么？

（4）實驗步驟怎樣？

設計方案：學生分組討論，利用實驗臺上現有的儀器來設計探究的實驗方案。教師巡視指導。

分享交流：學生展示實驗方案，其他小組相互補充和完善后，形成探究方案。利用電子白板分析實驗原理、找出需要測量的物理量及所需的實驗儀器，簡單寫出實驗步驟。

4.教師給予適當的評價

設計意圖：學生通過討論利用已有的知識、結合所給的器材設計出實驗方案，明確實驗目的、原理、器材、步驟，加強對學生薄弱環(huán)節(jié)——實驗設計能力的培養(yǎng)，同時訓練學生用物理語言表達問題的能力和知識的遷移能力，提升學生的素養(yǎng)。

實踐操作：學生依據此方案進行分組實驗探究（結合溫馨提示），教師巡視、指導。

溫馨提示：

（1）要注意彈簧秤的最小分度、是否校零，讀數時應注意估讀。

（2）拉橡皮條時，彈簧秤、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行。

（3）用兩個彈簧秤拉橡皮條時，要描下O點位置和兩條細繩的方向，并記錄下兩個彈簧秤的讀數。用一個彈簧秤拉橡皮條時，仍應使節(jié)點到達O點，要描下細繩的方向，并記錄彈簧秤的讀數。

學生代表利用多媒體網絡通過電腦展示實驗成果。

師：觀察合力與分力的矢量圖形，猜想它們可能滿足的圖形規(guī)律是什么。

學生運用發(fā)散思維觀察實驗圖形。在教師的啟發(fā)下，利用添加輔助線的方法，形成探究方案，學生互評。教師利用實物投影展示。

師：請大家改進方案，觀察并猜想四邊形AOBE有什么特點。

生：經觀察發(fā)現AOBE像平行四邊形。

師：到底“是”還是“像“呢？

學生利用尺規(guī)嚴格做出以兩力為邊的平行四邊形，比較F與所夾對角線F′。

教師將若干學生的結果貼于黑板上，轉換到電子白板上，便于每個學生觀察、思考。得出結論，在誤差允許的范圍內，合力與分力的矢量圖形是平行四邊形。

設計意圖：學生經歷了“提出問題→猜想與假設→交流與合作→設計實驗→實驗探究→分析數據與論證→得出結論”等一系列過程，親身體會到科學探究的過程，并培養(yǎng)學生養(yǎng)成嚴謹、細致、耐心的實驗修養(yǎng)。培養(yǎng)學生實事求是、尊重客觀規(guī)律的科學態(tài)度，讓學生體會到實驗在探索物理規(guī)律中的作用。在學習活動中，學生成功演繹了真理發(fā)現的過程，突破了難點，并實現了過程和方法目標。

5.歸納總結

師：求幾個力的合力叫做力的合成。（板書：§5、力的合成）如何求兩個分力的合力呢？

生：用圖形法：以兩個共點力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊所夾的對角線表示合力F的大小和方向。

師：力的合成遵循平行四邊形定則（通過電子白板展示）。（板書：平行四邊形定則）

課堂小結：學生總結自己的收獲，教師加以評價。

情境3：有大小一定的兩個分力F1、F2（F1>F2），它們的夾角為θ，思考下面的問題：

（1）當角度由0度增大到180度的過程中，合力F的大小怎樣變化？

（2）什么情況下合力最大？最大值是多少？什么情況下合力最小？最小值是多少？合力的取值范圍如何？

（3）合力一定比分力大嗎？

● 教學反思

本節(jié)課我覺得比較好的方面是：通過日常生活實例創(chuàng)設問題情境，直接切入問題，進一步加深對合、分力的認識，同時又體會了等效的思想方法。

利用所給的DIS傳感器創(chuàng)設了一個實驗環(huán)境，先讓學生直觀體驗、親身感受，獲得感性認識，后提出問題：互成角度的兩個分力與合力之間的關系是什么？學生探討實驗方法、交流并實施，通過電子白板展示實驗方案和利用多媒體網絡展示實驗成果，得出合、分力之間遵循的圖形規(guī)律，從而逐步逐層來突破難點。

電子白板支持了整個課堂和學生個體的知識建構。它時而作為信息展示的平臺、時而作為師生互動的平臺、時而作為資源管理平臺，使學生獲得了實踐參與的機會。課下電子白板作為再生資源平臺，其錄播系統(tǒng)，將課堂上整個教學過程采集為視頻文件，形成生動而豐富的再生資源，用于支持教師的反思、家校協(xié)同教育。

在這節(jié)課中學生的活動較多，教師要注意控制好時間。在學生討論合、分力之間的圖形規(guī)律時，由于舍棄了傳統(tǒng)的演示實驗，造成學生思維的障礙，不能順利地得出正確的結論，這是比較遺憾的方面。

點 評

本節(jié)教學設計充分利用信息技術將多種媒體有機結合起來。信息量大，內容豐富，師生、生生互動方便、快捷，教學效果好，是一節(jié)比較成功的物理課。

首先，借助傳感器、多媒體教學網絡、實物投影、朗威DIS實驗室軟件等技術手段，圍繞學生的“學”而展開教與學活動，以研究性學習為學習方式，以科學探究活動為載體，為學生創(chuàng)設了一個樂學善思、敢于嘗試、大膽探究的學習空間。

其次，學生在動腦動手，合作探求合力與分力之間關系的實驗研究中，結合即時性信息雙向交換、交流互動與鮮活的生成性資源共享，順利掌握了合力與分力間的圖形規(guī)律，體驗了科學研究的樂趣，體會了科學研究的方法，有效地突破了教學上的一系列知識難點，向“自主、探究、合作”的新型教與學方式邁進。

另外，教師準確地把握了網絡環(huán)境與學科研究性學習內容的結合點，不僅依據課程標準，較好地達成了本節(jié)內容的三維目標，而且發(fā)展了學生的學習能力，提高了學生的整體素養(yǎng)，避免了純粹為整合而“作秀”的弊端，真正實現了信息技術手段為物理學科教學實實在在的服務。