1、第三章 相互作用-力力的合成与分解教学设计科目物理课题力的合成与分解课时2课时教学目标与核心素养一知识与技能1.通过等效替代的物理思想来理解合力和分力的概念；2.掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律；3.会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力；4.初步掌握力的分解时根据实际效果确定分力方向的方法。二过程与方法1.能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；2.通过学习合力和分力的概念，理解物理学基本方法-等效替代法。三 情感态度与价值观1.培养学生的物理思维能力和科学研究的态度；2.培养
2、学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识；3.能应用力的合成和分解知识分析日常生活中的有关问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。教学重、难点教学重点：1、了解合力与分力的关系；2、通过实验探究平行四边形定则，知道它是矢量运算的基本规则；3、运用平行四边形动定则解决合力与分力的大小关系；教学难点：1、理解根据实际情况分解力的多种方法。教学准备教具：方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20cm细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对教学过程教师活动学生活动设计意图第一课时导入新课：【教师提问】请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200N的一桶水，请下面同学
3、分析该同学施加的提水的力为多大？然后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？【教师引导】生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？【教师引导】同学们能找出这些例子的共性，给出合力和分力的概念吗？讲授新课：【教师引导】 一个力与几个力产生了同样的效果,可以用这一个力代替那几个力,这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力。 当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。【教师提问】那么如何才能求出几个力的合力呢？也就是说合力与分力之间有什
4、么关系？教师出具合力与分力关系模拟演示器，告诉学生有关的器材，以及实验的目的，让学生自己设计一个实验来探究求合力的方法（学生可能提出好多不同的设计方案，教师要引导学生选择其中的最佳方案）【教师引导】两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为和，再用一个弹簧秤悬挂同一个钩码，拉力为。分析：和共同产生的效果与力产生的效果是相同的，即均可使钩码处于静止状态，由于力产生的效果与力和共同作用产生的效果相同，力就叫做力和的合力，这种等效代替的方法是物理学中常用的方法。【教师引导】一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力作用，也可以用2个力和同时作用，如能想办法确定和以及力的方向，就可知与和间的关系。
5、演示：将如图所示的实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线伸长了EO这样的长度，若撤去和用一个力作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，则力F对橡皮条产生的效果跟力和共同作用产生的效果相同，力F等于和的合力，在力和的方向上各作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力和的大小，再沿力F的方向作线段OC，根据选定的标度，使OC的长度表示F的大小。【教师提问】由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单的将两个力相加减，那么互成角度的两个力是不是可以用和的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？【教师总结】求互成角度的两个力的合
6、力，可以用表示两个力的有向纯然为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则。课堂练习：1、对两个大小不等的共点力进行合成,则( )A.合力一定大于每个分力B.合力可能同时垂直于两个分力C.合力的方向可能与一个分力的方向相反D.两个分力的夹角在0到180之间变化时,夹角越小,合力越大答案：CD2、四个共点力的大小分别为2 N、3 N、4N、6N,则( )A.四个力合力的最大值为15 NB.四个力合力的最小值为2 N C.四个力合力的最小值为1 N D.四个力的合力不可能是10 N答案：A3、在同一平面内共点的四个力的大小依次为19、40、30和15,方向
7、如图所示,求它们的合力。答案：合力的大小约为38.2 ,方向与夹角为45斜向上第二课时导入新课：上节课的学习中，我们了解到在效果相同的前提下可以用一个力来等效替换某几个力，这个过叫做力的合成。那在效果相同的前提下我们完全可以用几个力来等效替换某一个力呢？这个过程就叫做力的分解。这也是我们今天要学习的内容。【教师提问】如何求解一个已知力的分力呢？【教师引导】力的分解是力的合成的逆运算。【教师提问】既然大家都知道求一个已知力的分力就是根据平行四边形的对角线求两个相邻的边，那大家看看黑板，我在黑板上画了一个力，那大家能不能求出它的两个分力呢？【教师引导】相信不少同学已经看出来了，如果没有特殊限制，那
8、根据一条对角线可以作出无数个平行四边形。也就是说同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。如下图：从上图可以看出，力F可以分成F1 、F2，也可以分成F3 、F4，还可以分成F5 、F6，还可以，也就是说可以用来等效替换F的分力有无数对。【教师引导】将一个已知力力分解的几种情况：1、 已知两个分力方向 2、 已知其中一个分力F1的大小和方向3、已知两个分力的大小。结论：1、当时有两组解。2、当时有唯一的一组解。3、当时无解。4、已知一个分力的大小和另一个分力的方向结论：1、当已知大小的分力时，有两组解。2、当已知大小的分力=时有唯一的一组解。3当已知大小的分力时无解。 【教师提问】那么实
9、际问题中的力的分解？举例：拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上的，这个力产生了两个效果；一方面使耙克服泥土的阻力前进；另一方面同时把耙往上提，使它不会插得太深。也就是一个力产生了两个效果（画出物体的受力示意图，如下）。引导：如果这两个效果是由两个力F1、F2产生，使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力F1产生；把耙往上提，使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。那F1、F2与拉力F是怎样的一种关系？【教师引导】这就是实际生活中分力与合力的关系。【教师提醒】实际生活中通常按力的作用效果来进行力的分解举例：将一木块放到光滑的斜面上，试分析重力的作用效果并将重力进行分解。【教师总
10、结】通过刚才的讨论观察，我们了解到：作用在物体上的重力产生了两个效果，一是使物体沿斜面下滑，另一个就是使物体与斜面之间发生挤压。那我们将重力进行分解时就根据重力的实际作用效果把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向，如图：【教师提醒】分解后，用G1和G2来等效替换G，则G不存在了；1、 G2是作用在物体上的，不是物体对斜面的压力；2、 G1使物体下滑，所以G1又叫做下滑力。可见下滑力是重力的一个分力，并不是一个真实存在的力。3、 一个力是否是真实的力，看能否找到该力的施力物体。【教师提问】力的分解是不是一定要按力的实际作用效果来分解？【教师提问】力的实际作用效果这么难判断，该怎么办？【教师引导
11、】正交分解法前面我们已经学习过如何求几个力的合力，就是用平行四边形定则把两个合成一个，两个合成一个如此能合成最后一个力。学过力的分解后，对于求合力，我们又有了一种新的方法：正交分解法。就是建立一个直角坐标系，把所有不在坐标轴上的力分解到两个坐标轴上，接着分别两个坐标轴上的分力各自合成，最后再把两个轴上的合力再进行合成。【教师引导】下面我们通过实验研究自由落体运动的规律：例、如图，物体重为100N，分别求两个分力大小。解：方法1、将两绳子拉力合成等于重力。方法2、将重力分解到两绳子方向，并相互抵消。方法3、正交分解法（最好解的方法）课堂练习：1、关于力的合成与分解,下列说法正确的是( )A.合力
12、与分力是等效替代关系,都同时作用在物体上B.合力一定大于每一个分力C.当已知合力,和其中一个分力,则分解的结果可能是无数D.已知合力和两个分力的方向,分解结果是唯一的答案：D2、如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球,若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的( )A.1和4B.3和4C.2和4D.3和2答案：B 3、如图两个体重相同的人静止坐在秋千上,两秋千绳子能承受的最大张力是一样的。往两人身上同时慢慢加相同重量的物体,直到绳子断开,则下面的叙述正确的是( )A.甲中绳子先断B.甲、乙中绳子同时断C.乙中绳子先断D.不确定答案：C4、表面光滑、质量不计
13、的尖劈插在缝A、B之间,如图所示,在尖劈背上加一压力F,求尖劈对A侧的压力和对B侧的压力.答案：生观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题：效果是一样的！用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。学会思考学生思考并讨论学生讨论组内商量设计出实验解决问题学生观察实验说一说看到的实验现象和实验结论学生了解理解物理学方法-等效替代发学生根据教师引导进行实验学生进行实验步骤学生观察实验理解过程步骤学生积极猜想回答：将白纸钉在方木板上，用图钉固定一橡皮条，用两只弹簧秤同时用力互成的沿规定方向拉橡皮条，使橡皮条的另一端伸长到O点，记下此时弹簧秤的读数，这就是分力的大小
14、，再用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮条拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。用力的图示作出这3个力观察找出3个力之间的关系。学生练习两个分力与合力之间满足平行四边形定则，力的合成是以两个分力为邻边作平行四边形求对角线，而力的分解则是以一个已知的力为平行四边形的对角线求两个相邻的边。学生思考讨论学生根据教师的引导理解学习，并认识到问题学生理解记忆学生理解记忆学生思考一种等效关系，可以进行等效替换。学生理解记忆不是，根据解题的需要来分解，一般情况下按实际作用效果分解我们可以综合物体受力分析结果来判断其中某个力的作用效果学生理解记忆学生练习学生练习通过实践体验，让学生体会一
15、个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发学生学习兴趣，引导学生体会等效观点。培养学生合作、交流、互助的精神培养学生乐于思考，敢于创新，敢于设计实验的科学态度探究力的合成的平行四边形定则，培养学生实验探究的能力巩固本节知识巩固本节知识帮助学生理解正确作图的顺序，真正的学会作力的平行四边形培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识巩固本节知识巩固本节知识板书设计3.4 力的合成与分解一、 力的合成 1、定义：一个力与几个力产生的同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的合力。
16、2、力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成3、求的合成法则：平行四边形定则二、 力的分解 1、定义：已知一个力求它的分力的过程。 2、力的分解方法（分解法、合成法、正交分解法） 分析力的作用效果 根据力的作用效果确定分力的方向 用平行四边形定则确定分力的大小 根据数学知识求分力大小和方向三、 标量和矢量1、 标量：既有大小又有方向。2、 矢量：既有大小又有方向。3、 三角形定则：把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末 端的有向线段就表示合矢量的大小和方向。教学后记1. 由代数和到矢量和是一个思维的飞跃，既要讲透又要耐心等待学生的感悟、理解，不可操之过急，在今后几节课的教学中要反复点拨、讲解。 2. 为了使学生更好的理解平行四边形定则，应在学生充分掌握图解法的基础上，再学习应用计算法。3. 学生对将一个力按照作用效果分解，理解接受较好，困难是怎样确定力的作用效果，老师应该在这个方面下点功夫。