浙江省高中物理学科 探究性教学案例评比
《力 的 合 成》
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教 学 案 例
邵 永 腾
浙江省永嘉中学 指导人：
课题：力的合成
一、教材分析：
1、本节课被安排在三种性质力之后，它是前四节知识内容的深化，是研究力的等效关系, 并依据等效思想并通过实验总结出力的平行四边形定则。由于平行四边形定则是矢量运算普遍遵守的法则，而矢量运算贯穿高中物理始终，因此本节内容为以后学习力的分解及速度、位移、加速度等矢量运算奠定了基础，它具有承上启下的作用。依据等效思想，从实验中归纳总结出平行四边形定则既是本节的重点，也是本节的难点，如何运动平行四边形定则求合力是另一重点。
2、以等效思想总结出力的平行四边形定则，定则的核心就是它既体现了合力的大小，又体现了合力的方向，说明矢量合成不同于简单的代数相加，在教学中始终抓住本节研究问题的主体思想——等效思想。
3、将“力的合成”的验证性实验改为学生小组的探索实验，由学生自行通过实验探索规律，给学生充分发挥潜能的机会，引导学生创造性地开展学习探究，让学生逐步领悟科学探究的思想和方法，从而调动学生学习的积极性。
二、教学目标： 1、知识目标：
① 列举实例，叙述合力和力的合成的概念； ② 叙述共点力的定义；
③ 通过实验，建立共点力的合成遵守平行四边形定则，并根据力的平行四边形定则，用作
图法求合力；
④ 根据具体实例，判断合力的大小与共点力间夹角的关系； ⑤ 叙述矢量和标量定义。列举实例判断矢量和标量。 2、能力目标：
通过实验，培养学生实验、探索、总结规律的能力，应用数学工具处理物理问题的能力。渗透等效思想。
3、德育目标：
培养认真、仔细、实事求是的科学态度和良好的团队精神。 三、教学设计：
1、通过前面几节课的学习，学生对力的概念有较深刻的认识，而且掌握了力的图示法，并且具有一定的数学基础知识。所以，先通过“等效思想”引出“合力”和“力的合成”的概念，再通过复习初中学习过的“同一直线上力的合成”知识，提出“互成角度的两个共点力的合成”应遵循什么规律，是否仍遵循“代数和”的运算呢？引导学生通过实验进行探究，分析数据，归纳出结论。通过创设递进式的问题情境，层层剥离，来化解教学难点，让学生在掌握知识的同时，逐步领悟科学探究的思想和方法。
2、改变传统的教学模式，采用“探究式”的教学模式，引导学生通过科学探究去理解知识、学习技能，体验物理过程与方法，形成科学态度、情感和价值观，培养创新意识和实验能力。变学习为研习，突出学习活动中学生的主体地位，提高学生学习的自主性，给学生充分发挥潜能的机会。教学过程中运用现代的教学手段，如：用计算机模拟多个力的合成，实物投影仪的使用等，提高课堂的教学效率。
四、教学准备：
1、演示实验器材：多媒体教室（计算机、实物投影仪等）、合力与分力关系模拟演示器、三角板、橡皮条、弹簧秤（大），重锤一只，细线等。
2、分组实验器材（两人一套）：方木板一块，弹簧秤两只、橡皮筋一条（带两个绳套）、8开白纸一张、图钉三枚、学生用三角板两个，铅笔等。
六、达标方案
通过演示、举例、渗透等效思想等方法，使学生在原有知识基础上，理解知识目标中的几个概念：合力、力的合成、共点力、矢量、标量等。先回忆同一直线上两个力合成的特点，再提问：当两个力不在同一直线上时，其合力还遵循简单的“代数和”吗？即“1+1=2”吗？使学生思维产生矛盾，激发学生强烈的求知欲。然后再过渡到研究“互成角度的两个共点力的合成”应遵循的规律，引导学生利用所给的器材进行探究，培养学生的实验、探究、总结规律的能力，应用数学工具处理问题的能力，以及认真、仔细、实事求是的科学态度和良好的团队精神。最后分析多个力的合成，并应用微机模拟多个力的合成，给学生一个直观的“刺激”。这种从简单到复杂的研究方法也符合学生的认知规律。课堂中通过两个问题的讨论检查学生应用知识（平行四边形定则），分析问题的能力，并将学生的反馈情况及时给予纠正。
在本节课中，学生兴趣浓厚，思维十分活跃。在教师的指导下，大部分学生自主地通过实验进行探究，并从中归纳出“平行四边形定则”，绝大部分同学会运用“平行四边形定则”讨论教师提出的几个问题。因此，课堂教学中基本上完成了知识目标、能力目标和德育目标。由于个别同学的原有物理基础知识较差，再加上他们在初中阶段很少动手做实验，这又是第一次由同学自行通过实验探究物理规律，对这部分学习有困难的同学，利用课外时间给予辅导，使之达到预定的目标。
通过批改同学上交的作业，对于书本“练习四”中的四个问题，学生都能很好地完成，即学生对本节课的基本要求都能达到。对课外补充的9个题目，其中1～4题正确率为98%，5～7题的正确率为87%左右，其中第6题大部分同学还不会用简单的方法来解题，8、9两题正确率为81%。对于这些课外“能力提高”部分的完成情况分析，基本上能达到一定的目标。(见附件)
七、说明：
《力的合成》这一节课，我一改传统教学中通过演示实验总结出平行四边形定则，而采用“探究式”的教学模式，让学生在自己原有“同一直线上两个力的合成”的知识基础上，再通过“提出问题→设计实验→进行实验→猜想假设→数据分析→归纳总结→得出结论”的程序。让学生尽可能多地参与到教学活动中，凸现学生的主体地位，把教学重点放在过程、方法和能力培养上，让学生动脑去领悟科学思想和科学方法。
现代教育理论认为，学习的实质是学生自主建构与知识结构相对应的认知结构的过程，教学过程就是把知识结构转化为学生的认知结构。因此，学生自主地学习，教师创造性地教学，激发学生的创造动机、兴趣和成才意识，尤其是对培养创造性思维能力，培养创造成功的心理品质十分重要。另外，心理学研究表明，从初中到高中，学生的思维越来越具有独立性，高中学生尤其
乐于独立地提出问题，并解决问题。他们喜欢探讨问题发生的原因，能解释和论证事物或现象间较为复杂的因果关系，中学生的所有这些心理发展的特点表明，他们已具备初步的探究能力，这为我采用“探究式”教学模式奠定了基础。心理学的研究还表明，尽管中学生的思维批判性、独立性有较大的发展，但不成熟，容易产生固执，偏激的不良倾向。因此，就需要教师在教学中引导他们，帮助他们克服探究过程中可能产生的缺点和偏向，给予必要的指导，这又为不可替代的教师的指导提供了理论依据。
由于部分同学在初中时期很少动手做实验，他们整体的实验操作水平较差，探究过程中做实验的时间较长。所以，本教案采用2课时，对于个别精确度不高的同学，建议课外开放实验室让他们重新做一次。
附件：
《力的合成》的“诊断性”练习
1、大小不变的F 1、F 2两个共点力，夹角为θ，设F 1与F 2的合力大小为F ，则下无说法正确的是
( ) A.F 一定比F 1、F 2中较大的大 B.F 不可能与F 1、F 2中较小的小
C.F 可能与F 1的大小相等，也可能与F 2的大小相等
D. 在θ∠180°时，F 随θ减小而增大
2、两个共点力，大小都是50N ，如果要使这两个力的合力也是50N ，这两个力之间的夹角应为
A.30° B.45° C.90° D.120°
3、如图所示，F 1=15N、F 2=10N、F 3=30N，
同作图法求出三个力的合力的大小F= N 。
4、两个共点力的合力最大为15N ，最小为5N ，则这
两个力的大小分别是 N 和 N ，如果这两
个力的夹角是90°，则合力的大小为 N 。
5、如图所示，重100N 的物体在水平面上向右运动，物体和水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时，物体受到一个水平向左的力F=20N，那么，物体受到的合力是
A.0 B.40N ，水平向左
D.20N ，水平向右 ( ) C.20N ，水平向左
6、如图所示，ABCDEF 为一个正六边形，现以A 为顶点
向其他各顶点作矢量线段，并将它们依次表示F 1„„F 5等各
力，若其中F 1的大小恰为1N ，那么这五个力的合力为多大？
方向如何？
7、已知一个物体所受四个共点力的合力等于0，若将其中一个方向向东、大小为3N 的力F4顺时针转过90°，其余三个力保持不变，则此时物体所受外力的合力多大？方向怎样？
8、如图所示，电线杆BD 重800N ，水平电线AB 的拉力600N ，
牵引索BC 的拉力为1000N ，电线和牵引索对电杆的共同作用恰好不
会引起竖直电杆发生偏斜，求电杆对地面的压力有多大？
9、甲、乙两人沿平直的河岸拉一条小船前进，已知甲的拉力F 1=100N，方向如图所示。⑴要使船沿着与河岸平行的直线航道行驶，则乙对船施加的拉力应满足什么条件？
⑵在满足上述条件的情况下，乙对船施加的最小拉力为多大？方向怎样？