4.力的合成
一、课程标准
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块物理一的内容标准中涉及本节内容有“通过实验，理解力的合成与分解，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题”。该条目要求学生通过实验对力的合成与分解的学习应达到理解的水平，并能用力的合成与分解分析日常生活中的问题，这体现了关注物理与生产、生活的联系。
二、教材分析
“力的合成”这一节研究的是力的等效关系，依据等效思想总结出力的平行四边形定则。教学中应让学生体会运用“等效”思想研究问题是物理学研究中的一种重要方法。平行四边形定则是矢量运算普遍遵循的法则，而矢量运算贯穿高中物理始终，因此，本节内容为以后学习速度、速度的变化，动量、动量的变化等矢量及其运算奠定了基础，它具有承上启下的作用。
三、学情分析
学生在初中已接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法，在第一章也已对位移的矢量合成有粗浅了解。但高一学生刚接触矢量，对矢量的运算缺少感性的认识，力的合成法则对他们来说是一个比较困难的问题。
四、教学目标
1、能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想。
2、通过实验探究得出力的平行四边形定则。
3、参与实验探究力的合成定则的过程，体会实验归纳的物理方法。
4、体会在科学研究中既要大胆猜测，也要严谨求证，养成严谨、实事求是的科学态度。
五、教学重点
实验探究力的平行四边形定则。
六、教学难点
利用实验得到合力与分力的大小和方向，猜想它们之间所遵循的运算规律。
七、教学资源
多媒体、力的合成演示仪、力传感器、数据采集器、计算机、弹簧秤、数字测力计、橡皮筋、钩码、细线、木板、白纸、铅笔、直尺、橡皮、数据线
八、教学设计思路
这节课的设计从总体上来讲，遵循的是从实践到理论再到实践的认识规律，根据学生的认知特点来设计教学过程，注重知识间的内在逻辑关系，旨在培养学生的科学思维能力，发展核心素养。
先根据生活情境实例引出合力、分力的概念，再通过实验创设一个认知冲突情境，来引出探究问题——合力和分力在运算上是什么关系，进入到实验探究环节。
实验探究按照从特殊到一般的逻辑推理方式，教师演示两组特殊值探究，对应的合力分力运算关系分别用矩形、菱形来表示，引导学生根据这两种图形的共性猜想到平行四边形，接下来是学生实验探究。
学生是分组实验，采用两种方案，分别对应力的两种作用效果，测量工具也多样化，有弹簧秤、数字测力计、力传感器。实验完成后，引导学生根据所作图形总结出平行四边形定则。
得出结论后，再进行实物验证，让学生体会根据平行四边形定则算出来的合力值与实际测出来的合力值是吻合的，这个验证环节是从理论再到实践的过程，使得整个探究环节完整。
接下来是规律应用，让学生利用力的合成知识讨论课堂引入问题——斜拉桥的承重原理，前后呼应，又加深学生对平形四边形的理解。
九、教学流程图
十、教学过程
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
引入新课
图片展示简易桥模型，承重效果不好。
课堂展示改装过的斜拉桥模型，且实物演示承重效果增加。
提出问题：为什么加了绳子后，桥的承重能力增加了？
观察两种不同桥型在承担重物时的形变程度
自制教具，呈现明显现象，设置悬念，激发学生兴趣
生活情境
归纳概念
展示图片——赛龙舟。
队员划桨，水对船桨的力合起来使龙舟匀速前行。龙舟装上发动机，发动机的推力也可以使龙舟匀速前行，作用效果相同。
引导学生观察两种力不是同时存在于龙舟上。
引出合力、分力概念，和两者的关系。
根据赛龙舟的例子，体会合力、分力的等效替代关系。
根据生活中的实例，归纳引出合力、分力的概念。培养学生观察生活的能力。
课堂演示
实验一
利用实物演示力的两种作用效果：
演示1：同时用两个力拉橡皮筋会形变到某一位置，用一个力拉橡皮筋也可以到该位置。
演示2：用两根绳子悬挂钩码可以保持静止，用一根绳子悬挂该钩码也可以静止
观察实验操作和结果，进一步体会一个力与几个力的作用效果相同。
再次让学生体会合力和分力的概念；让学生经历找合力的过程，引出力的合成的概念；为学生探究实验铺垫思路。
课堂演示
实验二
第1步：在两根绳子作用下，重物保持静止，两根绳子上的拉力大小可以使用悬挂的钩码的数量来表示，分别是3和4.
第2步：改用一根绳子同样保持重物静止，需要几个钩码呢？通过试挂，发现是5个。说明合力是5.
合力和两个分力的大小，既不是相加关系，也不是相减的关系。
提出问题：合力和分力的运算关系是什么？
观察实验操作，体会合力与分力不是简单相加减的关系。
创设一个认知冲突情境，激活学生的思维，从而提出本节课的探究问题。
实验探究
教师演示一
实验现象：两个分力大小分别是3和4，合力大小是5.
问题1：要研究合力和分力的定量关系，需要把实际情景中的力呈现在纸面上，可以用什么方法表示力？