江蘇省常州中學高一物理人教版必修1：3.4力的合成教學設(shè)計（PDF版）學校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：江蘇省常州中學高一物理人教版必修1：3.4力的合成

2.教學年級和班級：高一（1）班

3.授課時間：2023年11月7日星期二第3節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標1.理解力的合成概念，培養(yǎng)物理抽象思維能力。

2.運用平行四邊形法則進行力的合成，提升幾何作圖技能。

3.通過實驗探究，培養(yǎng)學生科學探究和問題解決能力。

4.培養(yǎng)學生合作交流的意識，提升團隊協(xié)作能力。教學難點與重點1.教學重點，

①理解力的合成原理，掌握力的平行四邊形法則。

②能夠熟練運用力的合成法則解決實際問題，如計算合力的大小和方向。

③培養(yǎng)學生將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型的能力。

2.教學難點，

①正確構(gòu)建力的平行四邊形，確保作圖準確無誤。

②理解力的合成過程中矢量相加的原理，避免將矢量運算與代數(shù)運算混淆。

③在復(fù)雜情況下，如多個力的合成，能夠準確判斷力的合成順序和方向。

④將力的合成應(yīng)用于實際問題，如物體受力平衡、物體運動分析等，需要綜合運用物理知識和數(shù)學工具。教學方法與策略1.采用講授法結(jié)合實例分析，幫助學生理解力的合成概念。

2.通過小組討論，引導學生探索力的合成規(guī)律，培養(yǎng)合作學習習慣。

3.設(shè)計實驗活動，讓學生親手繪制力的平行四邊形，加深對矢量合成法則的理解。

4.利用多媒體展示力的合成動畫，直觀演示力的分解與合成過程。

5.安排角色扮演，讓學生模擬力的作用和合成，提高解決問題的能力。教學過程設(shè)計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對力的合成的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們在日常生活中是否遇到過需要把兩個力合成為一個力的情況？比如，搬動重物時，我們通常需要知道施加的總力?！?/p>

展示一些日常生活中的力合成實例，如滑板運動員滑行時的平衡力、推拉門時的合力和等。

簡短介紹力的合成的概念和重要性，強調(diào)它在物理學習和工程實踐中的應(yīng)用，為接下來的學習打下基礎(chǔ)。

2.力的合成基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解力的合成的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解力的合成的定義，包括矢量和標量之間的區(qū)別，以及力的合成是指矢量運算。

詳細介紹力的合成的組成部分，包括力的圖示和力的平行四邊形法則。

3.力的合成案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解力的合成的特性和重要性。

過程：

選擇幾個簡單的力的合成案例，如兩個同方向的力合成、兩個垂直方向的力合成等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生通過實際例子理解力的合成的原理。

引導學生思考這些案例在生活中的應(yīng)用，如如何利用力的合成來解釋物體的運動。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成小組，每個小組選擇一個案例，討論如何利用力的合成法則來解決該問題。

鼓勵學生在小組內(nèi)進行分工，一人負責畫力的圖示，一人負責計算合力的大小和方向。

每組準備一份討論結(jié)果，包括力的圖示和計算過程。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對力的合成的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括力的圖示、合力計算和討論過程中的發(fā)現(xiàn)。

其他學生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，特別是對合力的計算和圖示的準確性進行檢驗。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，特別是對計算過程中可能出現(xiàn)的錯誤進行講解和糾正。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)力的合成的意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，包括力的合成的概念、平行四邊形法則和案例分析。

強調(diào)力的合成在物理學中的基礎(chǔ)地位，以及在工程和技術(shù)中的應(yīng)用價值。

布置課后作業(yè)：讓學生完成一道關(guān)于力的合成的練習題，鞏固所學知識，并鼓勵他們在家中嘗試將力的合成的原理應(yīng)用于日常生活中的情境。教學資源拓展1.拓展資源：

-力的分解與合成在工程中的應(yīng)用：介紹力的分解與合成在建筑、機械、航空等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如橋梁設(shè)計中的受力分析、汽車發(fā)動機的力矩計算等。

-力的合成與物理實驗：介紹一些與力的合成相關(guān)的物理實驗，如利用彈簧測力計測量力的合成、通過擺球?qū)嶒炗^察力的合成效果等。

-力的合成與幾何作圖：探討力的合成與幾何作圖的關(guān)系，如利用幾何作圖法解決力的合成問題，以及如何在幾何圖形中體現(xiàn)力的合成原理。

-力的合成與生活實例：列舉生活中常見的力的合成現(xiàn)象，如人體運動中的力的合成、交通工具的行駛中的力的合成等。

2.拓展建議：

-鼓勵學生閱讀相關(guān)的科普書籍或文章，了解力的合成在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，如《力的世界》、《力學探秘》等。

-引導學生參與物理實驗，通過親自動手操作，加深對力的合成的理解，如制作力的合成實驗裝置、進行力的合成實驗報告。

-鼓勵學生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線教育平臺、視頻教程等，學習力的合成的相關(guān)知識和技能，如觀看力學教育視頻、參與在線力學討論。

-組織學生參觀科技館或?qū)嶒炇?，親身體驗力的合成在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)，如參觀橋梁、機械設(shè)備等，了解力的合成在工程中的應(yīng)用。

-建議學生將力的合成的原理應(yīng)用于解決實際問題，如設(shè)計簡單的力學模型、解決日常生活中的力學問題等，提高學生的實際應(yīng)用能力。

-鼓勵學生參加物理競賽或科學展覽，展示自己在力的合成方面的研究成果，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新能力。

-引導學生進行跨學科學習，將力的合成的原理與其他學科知識相結(jié)合，如數(shù)學中的幾何知識、工程中的力學計算等，拓寬學生的知識視野。

-建議學生關(guān)注力學領(lǐng)域的最新研究成果，了解力的合成領(lǐng)域的前沿動態(tài)，激發(fā)學生的求知欲和探索精神。板書設(shè)計1.重點知識點：

①力的合成概念

②平行四邊形法則

③力的合成公式

④力的合成實例

2.關(guān)鍵詞：

①合力

②分力

③矢量

④平行四邊形

3.重點句子：

①力的合成是指兩個或多個力合成一個力的過程。

②平行四邊形法則：以兩個分力為鄰邊作平行四邊形，對角線即為合力。

③合力的大小等于兩個分力的矢量和。

④合力的方向由分力的方向和大小決定。課堂1.課堂評價

課堂評價是教學過程中不可或缺的一部分，它有助于教師了解學生的學習情況，及時調(diào)整教學策略，確保教學目標的實現(xiàn)。以下是對力的合成這一課時的課堂評價方案：

（1）提問評價

提問是課堂評價的重要手段，通過提問可以檢驗學生對知識的理解和掌握程度。以下是一些具體的提問策略：

①提問方式多樣化：采用開放式提問和封閉式提問相結(jié)合的方式，鼓勵學生積極思考，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維。

②逐步提問：從簡單到復(fù)雜，逐步引導學生深入理解力的合成原理。

③課堂提問時機：在講解過程中、實驗操作時、小組討論時等環(huán)節(jié)，適時提問，提高課堂參與度。

④評價學生回答：對學生的回答進行及時評價，肯定正確答案，指出錯誤原因，幫助學生糾正。

（2）觀察評價

觀察是課堂評價的基礎(chǔ)，教師應(yīng)關(guān)注學生在課堂上的表現(xiàn)，以下是一些觀察要點：

①學生參與度：觀察學生是否積極參與課堂活動，如提問、討論、實驗等。

②學生注意力：觀察學生是否集中注意力，避免分心。

③學生合作能力：觀察學生在小組討論中的表現(xiàn)，如傾聽、表達、協(xié)調(diào)等。

④學生動手能力：觀察學生在實驗操作中的表現(xiàn)，如準確、規(guī)范、安全等。

（3）測試評價

測試是課堂評價的有效手段，以下是一些測試策略：

①課堂小測驗：在課程結(jié)束后，進行簡短的課堂小測驗，檢驗學生對知識的掌握程度。

②課后作業(yè)：布置與力的合成相關(guān)的課后作業(yè)，如計算題、實驗報告等，鞏固所學知識。

③定期測試：在課程結(jié)束后，進行一次全面的測試，全面評價學生的學習效果。

2.作業(yè)評價

作業(yè)評價是課堂評價的延伸，以下是對力的合成作業(yè)的評價方案：

（1）作業(yè)批改

①認真批改：對學生的作業(yè)進行認真批改，確保批改的準確性。

②及時反饋：對學生的作業(yè)進行及時反饋，指出錯誤原因，幫助學生改進。

③個性化評價：根據(jù)學生的個體差異，給予個性化的評價和指導。

（2）作業(yè)展示

①優(yōu)秀作業(yè)展示：在課堂上展示優(yōu)秀作業(yè)，激發(fā)學生的學習興趣。

②作業(yè)討論：組織學生討論作業(yè)中的問題，提高學生的分析問題和解決問題的能力。

（3）作業(yè)總結(jié)

①定期總結(jié)：定期對學生的作業(yè)進行總結(jié)，分析學生的學習情況和存在的問題。

②提出改進措施：針對學生在作業(yè)中存在的問題，提出相應(yīng)的改進措施，幫助學生提高作業(yè)質(zhì)量。典型例題講解例題1：

已知兩個力F1和F2，F(xiàn)1的大小為10N，方向向東；F2的大小為15N，方向向北。求這兩個力的合力大小和方向。

解答：

首先，根據(jù)平行四邊形法則，我們可以畫出兩個力的圖示，然后連接它們的起點和終點，形成一個平行四邊形。在這個平行四邊形中，對角線表示合力。

合力的大小可以通過勾股定理計算：

\[F_{合}=\sqrt{F1^2+F2^2}=\sqrt{10^2+15^2}=\sqrt{100+225}=\sqrt{325}\approx18N\]

合力方向可以通過計算兩個力的夾角來確定。由于F1向東，F(xiàn)2向北，我們可以使用反正切函數(shù)（arctan）來找到合力與F1的夾角：

\[\theta=\arctan\left(\frac{F2}{F1}\right)=\arctan\left(\frac{15}{10}\right)\approx56.3^\circ\]

所以，合力的大小約為18N，方向與F1的夾角約為56.3度，即從東向北偏轉(zhuǎn)。

例題2：

一個物體受到兩個力的作用，一個力F1大小為20N，方向向東；另一個力F2大小為30N，方向向北偏東45度。求這兩個力的合力大小和方向。

解答：

同樣地，我們首先畫出兩個力的圖示，然后利用平行四邊形法則找到合力。

合力的大小可以通過勾股定理計算：

\[F_{合}=\sqrt{F1^2+F2^2}=\sqrt{20^2+30^2}=\sqrt{400+900}=\sqrt{1300}\approx36.1N\]

合力方向可以通過計算兩個力的夾角來確定。F2向北偏東45度，我們可以使用余弦定理來找到合力與F1的夾角：

\[\cos(\theta)=\frac{F1}{F_{合}}\]

\[\theta=\arccos\left(\frac{20}{36.1}\right)\approx38.2^\circ\]

所以，合力的大小約為36.1N，方向與F1的夾角約為38.2度，即從東向北偏東。

例題3：

一個物體受到兩個力的作用，一個力F1大小為25N，方向向西；另一個力F2大小為40N，方向向南偏西30度。求這兩個力的合力大小和方向。

解答：

畫出兩個力的圖示，然后找到合力。

合力的大小可以通過勾股定理計算：

\[F_{合}=\sqrt{F1^2+F2^2}=\sqrt{25^2+40^2}=\sqrt{625+1600}=\sqrt{2225}\approx47.2N\]

合力方向可以通過計算兩個力的夾角來確定。F2向南偏西30度，我們可以使用余弦定理來找到合力與F1的夾角：

\[\cos(\theta)=\frac{F1}{F_{合}}\]

\[\theta=\arccos\left(\frac{25}{47.2}\right)\approx61.3^\circ\]

所以，合力的大小約為47.2N，方向與F1的夾角約為61.3度，即從西向南偏西。

例題4：

一個物體受到兩個力的作用，一個力F1大小為30N，方向向北；另一個力F2大小為50N，方向向東偏北30度。求這兩個力的合力大小和方向。

解答：

畫出兩個力的圖示，然后找到合力。

合力的大小可以通過勾股定理計算：

\[F_{合}=\sqrt{F1^2+F2^2}=\sqrt{30^2+50^2}=\sqrt{900+2500}=\sqrt{3400}\approx58.3N\]

合力方向可以通過計算兩個力的夾角來確定。F2向東偏北30度，我們可以使用余弦定理來找到合力與F1的夾角：

\[\cos(\theta)=\frac{F1}{F_{合}}\]

\[\theta=\arccos\left(\frac{30}{58.3}\right)\approx49.4^\circ\]

所以，合力的大小約為58.3N，方向與F1的夾角約為49.4度，即從北向東偏北。

例題5：

一個物體受到兩個力的作用，一個力F1大小為35N，方向向南；另一個力F2大小為45N，方向向西偏南45度。求這兩個力的合力大小和方向。

解答：

畫出兩個力的圖示，然后找到合力。

合力的大小可以通過勾股定理計算：

\[F_{合}=\sqrt{F1^2