3.4 力的合成和分解 教学设计 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦《力的合成和分解》，核心是合力与分力的等效替代关系及平行四边形定则。通过“单指拨装满书的桌子”活动和纤夫拉船视频导入，衔接初中同一直线力的合成，引发非共线情况的认知冲突，搭建从已知到未知的学习支架。 特色是以科学探究为主线，引导学生设计实验（讨论等效保证、测量记录方法），小组合作改进方案，培养科学探究能力。借曹冲称象类比等效替代建构模型，实验后质疑误差渗透质疑创新的科学思维。生活实例（提水桶、拨桌）强化相互作用观念，激发普通班学生兴趣，教师易操作，助力学生提升探究能力与物理观念应用能力。

人教版高中物理必修一第三章第4节 《力的合成和分解》 教学设计 目录 一、 教材分析 3 二、 学情分析 3 三、 指导思想 3 四、 核心素养和三维教学目标 3 五、 教学重难点 4 六、 教学流程 4 七、 教学方法 4 八、 教学仪器及用具 4 九、 课时安排 4 十、 教学过程 5 十一、 板书设计 10 十二、 评价反思 10 1、 教材分析 在学生了解力的概念和常见力的基础上，研究多个力的合力问题，它是前几节内容的深化，依据等效思想给出合力与分力概念，并通过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则，使学生对矢量和标量认识得以完善。矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中，具有基础性和预备性．为以后学习必修一第四章；甚至是高中以后学习过程中的一些矢量运算奠定了基础。因此，本节内容具有承上启下的作用。 2、 学情分析 本节教学设计面对普通班高中学生，此层次学生认识兴趣极低，基本上没有学习动机。他们在初中物理中，学习了同一直线上力的合成，“代数和”的运算在学生头脑中已成定势，通过实验探究感知力的合成定则，力争突破原有“前概念”。 3、 指导思想 本节教学根据课程的学科核心素养的要求，突出培养学生实验探究能力，把本节课设计为实验探究式教学方式。在完成认知的过程中，通过提水桶实例感悟身边的物理学，通过实验探究发展学生的好奇心与求知欲，培养科学探索兴趣，培养勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。 4、 核心素养和三维教学目标 1.感悟合力与分力，领会等效替代思想 。 2.学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结出合力和分力之间的关系。 会用作图法求共点力的合力大小和方向。 3.培养学生的动手能力、观察能力、推理想象能力、协作能力、创新思维能力。 5、 教学重难点 1.设计并进行探究实验。 2.合力与分力关系。 6、 教学流程 1.利用生活现象引入等效替代的思想，让学生感受合力和分力，并总结出合力和分力的概念。 2.学生猜想并设计探究实验。 3.实验探究合力和分力之间的关系。 4.得出四边形定则。 5.返回生活，将结论运用与生活。 6.课堂小结 7.当堂训练（图示法的应用） 7、 教学方法 实验探索法、归纳分析法、讲授法。 8、 教学仪器及用具 多媒体课件、电脑及投影仪、小黑板1块、弹簧测力计2个、橡皮筋1条，细绳三根。 9、 课时安排 1课时 10、 教学过程 流程 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 课前活动：你能用一根手指拨动一个装满书的桌子吗？ 思考，并且尝试活动。 通过一个小活动引起学生对本节课的兴趣，引导学生探究思考。。 新课教学 我们考虑生活中的一个现象（观看视频） 船受到了很多纤夫的作用力，他们一起拉着船逆流而上。那么船受到了多大的力呢？是不是所有的纤夫的力相加？ 实际上我们生活中有很多类似的例子都是类似于几个力组合在一起让有一个共同的作用效果。我们本节课就来探究一下这个现象。 我们用小车将代替船从现实中拿到我们的课堂上。 板书：合力和分力 引入曹冲称象的故事，让学生理解合力和分力是等效替代的关系。 观看视频 思考讨论船受到的力有多大。 观看老师演示实验，思考两次小车运动一样，说明了什么情况？ 思考，做笔记。 利用生活中的现象引入课题，让学生更加生动形象的“观看”到合力和分力。并且利用生活中的物体将将视频展现给大家。活跃课堂氛围，让学生主动探究事物的本质。 利用故事讲解物理中存在的一些不好理解的思想方法，让学生更容易理解和应用 教师活动 学生活动 设计意图 新课教学 定义：力的合成和力的分解 我们在初中已经学过一条直线上的力的合成规则。 回顾初中的时候学习的同一直线上面力的合成。 这种现象在生活中很不常见，更多的则是成一定角度的作用力。 提出问题：合力和分力之间有着怎样的关系？请从合力和分力的大小和方向角度考虑问题。 猜想可能存在怎样的关系？ 引导学生设计实验 实验器材：方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮筋 、细绳、轻质小圆环、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔. 引导学生思考三个问题： 1. 如何保证合力和分力的等效？ 2. 我们需要测量一些什么？ 3. 怎样进行记录？ 做笔记 回想初中的时候学习的同一直线上面力的合成。 思考问题，分析小组讨论，并作出和力的假设 根据老师提供的器材设计实验。 学生分小组讨论设计实验方案，并解决老师留下的三个问题。 引出学生在生活中的固定思维，制造学生的思维冲突，让学生产生探究欲望。 分析小组合作学习，作出大胆假设，提高课堂参与度。有意识培养学生思考探究能力。 再提出问题之后设计一些子问题，降低学生的思考难度。 教师活动 学生活动 设计意图 新课教学 引导学生作出实验方案 进行演示实验 得出实验数据，进行数据处理 初步数据： 数据处理： 展示小组讨论的结果。选出误差最小的实验方法。 两位同学上台配合老师进行展示实验。其他同学认真观察实验，思考实验过程中的存在的问题。 观察老师处理数据的过程，养成良好的作图习惯 教师引导学生改进实验。 积极引导学生“挑刺”.培养学生的质疑和创新精神。 实验条件有限，教师演示，学生观看，起到良好的示范展示作用。让学生养成严谨作图的习惯。 教师活动 学生活动 设计意图 新课教学 引导学生得出实验结论 引导学生理解，一组数据不能说明问题，需要测很多组数据，才能得出结论。而且我们的实验存在问题。有很多偶然误差和必然误差没有避免。我们可以进一步改进我们的实验方案，选用更高科技的仪器进行设计实验。 播放视频 回到课堂之初提出的问题。 你能用一根手指拨动一个装满书的桌子吗？ 让一个女生上台演示。 得出结论：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为临边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，如图所示，F表示F1与F2的合力. 观看视频，通过视频验证我们刚刚得出的结论是否正确。 女生主动上台展示。其他同学思考老师怎么让女生用一根手指拨动一个装满书的桌子 让学生自行总结出结论，用自己的语言总结，教师在加以规范。学生更容易理解应用。 让学生明白物理实验的严谨性，没有最好的实验，只有更好的实验，发扬探究质疑创新精神。 回到课堂之初提出的问题，首尾呼应。 教师活动 学生活动 设计意图 引导学生探究原因， 思考：两个孩子共提一桶水时，要想省力，两个孩子拉力间的夹角应大些还是小些？ 为什么？ 绳子被拉一点，两根绳子受到的力很大， 手施加的力相当于合力，角度很大的时候分力也很大。所以很小的力都可以拉动很重的课桌。 让两个女生上讲台展示用不同角度的力提水，谈谈那个更省力。 学生得出结论：夹角应小些.提水时两个孩子对水桶拉力的合力的大小等于一桶水所受的重力大小，合力不变时，两分力的大小随着两个力之间夹角的减小而减小，因此夹角越小越省力. 利用小实验解决课堂之初留下的问题，让学生更容易理解，加以运用。 并且通过所学知识了解原理。 课堂小结 1.合力与分力 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，这几个力叫作那个力的分力. 2. 合力与分力的关系 合力与分力之间是一种等效替代的关系， 合力作用的效果与分力共同作用的效果相同. 3.力的合成：求几个力分力的过程 4.力的分解：求一个力分力的过程 5.实验探究：合力与分力存在怎样的关系 6.平行四边形定则：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为临边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，如图所示，F表示F1与F2的合力. 11、 板书设计 力的合成和分解 一、几组概念 合力 分力 力的合成 力的分解 二、实验探究 1.实验目的 2.猜想与假设 3.实验器材 4.猜想与假设 5.设计并进行实验 6.得出结论 三、平行四边形定则 等效 替代 12、 评价反思 本教学设计的特点是充分考虑教学内容的实际情况，联系实际现象进行合作探究式学习，并且在探究过程中有意识地培养学生的抽象思维和科学的推理能力；在教学过程中合理运用现代化教学手段为学生创设物理情境，体现了信息技术和高中物理教学相结合的理念，从而通过形象的视觉感受，激发学生的学习兴趣，让学生更好地理解概念和规律，并进行实验探究。本节课非常注重知识点的归纳与升华，在其教学的关键点上设计了几个有梯度的问题，注意面向全体学生，提高每位学生的主动参与性。但是不足的是实验器材的限制，没办法进行学生动手实验。以后尽量克服这个困难，将课堂完全还给学生，培养学生动手实践能力。 页 学科网（北京）股份有限公司 $