《力的合成》教学设计
一、教材分析
本节课是司南版高中物理教材必修一第五章第1节内容，它是高中阶段的其他矢量运算的基础，也是解决力学问题的一个重要工具，为以后理解运动的合成，场的叠加等奠定了基础，《力的合成》前接三种常见的力：重力，弹力、摩擦力，是对共点力合成的一次扩充。
在教材中起到承上启下的作用。
二、学情分析
1、知识储备：学生已经掌握同一直线合力的求法，也掌握了位移等矢量，学过作力的图示。
2、能力储备：具有一定的实验探究及实验结果处理能力
3、困难预测：（1）如何引导学生设计实验方案
（2）实验操作是否规范，是否会规范的作出力的图示
（3）实验结论的得出
三、教学目标
（一）知识技能
（1）能从力的作用效果等效性来理解合力与分力的概念，体会等效替代的思想。
（树立学生相应的物理观念）
（2）理解合力与分力的关系，并能运用实验去验证共点力合成所遵循的平行四边形定则。
（培养学生科学思维，实验探究能力）
（二）过程与方法
（1）经历平行四边形定则的实验，培养学生动手能力，物理等效的思想（2）在教学过程之中让学生体会自己分析和解决问题，训练学生科学思维能力。
（三）情感态度价值观
通过实验，培养学生实事求是的物理科学态度与责任。
教学重点
1、通过实例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通过实验探究“互成角度的两个力的合成”所遵循的“平行四边形定则”
教学难点
理解合力与分力关系、实验探究方案的设计与实施。
四、教学方法
实验教学法，自主探究法，讨论法，讲授法
五、教学过程
（一）、创设问题情景，导入新课
著名物理学家阿基米德曾说，给我一个支点，我能够撬动地球。
我给你们三根火柴和棉线，不借助其他任何工具，你能把这些矿泉水挂在桌子边缘吗？
（课前准备7到8瓶装满水的矿泉水瓶）让我们一起来完成，把第一根火柴放在桌子边缘，用矿泉水瓶压住，挂上装有水的矿泉水，第二根火柴把棉线撑开，将第三根火柴与第二根垂直，火柴头抵住第一根火柴头。
搭建完成，将上面矿泉水拿开，再往面线上加矿泉水，观察。
提出问题：为什么三根小小的火柴，就有如此大的洪荒之力，要想充分理解它，下面我们就从学习第五章第一节力的合成开始。
（二）、新课教学
板书：5.1 力的合成
第一部分：分力合力的概念及关系
实例1：在生活中，我们常见到这样的例子，一个小孩力气小，提一桶水很困难，可以两个人一起提起某一高度并保持静止，如果力气大的大人一个人也能完成刚才的动作，分析他们的作用效果相同是否相等，是否可以等效替代。
（设计意图，提水贴近学生生活，学生分析起来较为容易）
实例2：在黑板上挂一个挂钩，将细绳套挂上去，请两个同学互成一定角度去拉，并记录伸长的结点位置，画出力的方向，教师用一个弹簧测力计去拉，画出力的大小和方向，并用三角板作出力的图示。
（设计意图：既能够把两个分力与一个合力的作用效果相等直观的演示给学生观察，又能够为后面学生实验提供示范，橡皮条结点要两次拉到同一位置，怎么规范的作力的图示等）教师引导，两次结点位置相同，两个拉力与一个拉力作用效果也相同，物理学中把这样的两个力叫分力，把这样的一个力叫合力。
提问：分力与合力是什么关系？（等效替代）
板书：分力合力
教师引导观察，你发现刚才的实例中，两个分力是同时作用在物体的同一点或是它们作用线相交于同一点，这样的力我们称为共点力。
我们把两个力用一个力等效替代的方法或者过程叫力的合成。
教师强调:我们研究的都是共点力的合成。
第二部分：同一直线上力的合成方法的回顾与总结
指导学生阅读课本,归纳总结同一直线上的二力合成
几个力的合力怎样来求呢?下面我们先来回顾初中学的一条直线上的力的合成【展示幻灯片，学生阅读后回答】
二力同向：F=F1 + F2，方向跟两力的方向相同，
二力反向：F =|F1-F2|，方向与较大的那个力方向相同
第三部分探究互成夹角的两个力的合成方法
先引导学生设计实验方案。
PPT上出示几个问题：
1、思考如何保证分力和合力的作用效果相等
2、如何确定力的大小和方向？
3、应记录那些实验数据
4、怎样直观地把各力的大小和方向表现出来
学生分组，分任务讨论问题，由组上成员推荐一名同学分享讨论结果。
问题一：
只要将弹簧测力计两次都拉到同一位置，就可以保证他们的作用效果相同。
问题二：
力的大小可以在弹簧测力计上读出，方向由结点和力的作用线上一点,两点确定一条直线画出。
问题三：要记录结点的位置，两个分力的大小和方向，还要记录合力的大小和方向。
问题四：用力的图示就可以将各力的大小和方向表示出来。
学生设计实验
（1）将白纸用图钉固定在方木板上，在木板正上方钉一颗图钉，将橡皮条固定在这颗图钉上，将弹簧测力计调零。
（2）用两个弹簧测力计互成夹角，尽可能贴近木板且平行于木板地拉弹簧测力计，记录下弹簧测力计的读数，分别记为F1和F2，记录两弹簧测力计的方向，方法是沿细绳的方向画一点，与结点两点确定一条直线。
（3）取下一个弹簧测力计，在用一个弹簧测力计将橡皮条拉到同一结点，记录弹簧测力计读数和记录方向。
（4）用力的图示作出分力和合力大小和方向，将两个分力为邻边作平行四边形，作出对角线与合力进行对比。
（5）分析，评价、得出结论。
学生开始分组探究
（教师巡视解惑，观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，尽量把误差减小到最小。
）
提出注意事项：
①同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是；将两只弹簧测力计勾好后对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧测力计与板面平行。
②在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差．
③在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O 位置一定要相同．
④画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外．要严格按力的图示要求作图。
5、分析交流
当学生完成以上实验步骤中后请同学们仔细分析三个力的图示的关系，是不是合力大小等于两个分力大小之和? （建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。
）
观察得到：虚线和原来的两个分力构成了一个四边形，这个四边形好像是平行四边形，两个分力为平行四边形的两条邻边．合力为它们所夹的对角线。
6、论证总结
要求学生改变F1 和F2 的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。
【投影展示几组同学的实验结果】
总结：在误差范围内，F 几乎是以F1、F2 为邻边的平行四边形的对角线。
这就是今天我们用自己设计的实验得出的结论。
实际上在我们之前伟大的人们已经做过很多次的、精细的实验，最后确认，互成角度的两个力的合成，不是简单的两个力相加减，而是用表示这两个力的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，这个法则叫做力的平行四边形定则。
巩固练习
1、下面我们通过一个例题进一步加深对平行四边形定则的理解。
【幻灯片展示例题】学生读题并尝试解决例题
例题：力F1＝45 N，方向水平向右，力F2＝60 N，方向竖直向上．通过作图法求这两个力合力F 的大小和
方向．
（请一位同学说一下自己的思路）
教师在黑板上板书演示
解：（作图法：作出力的图示）
取10㎝长的线段表示15N 的力
作出力的平行四边形，如图所示，
量出对角线长为50㎝，
则合力大小F＝15 N ×(50㎝/10㎝)=75N
用量角器量得合力方向：F 与F1 的夹角为53°．第四部分：课堂小结布置作业
板书设计
1、合力分力：
分力等效替代合力
2
（1）同一直线上的二力合成*
同向相加，反向相减
（2）互成夹角力的合成
遵循平行四边形定则。