【精】《力合成和分解》经典教学设计（全文完整）

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　《力的合成和分解》教学设计

　课题 力的合成和分解 一、知识与技能 单元 3 学科 物理 年级 高一

　1.

　理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。

　2.

　理解合力与分力的等效性。

　3.

　掌握平行四边形定则的内容，会用它求两个分力的合力。

　4.

　通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。

　5.

　理解分力的概念，知道分解是合成的逆运算。

　学习 6．会用平行四边形定则进行作图并计算。目标 7．掌握根据力的效果进行分解的方法 二．过程与方法：

　（ 1 ）

　通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。

　（ 2 ）

　经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定则。三．情感态度与价值观：

　（ 1 ）

　在探究求合力的实验过程中，培养学生严谨的科学态度和团结合作精神。

　（ 2 ）

　培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。.

　重点 1．合力与分力的关系。

　2．得出平行四边形定则的探究过程。

　3.

　平行四边形定则的应用

　难点 从代数求和到矢量求和的思维跨越。

　教学过程

　教学环节导入新课 教师活动

　思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？ 教师总结：用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用，而效果不变，上述问题就迎刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。

　出示动画：小车受四个力的作用和一个力的作用时的运动。

　学生活动 设计意图

　 学生思考讨论

　创设情境，从而

　引出“等效替代” 的思想，为引出 力的合成做铺垫

　讲授新课 一、共点力的合成

　1、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，这几个力叫作共点力。

　观察图片 帮助学生理解共点力的概念

　2、合力和分力

　看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论？

　水桶所受拉力示意图 吊灯所受拉力示意教师总结：两个小孩分别用力 F 1 、F 2 共同提着 一桶水和一个大人单独用力F 提着这桶水，都能产

　生让水桶保持静止的效果。

　用拉力为F 的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为F 1 、F 2 两根线悬挂吊灯都能产生使吊灯保持静止的效果。

　结论：由于 F 产生的效果和F 1 、F 2 产生的效果相同，所以 F 是 F 1 、F 2 的合力，F 1 和 F 2 是 F 的分力。

　（ 1 ）

　合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。

　出示图片：一个大人和两个小孩提水

　（ 2 ）

　分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。

　二、力的合成 学生观察图片思考讨论 锻炼学生的合作交流能力以及总结能力为理解合力和分力打下基础

　1、力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成； 2、同一直线二力合成

　出示动画：同一直线二力合成

　教师总结：

　学生观看动画

　同一直线二力合成 学生在初中时就已有知识基础， 对于同一直线上两个力的合成进行巩固

　思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢？

　 互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？ 有没有什么可遵守的规律吗？ 实验:探究两个互成角度的力的合成规律1、实验目的 探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。

　2、实验原理

　合力的作用效果与几个分力共同作用的效果 学生掌握实验目的、实验原 让学生敢于参与 实验，乐于探索， 相同。

　3、实验器材 理、实验器材、 培养学生应用知实验步骤，并 识解决问题的能 方木块、白纸、弹簧称(两个) 、橡皮条、细绳、 进行实验操作 力。培养学生共

　三角板、刻度尺、图钉4、实验步骤 （ 1 ）

　在桌面上固定一个贴有白纸的方木板， 用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点 的 A 点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。

　最后在老师的指导下得出实验结论 同协作、相互交流的品质和动手操作能力。

　出示图片

　（ 2 ）

　用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置Ｏ。

　出示图片

　（ 3 ）

　用铅笔从Ｏ点沿着两绳的方向画直线， 作出两个力Ｆ1 和Ｆ2 的图示。

　（ 4 ）

　只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置Ｏ点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，作出这个力Ｆ的图示。研究这三个力的大小及方向的关系. 出示图片

　实验注意事项：

　①弹簧秤使用前要先调零；

　②弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行； ③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。

　出示：力的合成的平行四边形定则视频5、实验结论

　 两个力的合成

　教师总结：实验表明，在两个力合成时，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。

　注意:作图要准确，两个分力 F 1 、F 2 和合力 F 要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条平 行线必须画成虚线。

　思考与讨论 1：

　观察下面不同角度下F 1 、F 2 合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力什么

　 学生阅读理解 掌握力的合成定平行四边形定 则 则

　时候最大,什么时候最小?合力的范围如何?

　学生观察下面不同角度下 F 、F 合力， 1 2

　 回答问题 锻炼学生的观察总结能力。

　 教师总结：①互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小； ②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。

　③ F 1 、F 2 同向合力最大，反向合力最小。

　学生记忆理解 掌握力的合成的

　特点

　④合力大小范围 ︱F 1 - F 2

　2F ︱ ≤ F ≤ F 1 +

　思考讨论 2：如果两个以上的共点力作用在一个物体上，怎样应用平行四边形定则求出它们的合 力？

　先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

　三、力的分解

　1、力的分解：在物理学中，我们把求一个力的分力的过程叫作力的分解。

　思考讨论 1：如果上述实验中，先只用一只弹簧秤，然后再用两只弹簧秤通过细绳把橡皮筋的结

　学生思考讨论 锻炼学生的逻辑

　思维能力 点拉到相同的位置O ，你能得到什么结论？

　由于各个力的数据都没有改变，因此，力的分解也遵从平行四边形定则。

　思考讨论 2：如果没有限制，同一个力 F 可以分解为多少对分力？

　学生阅读课文回答问题

　锻炼学生的自主学习能力

　学生思考论 锻炼学生的逻辑思维能力 若没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

　2、力的分解方法——按作用效果

　（ 1 ）

　物体受到斜向上拉力F 的分解F 的作用效果：

　①水平向右拉物体；②竖直向上提物体。

　物体受到斜向上拉力F 的分解，学生动手 画出力的分解

　（ 2 ）

　斜面上物体重力的分解重力G 的作用效果：

　①使物体沿斜面向下滑；

　②使物体垂直向下压紧斜面 掌握力的分解方法：按作用效果

　 斜面上物体重

　力的分解学生

　典型例题 动手画出力的

　【例题 1】某物体受到一个大小为 32 N 的力， 分解方向水平向右，还受到另一个大小为44 N 的力， 方向竖直向上。求出这两个力的合力的大小和方向。

　解法 1：通过作图求解

　解：

　选择某一标度，例如用1 cm 长的线段表示 10 N 的力。根据题意，作出二力合成的平行四 边形。

　学生通过作图 巩固力的平行四

　求解合力的大小 边形定则

　表示 F 1 的有向线段长 cm ，表示F 2 的有向线段长 cm 。用刻度尺测量后得知，表示合力 F 的对 角线长为 cm ，则 F＝ cm×10 N/cm＝ N

　用量角器测得合力 F

　与力

　F 1

　 的夹角为

　54° 。合力的大小为

　N

　，方向与力 F 1

　 的夹角为

　54° 。

　解法 2：计算法

　 学生利用计算法求合力 拓展学生的思维能力

　 合力的大小为

　N

　，方向与力

　F1

　的夹角为

　54° 。

　 【例题 2】如右图所示，光滑斜面上的物体的重力分解为F 1 、F 2 两个力，下列说法正确的是 ( )

　A ．F1 是斜面作用在物体上使物体下滑的力， F2 是物体对斜面的压力； B ．物体受到重力mg 、N 、F 1 、F 2 四个力的作用； C ．物体只受到重力mg 和斜面支持力N 的作

　用； 学生练习

　D ．N 、F 1 、F 2 三个力的作用效果与mg 、N 两个力的作用效果相同。

　答案：

　CD 巩固力的分解知识

　四、矢量和标量

　1、力的合成，按平行四边形定则来确定合力的大小和方向。

　2、位移合成时也遵从平行四边形定则。

　一个人从A 走 到 B ，发生的位移是AB ，又从 B 走 到 C ，发生的位移是 BC 。在整个运动过程中， 这个人的位移是AC ，AC 是合位移。

　3、矢量 学生阅读课文 矢量相加遵从平

　既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。

　4、标量

　只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。

　说出矢量和标量 行四边形定则 除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我们 学过的物理量中，质量、路程、功、电流等都是标量。

　课堂练习

　1、有两个力，一个是 10N ，一个是 2N ，这两

　个力的合力的最大值是————最小值是

　————它们的合力范围———————— 答案：12、8、 8≤ F ≤ 12 2、已知两个相互垂直的力的合力为50N ，其中一个力的大小为 40N ，则另一个力的大小为 （ ）

　A. 10N B. 20N C. 30N D. 40N

　答案：

　C 学生练习 巩固所学知识

　3、关于力的分解，下列叙述中正确的是( ) A.

　8 N的力可以分解为两个 8 N 的分力

　B.

　8 N的力可以分解为两个 3N 的分力

　C.

　8 N的力可以分解为13 N和4 N 的两个分力

　D.

　8 N的力可以分解为16 N和7 N的两个分力答案：A 4、如图所示，一个重 60N 的物体置于光滑的水平面上，当用一个 F=20N 的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为（ ）

　 A ．0N

　B ．40N ，方向竖直向下C ．40N ，方向竖直向上D ．80N ，方向竖直向上答案：A 拓展提高

　1、两个共点力 F1、F2、的合力为 F，下列说法中正确的是

　( ) A 、合力F 一定大于任一个分力

　B 、合力的大小既可能等于F1，也可能等于F2 C 、合力F 有可能小于任一个分力 D 、合力F 的大小随 F1、F2、间的夹角增大而减小答案：BCD 2.下列说法中正确的是（ ）

　A.

　两个力的合力一定大于这两个力中的任意一个力 B.

　两个力都增大，则其合力也增大

　C.

　物体受到三个大小均为 10N 的力，不可能处于匀速直线运动状态

　 D.

　分解一个力可以有无数个分解方法，但每一个分解方法都遵守平行四边形定则，因此分解力要按力的作用效果来进行分解 答案：D

　 课堂小结 1、力的合成符合平行四边形定则 梳理自己本节 根据学生表述，

　 + F 2

　（ 1 ）

　合力大小范围 ︱F 1 - 2F ︱ ≤ F ≤ F 1 所学知识进行 交流 查漏补缺，并有针对性地进行讲 （ 2 ）

　合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。

　（ 3 ）

　互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小； 2、力的分解符合平行四边形定则力的分解方法——按作用效果 3、矢量

　既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。

　4、标量

　只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。

　板书 一、共点力的合成

　1、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，这几个力叫作共点力。

　2、合力和分力二、力的合成 1、力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成； 2、力的合成符合平行四边形定则 解补充。

　3、合力大小范围 ︱F 1 - F 2

　2F ︱ ≤ F ≤ F 1 +

　 三、力的分解

　1、力的分解遵守平行四边行定则。

　2、通常按力的作用效果来进行力的分解。四、矢量和标量 1、矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则。

　2、标量：只有大小，没有方向，相加时遵从

　算术法则。