3.4力的合成和分解— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案.doc

3.4力的合成和分解

〖教材分析〗

力的合成与分解是互为逆过程，我们研究的是力的等效关系，依据此思想总结出力的平行四边形定则。教学中应让学生体会运用“等效”思想研究问题是物理学研究中的一种重要方法。它具有承上启下的作用。教学设计应注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解。学生在初中已经接触过求沿同一直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。

〖教学目标与核心素养〗

物理观念：能够从力的作用效果理解合力、分力、力的合成和力的分解。

科学思维：理解平行四边形运算法则和特点，掌握平行四边形法则，知道它是矢量合成的普遍规律，知道矢量与标量运算法则是不同的。

科学探究：通过演示实验引出合力和分力的概念，了解物理学常用的方法一—等效替代法。

科学态度与责任：通过力的合成和分解的学习，感受对立统一的观点在物理学中的意义；通过实验培养良好的观察习惯和严谨求实的科学精神。

〖教学重点与难点〗

重点：1、合力与分力的关系。

2、平行四边形定则及应用。

难点：实验探究方案的设计与实验。

〖教学方法〗

教师启发引导教学与学生小组合作探究法相结合，并辅以问题法、演示法、举例法等

〖教学准备〗

弹簧测力计、细绳、三角板、直尺、橡皮筋、多媒体课件等。

〖教学过程〗

一、新课引入

通过多媒体课件动图展示：蜘蛛织网。如果蜘蛛网上的一根丝断了，网会倒向哪边？

我们可以把蜘蛛网的受力图简化成，课本的图形式。即一个静止的物体，在某平面上受到5个力作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？如果我们把F5去掉后，也就是蜘蛛网这根断了，我们很容易判断，它会向相反方向跑去。也就是说F5等于其他力的加。

如果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？

教学设计说明：借助生活常识动图，创设问题情境，激发探究动机，引导学生发现问题。

首先我们要先知道共点力的概念：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交与一点。

二、新课教学

（一）合力和分力

先来明确几个概念，共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。

物体受力的作用点在同一位置，如图刚才的蜘蛛网，或者作用线（延长）交与一点，这个和我们的挂灯很像，把它延长下来，三个力是相交的。这就是共点力的概念，下面我们先研究共点力的合成。

生活中常常见到这样的事例：一个力的单独作用与两个或者更多力的共同作用。通过多媒体课件动图展示：提水动图。例如，两个小孩分别用力F1、F2共同提着一桶水，水桶静止；一个大人单独向上用力F也能提着这桶水，让水桶保持静止其效果相同。

由图观察到，作用效果是相同的。

一盏吊灯悬吊在天花板上保持静止，悬线对吊灯的拉力是F，若用两根线共同悬挂吊灯，悬线上端分别固定在天花板的左右两处，线的拉力是F1和F2，也能产生使吊灯保持静止的效果。

我们最常见的足球用网兜来装的，上边一根绳，到下面分为很多根，效果都是把球提起来了，所以我么把上面的这个是由下面的合在一起的F叫做合力，下面由F分开得到的叫做分力。

合力：一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同。

分力：几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同。

教学设计说明：引入足球更加贴近生活，吊灯已经极少有了。

（二）力的合成和分解

力的合成：求几个力的合力的过程。力的分解：求一个力的分力的过程。他们是互为逆过程，又合力可以求分力，由分力也可求合力。

通过多媒体课件动图展示：同一直线上不同方向的力的合力。

观察动图我们可以得到同一直线上力的合成：F合=F1+F2（最大），两个分力同向相加。

F合=F1-F2（最小），两个分力反向相减。

思考：互成角度的两个力怎样求合力？还能直接相加减吗？

例如刚才的两人提水、吊灯、足球等，如何求呢？

实验：探究两个互成角度的力的合成规律（阅读），阅读完成后播放实验动图。

力的合成：平行四边形定则

通过多次的实验探究我们会发现，求两个力的合成，如果以表示这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

对角线就代表合力的大小和方向。这个规律叫作平行四边形定则。

通过多媒体课件动图展示：平行四边形。观察图可以看到力字里面也蕴含着平行四边形。

力的分解：也遵守平行四边形定则。

在上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F把圆环拉到0点，再用拉力F1、和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1、和F2可以看成F的分力，这就变成了“探究力的分解规律”的实验。由于各个力的数据都没有改变，因此力的分解也遵循平行四边形定则。

需要指出的是，如果没有限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形。也就是说，同一个力F