力的合成探究性实验教案
《力的合成》教学设计
（本教学内容选自人民教育出版社出版的普通高中新课程标准实验教科书必修1，第三章第四节中的第一部分——力的合成，P61——P62）
一、教学目标
知识与技能
通过探究性实验理解互成角度的二力合成的方法：平行四边形定则
过程与方法。
通过实验探究方案的设计与实施，使学生初步认识科学探究的意义和
基本过程。
培养学生应用数学工具处理物理问题的能力，渗透等效思想
情感态度价值观
在探究实验的过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验数据，培养
学生实事求是的精神。
通过分组实验团结协作，培养学生的团队精神。
二、教学重点与难点
教学重点：利用合力与分力等效替代的关系，设计实验理解力的平行四边形定则 教学难点：探究性实验过程及平行四边形定则的理解
三、学生情况分析
高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，习惯对只有大小没有方向的物理量如质量、体积之间的代数运算。对于高一学生来说，力的合成方法是个难关，而一旦过了这个坎，就对矢量学习在认识上有了一次质的飞跃。这节课学习的力的平行四边形定则，对以后多个互成角度的力的分析有着重要的帮助，所以这节课的学习对学生很重要。
学生进行科学探究能力较弱但热爱科学探究，充满强烈的求知欲。
学习本课题之前，学生已经学习过力的概念，受力分析，以及力的图示。上一节课学习了合力分力的定义，知道了合力分力间定性的关系为等效替代，这为这节课实验设计的过程提供帮助。
四、教学模式与教学方法
以探究式教学模式为主，启发—引导等模式为辅。教学方法为由讲授法、实验法、问答
法及演示法等基本方法的组合。
五、实验器材与器具
平行四边形定则演示器、弹簧测力计两个、硬纸板（上方有一定标度，下方有挂钩）、一个重物、三角板、量角器、带有细绳套的橡皮筋、木板、白纸、若干图钉
六、教学过程
（一）新课引入
针对有关力的合成的情景，教师设疑，让学生首先感到用简单的思路处理复杂问题的重要性。
教师播放图片《伏尔加河上的纤夫》引导学生发现其中运用的物理知识（发现多个人用力才能将船拉动），通过进到学生思考如何简单的分析纤夫拉船的力，引出今天要学习的课题为力的合成。
(二) 新课教学
首先复习上一节课学习的内容，我们学习了合力分力的定义，知道了合力分力有着等效替代的关系。
引出求几个力合力的过程叫做力的合成。
通过复习中学学习过的在同一直线上的力的合成，同向相加，方向为同向；反向相减，方向为力大的方向。引出互成角度的力的合成的方法，进而进行探究性实验。
探究性实验由提出问题、猜想与假设、设计实验方案、实验过程、数据分析、归纳总结构成。
提出问题：互成角度的两个力与合力之间有什么样的规律？ 猜想与假设：合力与它的分力的图示外围的图形有规律的四边形。 设计实验方案：
实验原理：利用等效替代的思想找出合力与它的分力
利用力的图示做出力的大小方向和作用点 可能的实验设计：
学生自己设计，两个实验二选一的进行操作
1、用一个力将物块提起，使物体静止在空中记下力的大小和方向，此时弹簧测力计的示数为合力的大小；再用互成角度的两个力同样将物块提起并静止，记下力的大小和方向，两个弹簧测力计的示数为分力的大小。作出力的图示
2、把橡皮条一端固定在挂钩上，用两只弹簧测力计成一定角度把橡皮筋节点拉到O点，得到两个力，再换用一个弹簧测力计同样拉橡皮条节点到O点，得到一个力，这个力就是那两个力的合力。做出力的图示
实验过程：在过程中指导学生实验的规范性，一组同学到讲台上做，其他同学分组进行。 实验中应注意弹簧测力计的使用规则：
1、使用弹簧测力计时，最大称量值不能超过量程；
2、弹簧测力计使用前要轻轻拉动几下； 3、在称量前要将指针调到零刻度线处； 4、使用时，要让拉力方向与弹簧伸长方向一致． 数据表格：
归纳总结：
在误差范围内，F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。
经过前人很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。
互成角度的两个力的合成，不是简单的将两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定则。
(三) 巩固与复习
1.
课堂练习
解决引入时提出的问题：纤夫们的力合成的办法，将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。它们的合力很大所以可以将船拉动。
2.
简要回顾本节内容
（1）合力与它的分力之间有等效替代的关系。
（2）通过探究实性实验学习了互成角度两分力与它们的合力之间遵循平行四边形定则
(四) 布置作业
1、设计实验：两分力的大小不改变，改变它们之间的夹角，合力的大小和方向有什么变化呢？
七、板书设计
教学课题：力的合成
一、力的合成方法
互成角度的力的合成遵守平行四边形定则。
八、教学反思
有关本教学设计的反思
教材中力的合成的教学至少需要1个课时， 考虑到高一学生的接受能力及知识储备
情况，15分钟的教学内容只能是整块内容探究性实验的一部分。
用改变物体运动状态的方法找出合力及它的两个分力时，合力方向单一，用改
变物体形变量的实验方法更科学。
教具:平行四边形变换器(利用的原理是平行四边形定则)