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摘要：探究式教学特别注重让学生经历探索问题的全过程，从中获得体验，培养学生科学素养。本设计从日常现象贴入，设置情景，引导学生围绕问题制定计划，设计方案进行实验，在收集数据并分析的基础上，提出假设并验证，形成结论，最后通过集体交流评估，不断完善方案，实现知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观三维目标。
关键词：力的合成 科学探究 --
1 设计思想
《普通高中物理课程标准（实验）》提出：“物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实践，勤于思考……培养其科学探究能力。”本设计正是从日常生活中的问题入手，设置悬念，激活学生思维，引导他们发现并提出问题，经历科学探究的全过程，获得体验，猜想并验证力的合成法则──平行四边形定则，并运用其解决课前设置的问题，从生活走向物理，从物理走向社会，提高学生的科学素养。
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2.1 科学探究
引言：三加四等于七大家都知道，那么，若一个物体同时受到作用于其上同一点的3牛和4牛的力，从效果上看，是否相当于对物体施加一个7牛的力呢？即三“加”四等于七吗？这两个问题有什么区别呢？经过本节课的探索大家就明白了。
2.1.1 贴近生活，提出问题
大屏幕展示：①两个同学共提一桶水，两人手臂间夹角大些省力？还是小些省力？②河岸边两队纤夫正沿河两岸拉纤。③一条水平绷直的钢丝，杂技演员一站上去，钢丝变弯到一定程度……然后，引导学生了解合力与分力及其等效性、力的合成概念，并提出探讨的核心问题：合力与分力有什么关系呢？
［说明：通过现象及问题的呈现，使学生感受到物理知识就在身边，产生对物理学的亲和感，萌发好奇心，激活思维，产生急于探究的冲动，这是科学探究活动自主顺利进行的良好开端。］
2.1.2 制定计划 设计实验
以两个共点力合成为例，组织学生集体讨论，学生依据已有的知识、经验，自主思考，合作交流，主要解决以下问题：（见表1）
［说明：应引导学生围绕实验目的设计方案，明确待测量，选择器材，设计操作步骤。使学生体会解决此类问题的基本思路和方法，提高学生自主设计、制定方案的能力。］
2.1.3 分组实验 收集数据
根据学生设计的三种不同方案（见表2），分三个大组，每个大组又分若干个小组，进行操作、测量，学生设计表格，记录实验结果，教师应引导学生分工协作。
［说明：三组设计大同小异，各有其优缺点，但具有互补性。对于学生设计方案的热情和信心及时给予鼓励，即使方案有缺陷或不完善，也绝不能简单地将其统一为某标准模式或方式，否则可能会挫伤学生的积极性和自信心。科学探究中应特别注意保护学生的求新、求异的创造热情。］
2.1.4 大胆猜想 谨慎验证
根据实验收集的数据，学生经分析初步发现：力的合成并不是将两个力简单相加，合力可能比任何一个分力都小，合力的方向一般也与两个分力的方向不同。但要直观地发现它们满足平行四边形还很不容易，这时应引导学生以某组数据为例，在同一点分别做出两个分力及其合力的力的图示，鼓励学生科学探究需“大胆猜想，小心验证”，分析并猜想得到平行四边形定则，并用其它几组数据进行验证。
［说明：猜想尽管带有一定想象、推测成分，具有偶然性，但它是学生依据客观事实和科学理论进行思辨的结果，是创造思维的表现，也是科学家科学研究中产生的新的想法，新的发现途径之一。课堂上应结合多媒体动画，向学生形象展示，启迪学生思维，做出猜想并验证，使学生了解猜想在科学探究中的重要意义。］
2.1.5 交流评估 形成结论
在猜想得到验证的基础上，a.b.c三组同学间互相交流各自用不同方案得出的结果，概括总结出平行四边形定则，形成结论。然后分析各组实验设计及操作的优缺点，提出改进方法，进一步完善方案。在了解矢量与标量的区别后，明确平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则。
2.2 回归生活
引导学生思考课前大屏幕呈现的问题。先让学生自己运用所学知识认真思考，必要时小组讨论，协商解决，待学生基本完成后，利用多媒体动画，直观清晰地展示出力的合成知识在这些问题中的具体应用。解开这一组谜团后，可让学生思考：实际中物体往往受到多个共点力，怎样求多个共点力的合力呢？鼓励学生课后继续探究。
［说明：通过学生间交流合作，培养集体协作意识，在交流中发现不足并完善方案，培养学生严谨求实的科学态度。在解决了一个问题后，又发现新的问题，使学生感受到科学探究过程就是在不断解决又不断提出问题的过程中逐步深入的。最后让学生带着问题离开课堂，为其进一步探究留下拓展的空间。］
教学目标
知识目标
1、掌握力的平行四边形法则；
2、初步运用力的平行四边形法则求解共点力的合力；
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。
能力目标
1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点遵循平行四边形定则；
2、培养学生动手操作能力；
情感目标
培养学生的物理思维能力和科学研究的态度
教学建议
教学重点难点分析
1、本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则，这同时也是本章的重点。
2、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力是本章的难点；
教法建议
一、共点力概念讲解的教法建议
关于共点力的概念讲解时需要强调不仅作用在物体的同一点的力是共点力，力的作用线相交于一点的也叫共点力。注意平行力于共点力的区分（关于平行请参考扩展资料中的“平行与分解”），教师讲解示例中要避开这例问题。
二、关于矢量合成讲解的教法建议
本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则，这同时也是本章的重点。由于学生刚开始接触矢量的运算方法，在讲解中需要从学生能够感知和理解的日常现象和规律出发，理解合力的概念，从实验现象总结出规律，由于矢量的运算法则是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，对于初上高中的学生来说，是一个大的飞跃，因此教学时，教师需要注意规范性，但是不必操之过急，通过一定数量的题目强化学生对平行四边形定则的认识。
由于与分解的基础首先是对物体进行受力分析，在前面力的知识学习中，学生已经对单个力的分析过程有了比较清晰的认识，在知识的整合过程中，教师可以通过练习做好规范演示。
三、关于作图法求解几个共点力合力的教法建议
1、在讲解用作图法求解共点力合力时，可以在复习力的图示法基础上，让学生加深矢量概念的理解，同时掌握矢量的计算法则。
2、注意图示画法的规范性，在本节可以配合学生自主实验进行教学。
第四节 与分解
教学设计过程：
一、复习提问：
1、什么是力？
2、力产生的效果跟哪些因素有关？
教师总结，并引出新课内容。
二、新课引入：
1、通过对初中学过的单个力产生的效果，与两个力共同作用的效果相同，引出共点力、合力和分力的概念，同时出示教学图片，如：两个人抬水、拉纤或拔河的图片。（图片可以参见多媒体素材中的图形图像）
2、提问1：已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为50N、80N，如果两个力的方向相同，其合力大小是多少？合力的方向怎样？（教师讲解时注意强调：‘描述力的时候，要同时说明大小和方向，体现力的矢量性’）
3、提问2、进一步在问题1的基础上提问，若F1、F2的两个力的方向相反，其合力大小是多少？合力的方向怎样？
教师引导学生得到正确答案后，总结出“同一直线上二力合成”的规律：
物体受几个力共同作用，我们可以用一个力代替这几个力共同作用，其效果完全相同，这个力叫那几个力的合力。已知几个力，求它们的合力叫。
指明：
（1）、同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和，方向跟这两个力的方向相同。
（2）、同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差，合力的方向跟较大的力方向相同。
4、提问3、若两个力不在同一直线上时，其合力大小又是多少？合力的方向怎样？
教师出示投影和图片：两个学生抬水对比一个同学抬水，让学生考虑：一个力的效果与两个力的效果相同，考虑一下是否“合力总比分力大”？
5、教师可以通过平行四边形定则演示器演示与分解实验（演示实验可以参考多媒体素材中的视频文件）；
演示1：将橡皮筋固定在A点，演示用两个力F1、F2拉动橡皮筋到O点，再演示用F力将橡皮筋拉到O点，对比两次演示结果，运用力的图示法将力的大小方向表示出来，为了让学生更好的获得和理解力的平行四边性法则，在实验前，教师可以设计F1、F2的大小为3N和4N，两个力的夹角为90度，这样数学计算比较简单，学生很容易会发现F1、F2和F的关系满足勾股定理，进而得到力的平行四边性定则，教师总结：两个互成角度的力的合力，可以用表示这两个力的线段作邻边，作平行四边形，所夹的对角线就表示合力的大小和方向。
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6、学生可以通过分组实验来验证力的平行四边性定则（可以参考多媒体资料中的视频试验）：
试验器具：一块方木板，八开白纸两张，大头钉若干，弹簧秤两个，橡皮筋一个，细线若干，直尺两个，
学生在教师的知道下，组装好试验设备，进行试验验证。
强调：需要记录的数据（弹簧秤的示数）和要作的标记（橡皮筋两次拉到的同一位置和两个分力的方向）
7、教师总结：经过人们多次的、精细的试验，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，力和合成满足平行四边形法则。
8、让学生根据书中的提示自己推倒出合力与分力之间的关系式。
三、课堂小结
探究活动
关于“滑轮”问题的研究
题目
关于“滑轮”问题的研究
内容
在初中学习的有关滑轮问题后，对“定”、“动”滑轮作用的理解，尤其是动滑轮的使用时，是否一定省力？研究一下初中的物理课本，在什么条件下，应用动滑轮省力最多？观察生活中应用滑轮的实例，说出自己的心得，或以书面形式写出相关内容以及研究结果。
教学目标
知识目标
常识性了解互成角度的两个力的合成。
能力目标
1.初步培养学生的抽象思维能力。
2.培养灵活分析、解决问题的能力。
情感目标
通过实验培养学生实事求是的科学态度和良好的意志品质。
通过互成角度的两个力的合成的图示，培养学生欣赏线条美的能力。
教学建议
教材分析
本节是选学内容。教材首先通过实验使学生定性地认识到互成角度的二力的合力大小小于二力之合，大于二力之差。合力的大小随二力间的夹角的改变而改变。两个力互成角度作用在一个物体上的情况在生活中经常遇到，简单定性地讲述一下这个知识，使学生有所认识，对分析生活中常见的一些有关问题，使学生认识力是一个有方向性的量，力的合成不能简单地用加减法来处理，是有好处的。
教法建议
本节是选学内容，是在前节的基础上进一步研究二力互成角度时合力的情况。只作定性研究。主要是做好课本中的演示实验。
关于合力大小随二力夹角而改变，最好演示一下。同时举出实例来说明，可以仍用两人拉车的例子来说明。
用平行四边形法求合力的方法，可向学生作简单介绍。这有助于学生认识这种情况下合力的大小和方向。
教学设计示例
课时安排 1课时
教具、学具准备 二力合成演示器、投影仪、交互式动画
教学设计示例
（一）新课引入
上一节我们学过了同一条直线上两个力的合成。但是物体受到的力大多不在同一直线上，而是互成角度的。例如，两个人在打夯时，他们用来提夯的力是互成角度的。那么，两个互→www.1mi.net←成角度的力又该如何合成求它们的合力呢？
（二）新课教学
1.演示实验
参照课本中的演示实验中的第一步，请两位同学分别用弹簧秤向不同方向把橡皮绳拉长到某一长度，记录两个力F1和F2的大小和方向。
（学生操作，教师沿着拉力的方向做出力的图示）
再用一个弹簧秤代替刚才的两个弹簧秤拉橡皮绳，即用一个力F代替F1和F2两个力的共同作用，记录弹簧秤的读数和拉力的方向。
（教师演示并画图）
2.分析实验
（1）力F1和F2的合力大约多大？
（2）合力F和两个力F1和F2比较，合力F比F1和F2之和大还是小？比F1和F2之差呢？
教师在学生回答的基础上总结：F比F1和F2之和要小，比F1和F2之差要大。
3.方法
本知识点的教学可使用交互式动画辅助教学。
以F1和F2的力的图示为一组邻边做平行四边形，这个平行四边形的对角线就可以表示合力F的大小和方向。
改变两个力的夹角重做上面的实验，可以看出，用平行四边形的对角线来表示它们合力的方法是成立的。
用投影仪将交互式动画投影到屏幕上，找几名学生亲自拖动鼠标，改变两个力的夹角，观察它们的合力大小如何变化，合力与分力的夹角如何变化？
最后教师在学生观察、发言的基础上进行总结：两个力互成角度时，它们的合力小于这两个力之和，大于这两个力之差。两个力的夹角减小时，合力增大；夹角增大时，合力减小。当两个力的夹角减小到 时，合力就等于两个力之和。当两个力的夹角增大到 时，合力就等于两个力之差。因此可以说，我们在上节所学的在同一直线上二力的合成，是这里所学知识的特殊情况。
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