《同一直線上二力的合成》教學設計-2025-2026學年北師大版（北京）初中物理八年級(全一冊）一、核心素養(yǎng)教學目標物理觀念1.明確合力的概念，知道當一個物體受到幾個力共同作用時，可用一個力來等效替代這幾個力，這個力就是合力。2.掌握同一直線上二力合成的規(guī)律：當兩個力方向相同時，合力大小等于兩力大小之和，方向與兩力方向相同；當兩個力方向相反時，合力大小等于兩力大小之差，方向與較大力方向相同。3.能運用同一直線上二力合成的規(guī)律解決簡單的實際問題，計算合力的大小和方向?？茖W思維1.通過對同一直線上二力合成的探究，培養(yǎng)抽象概括能力和邏輯推理能力，學會用等效替代的思想分析物理問題。2.能運用合成規(guī)律對同一直線上二力的合成進行分析和計算，提升建模能力和運算能力?？茖W探究經(jīng)歷探究同一直線上二力合成規(guī)律的實驗過程，學會設計實驗方案、選擇實驗器材、規(guī)范操作實驗，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理。在實驗探究中，培養(yǎng)提出問題、作出假設、收集證據(jù)、得出結論的能力，以及與他人合作交流的團隊協(xié)作精神?？茖W態(tài)度與責任在實驗過程中，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度，如實記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，尊重實驗事實。認識到力的合成在生活和生產(chǎn)中的廣泛應用，體會物理知識的實用性，增強學習物理的興趣和責任感。二、教學重難點教學重點理解合力的概念，掌握同一直線上二力合成的規(guī)律。能運用合成規(guī)律計算同一直線上二力的合力大小和方向。教學難點理解等效替代的科學思想，明確合力與分力的等效關系。準確運用合成規(guī)律解決實際問題，尤其是在復雜情境中區(qū)分力的方向并計算合力。三、教學過程課程導入（5分鐘）【教師活動】：同學們，在生活中我們經(jīng)常會看到一個物體同時受到幾個力的情況。比如，兩個人同時向同一方向推一個箱子，箱子會運動得更快；如果一個人向前拉車，另一個人向后推車，車的運動狀態(tài)可能會發(fā)生變化。大家看課本第七章第六節(jié)的插圖（展示教材中兩人推箱子、一人拉一人推車的圖片），思考一下，一個物體受到幾個力的作用時，它的運動效果和受到一個力的作用時是否可能相同呢？【學生活動】：觀察圖片，積極思考，部分學生可能會猜想存在這種可能?！窘處熞龑А浚浩鋵崳斠粋€物體受到幾個力作用時，我們可以找到一個力，它產(chǎn)生的效果和這幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力。這節(jié)課我們就來學習同一直線上二力的合成，探究它們的合力與分力之間的關系?！驹O計意圖】：通過生活中的實例和教材圖片引入，激發(fā)學生的探究興趣，讓學生初步感知合力的概念，為后續(xù)學習奠定基礎。合力的概念（8分鐘）等效替代思想（4分鐘）【教師活動】：請大家閱讀課本中關于合力的內(nèi)容（引導學生閱讀教材相關段落），思考什么是合力，什么是分力。我們可以做一個小實驗來理解：用兩個彈簧測力計同時拉一個靜止在水平桌面上的鉤碼，使鉤碼沿著水平方向勻速運動；然后用一個彈簧測力計拉這個鉤碼，使它沿著相同方向勻速運動。大家觀察兩次彈簧測力計的示數(shù)和鉤碼的運動狀態(tài)，有什么發(fā)現(xiàn)？【學生活動】：閱讀教材后，觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)兩次鉤碼都做勻速直線運動，即運動效果相同，一個彈簧測力計的拉力產(chǎn)生的效果和兩個彈簧測力計的拉力共同產(chǎn)生的效果相同。【教師活動】：非常好！這種用一個力來替代幾個力，且效果相同的方法，在物理學中叫做等效替代法。其中，這個力就是那幾個力的合力，那幾個力叫做分力。【設計意圖】：通過實驗和閱讀教材，讓學生理解等效替代思想，明確合力與分力的概念，培養(yǎng)學生的觀察能力和理解能力。合力與分力的關系（4分鐘）【教師活動】：合力和分力之間是等效替代的關系，合力并不是額外存在的力，它只是替代了分力的作用效果。比如，兩個人提一桶水，他們的拉力是分力，一個人提這桶水的拉力是合力，這一個拉力的效果和兩個人的拉力效果相同。大家再舉一些生活中體現(xiàn)合力與分力關系的例子?！緦W生活動】：思考后舉例，如幾個人拉一輛車，一個人的拉力等效替代這幾個人的拉力等?！窘處燑c評】：對學生的例子進行點評，強調(diào)合力與分力的等效性，加深學生對概念的理解?！驹O計意圖】：通過生活實例，讓學生進一步理解合力與分力的關系，鞏固所學概念，培養(yǎng)知識遷移能力。探究同一直線上二力的合成規(guī)律（18分鐘）提出問題與猜想假設（5分鐘）【教師活動】：我們知道了合力和分力的概念，那么同一直線上兩個力的合力與這兩個力的大小和方向有什么關系呢？大家結合生活經(jīng)驗猜想一下。比如，兩個力方向相同時，合力的大小可能是多少？方向如何？兩個力方向相反時呢？【學生活動】：分組討論，提出猜想。可能的猜想：兩個力方向相同時，合力大小等于兩力之和，方向與兩力相同；兩個力方向相反時，合力大小等于兩力之差，方向與較大的力相同?！窘處熁顒印浚簩W生的猜想記錄在黑板上，鼓勵學生通過實驗來驗證猜想?！驹O計意圖】：引導學生提出問題和猜想，培養(yǎng)學生的問題意識和探究精神，明確實驗探究的方向。實驗設計（5分鐘）【教師活動】：請大家結合課本中的實驗裝置圖（展示教材中探究同一直線上二力合成的實驗裝置圖），分組討論實驗方案。實驗需要哪些器材？如何操作才能探究同一直線上二力方向相同和相反時的合成規(guī)律？【學生活動】：分組討論后，各小組代表發(fā)言。實驗器材可能包括：彈簧測力計、帶滑輪的木板、鉤碼、細繩、小車等。實驗方案：當兩個力方向相同時，用兩個彈簧測力計沿同一方向拉小車，記錄示數(shù)；再用一個彈簧測力計拉小車，使小車運動狀態(tài)相同，記錄示數(shù)。當兩個力方向相反時，用兩個彈簧測力計沿相反方向拉小車，記錄示數(shù)；再用一個彈簧測力計拉小車，使小車運動狀態(tài)相同，記錄示數(shù)?！窘處熁顒印浚簩Ω餍〗M的方案進行點評，確定最終實驗方案。強調(diào)實驗中要保持小車運動狀態(tài)不變（如勻速直線運動或靜止），確保合力與分力效果相同。【設計意圖】：讓學生自主設計實驗，培養(yǎng)實驗設計能力和團隊協(xié)作精神，明確實驗步驟和注意事項。實驗操作與數(shù)據(jù)記錄（5分鐘）【教師活動】：現(xiàn)在請同學們按照設計的方案進行實驗，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中（展示實驗數(shù)據(jù)記錄表）。實驗次數(shù)分力1的大小/N分力1的方向分力2的大小/N分力2的方向合力的大小/N合力的方向1水平向右水平向右2水平向右水平向左【學生活動】：分組進行實驗，分工合作，規(guī)范操作，準確記錄數(shù)據(jù)。教師巡視指導，糾正不規(guī)范的操作，如確保彈簧測力計與木板平行、讀數(shù)時視線與刻度線垂直等。【設計意圖】：通過實驗操作，讓學生親身體驗探究過程，培養(yǎng)動手能力和數(shù)據(jù)記錄能力，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。數(shù)據(jù)分析與結論得出（3分鐘）【教師活動】：各小組實驗結束后，展示實驗數(shù)據(jù)，分析當兩個力方向相同和相反時，合力與分力的關系?！緦W生活動】：根據(jù)數(shù)據(jù)得出結論：當兩個力方向相同時，合力大小等于兩個分力大小之和，方向與分力方向相同；當兩個力方向相反時，合力大小等于兩個分力大小之差，方向與較大的分力方向相同?！窘處熆偨Y】：同學們通過實驗得出了正確的規(guī)律，非常棒！這就是同一直線上二力合成的規(guī)律，我們可以用公式表示：當F_1與F_2同向時，F(xiàn)_{???}=F_1+F_2；當F_1與F_2反向時（F_1>F_2），F(xiàn)_{???}=F_1-F_2?！驹O計意圖】：通過數(shù)據(jù)分析得出結論，培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)分析能力和歸納總結能力，讓學生體驗科學探究的成就感。同一直線上二力合成規(guī)律的應用（15分鐘）1.計算合力大小與方向（6分鐘）【教師活動】：我們掌握了同一直線上二力合成的規(guī)律，現(xiàn)在來練習計算合力。請大家看課本上的例題1（展示教材中例題：兩個力分別為5N和3N，方向相同，求合力）和例題2（兩個力分別為5N和3N，方向相反，求合力），嘗試獨立解答。【學生活動】：獨立解答例題，然后同桌之間相互檢查?！窘處熁顒印浚褐v解例題，強調(diào)解題步驟：先確定力的方向，再根據(jù)規(guī)律計算合力大小，最后確定合力方向。如例題1中，兩力同向，合力F_{???}=5N+3N=8N，方向與兩力相同；例題2中，兩力反向，合力F_{???}=5N-3N=2N，方向與5N的力相同。【設計意圖】：通過例題練習，讓學生掌握合力的計算方法，鞏固所學規(guī)律，提高解題能力。2.分析實際問題（5分鐘）【教師活動】：在生活中，很多現(xiàn)象都涉及到同一直線上二力的合成。比如，一輛小車在水平方向上受到向前的拉力100N，向后的摩擦力60N，小車受到的合力是多少？方向如何？大家結合課本中的“生活中的物理”（展示相關內(nèi)容）進行分析?！緦W生活動】：思考后回答，拉力和摩擦力方向相反，合力F_{???}=100N-60N=40N，方向與拉力方向相同，即向前?！窘處熁顒印浚涸俦热?，兩個人沿同一方向拉一個物體，一個人用的力是300N，另一個人用的力是200N，物體受到的合力是多少？【學生活動】：回答合力F_{???}=300N+200N=500N，方向與兩人拉力方向相同?！驹O計意圖】：通過分析生活中的實際問題，讓學生體會物理知識的實用性，培養(yǎng)運用所學知識解決實際問題的能力。3.拓展延伸（4分鐘）【教師活動】：如果物體受到多個力作用在同一直線上，如何求合力呢？比如，三個力沿同一直線，方向都向右，大小分別為2N、3N、4N，合力是多少？【學生活動】：思考后回答，可以先求前兩個力的合力，再與第三個力合成，合力F_{???}=2N+3N+4N=9N，方向向右。【教師活動】：非常好！多個同一直線上力的合成可以依次進行，先合成兩個力，再將結果與第三個力合成，以此類推?！驹O計意圖】：拓展學生的思維，讓學生掌握多個同一直線上力的合成方法，提升知識的綜合運用能力。課堂練習（12分鐘）【教師活動】：現(xiàn)在我們來做一些練習題，鞏固今天所學的知識。請大家看課本上的練習題1-6題（展示教材中的練習題），獨立完成后小組內(nèi)交流答案?！揪毩曨}內(nèi)容】：作用在同一直線上的兩個力，大小分別為5N和4N，若兩個力方向相同，則合力大小為______N，方向______；若兩個力方向相反，則合力大小為______N，方向______。一個物體受到同一直線上的兩個力F_1和F_2的作用，F(xiàn)_1=15N，F(xiàn)_2=9N，則該物體受到的合力大小不可能是（）A.24NB.6NC.9ND.15N一輛在平直公路上勻速行駛的汽車，受到向前的牽引力是1500N，受到的阻力是1200N，則汽車在水平方向上受到的合力是______N，方向______。用8N的力水平向右拉一個物體，同時用5N的力水平向左拉這個物體，則物體受到的合力大小是______N，方向______。有三個力作用在同一物體上，且在同一直線上，其中兩個力的大小分別為3N和4N，方向都向右，第三個力的大小為5N，方向向左，則這三個力的合力大小是______N，方向______。請分析：一個人用10N的力向上提一個靜止在水平地面上重15N的物體，物體受到的合力是多少？為什么？【學生活動】：認真做題，遇到問題在小組內(nèi)討論解決?！窘處熤v解】：學生完成后，教師逐題講解，重點分析易錯點。如第6題，物體受到向上的拉力10N，向下的重力15N，還有地面的支持力5N，合力為0，因為物體靜止，處于平衡狀態(tài)。【設計意圖】：通過課堂練習，鞏固學生對同一直線上二力合成規(guī)律的掌握，及時發(fā)現(xiàn)問題并糾正，提高學生的解題能力。課堂小結（5分鐘）【教師活動】：同學們，今天我們學習了同一直線上二力的合成，現(xiàn)在我們一起回顧一下主要內(nèi)容。首先，我們理解了合力和