3.3 力的等效和替代
40 分钟
高中一年级的学生
正确作出力的图示;理解力的合成与分解的本质与等效替代的关系。
在本节之前，学生已经学习了弹力和摩擦力的有关常识，学会了受力剖析的办法与步骤;下一节学习的内容为力的合成与分解，接着还会学习共点力的平衡条件和用途力与反用途力;本节解说的《力的等效和替代》，起到承上启下的成效。本节内容体现了探究过程在学生学习中有哪些用途，可以培养学生自主获得常识的能力，让学生在察看与考虑中认识力的入门知识和规律。让学生认识到身边处处有物理、时时可以探究，激起学生的好奇心和学习的热情。
教程第一通过对影响力有哪些用途成效的三要点的复习明确了共点力的定义;接着通过马德堡半球实验的介绍与剖析提出了等效力，并结合学生身边的实质例子领会等效替代的科学思维，做到了化繁为简;然后在明确了合力与分力的定义后，通过互成角度力的等效替代实验，探究合力与分力的关系，揭示了合力与分力的关系的本质是符合平行四边形定则。
教程从学生比较熟知的力的图示的复习开始，逐步展开，体现了由浅入深的设计;很多的生活实例让学生领悟到合力与分力的等效替代的思想，做到了化难为易，化抽象为具体;实验操作时，从悬挂了等量钩码开始研究，做到了化繁为简;教程还强调了进行多次试验，然后再总结与总结得出平行四边形定则，体现了从特殊到普通的认知规律。
教程根据科学探究的步骤的进行安排，紧紧围绕学生的认知规律，引导学生进行实验与探究活动，使学生在探究活动过程与体验中找寻物理规律，让学生感觉到学习过程的快乐，既增强了对该要点的理解，也增强了学生的收获感。
力的三要点、力的图示
好奇心强，有积极参与意识，有较强的察看能力。
学生对数学中的几何常识在物理学中的应用不太熟知;从实验数据中剖析并总结物理规律的能力的理性认知能力有所欠缺。
山区学校实验设施差;学生动手操作实验能力弱;学生探究办法不熟知。
依据新的课程标准，设计三维目的如下：
理解力的图示法，能正确作出力的图示;
理解力的合成与分解本质与等效替代的关系;
了解合力与分力的关系满足平行四边形定则。
通过类比力的等效与替代，让学生自己剖析、讨论，培养学生自主探究能力;
在探究过程中理解等效替代的科学研究思想。
使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨、务实的态度;
在探究过程中培养学生的协作、交流能力。
1、教学重点：
通过探究等效力，理解合力与分力的关系满足平行四边形定则。
用几何常识对实验数据和力的图示进行剖析，得出力的平行四边形定则。
讲授法
虽然学生在初中的时候就学过力的三要点、力的图示，但力的等效替代和力的合成与分解本质的关系并不了解;对高中一年级学生来讲，实验探究思想不成熟，总结能力薄弱，需要老师当令给予适合的解说和引导。本节课讲授法主要应用于引导学生察看，剖析日常的现象和概括，以便突出重点，突破难题。
实验探究法
物理是一门以实验为基础的学科。通过实验现象，唤起学生质疑，经过剖析与考虑、推理与判断等思维活动引出新常识，巩固常识，进而达到应用常识的能力。实验探究法是有效的渠道，科学实验探究的七个过程：提出问题，猜想与假设，拟定计划和设计实验，进行实验、采集证据，剖析与论证，评估，交流与合作。
在课堂中，主要的是培养学生的能力，因此我使用了自主探究、自主总结的学法来指导。
多媒体课件、导学案、示教仪。
木板、弹簧测力计、带两根细绳套的橡皮筋、三角板、同心圆纸片、图钉等。
1、创设情境、引入新课
由学生观看视频引入,接着请同学列举一些日常因力有哪些用途成效相同而可以相互替代的例子。如：马德堡半球实验;推小车;提水
引导总结：假如一个力有哪些用途成效和多个力同时用途成效相同时，那样这一个力和另外的多个力就能相互替代。
提出共点力的定义。
设置疑问：日常力有哪些用途成效是什么样的?怎么样让一个力和多个力等效呢?
2、新课探究
创设情景，让两个同学上台通过两个绳套拉一条橡皮筋。
提问：力有哪些用途成效是什么?影响力有哪些用途成效的原因有什么?怎么样形象准确的描述一个力?
目的：了解力有哪些用途成效，力的三要点，能正确作出力的图示
接着请一位同学用一个弹簧测力计拉同一个橡皮筋
提问：如何使这一个力和原来的两个力有哪些用途成效相同?
目的：会找等效力
引导总结：一个力有哪些用途成效和两个力的一同用途成效相同，它们因为等效可以相互替代，互为等效力。这一个力就称为另外两个力的合力，另外两个力称为这一个力的分力。由几个分力求合力的过程叫力的合成，已知合力求分力的过程叫力的分解。
设置疑问：那样这个合力与另外两个分力之间有哪些关系呢?
3、实验探究过程
实验目的：探究合力与分力的关系
引导学生回忆实验探究的七个要点。
提出问题：互成角度的两个力与它们的等效力之间有哪些关系?
引导猜想：回忆初中所学过的同一直线上两个力的合力的规律，当两个力互成角度时的合力的大小和方向会是如何?
教师活动：组织学生分小组交流讨论猜想，设计实验探究策略。
4、学生自主探究
学生活动：分小组动手探究
教师活动：巡视指导，提示探究成钝角的两个分力的合力。
提问学生数据，可得到实验结论: 合力可能大于、等于或小于分力
没办法找到合力与分力的几何关系，继续引导找规律：试着以两个分力的线段为邻边作平行四边形看看，能否找到它们的关系。
引导总结：因为实验过程存在肯定误差，假设没误差的状况下，以两个分力为邻边作平行四边形，两个力所夹的对角线长度和方向就表示了合力的大小和方向。
实验结论：合力与分力的关系，构成平行四边形，力所夹对角线为合力。