【课 题】 3.3 力的等效和替代
【教学时间】40 分钟
【教学对象】高一的学生
【教材分析】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相关知识，掌握了受力分析的方法与步骤;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作用力与反作用力;本节讲解的《力的等效和替代》，起到承上启下的效果。本节内容体现了探究过程在学生学习中的作用，可以培养学生自主获取知识的能力，让学生在观察与思考中认识力的基本知识和规律。让学生认识到身边处处有物理、时时可以探究，激发学生的好奇心和学习的热情。
教材首先通过对影响力的作用效果的三要素的复习明确了共点力的概念;接着通过马德堡半球实验的介绍与分析提出了等效力，并结合学生身边的实际例子体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概念后，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。
教材从学生比较熟悉的力的图示的复习开始，逐步展开，体现了由浅入深的设计;大量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;教材还强调了进行多次试验，然后再归纳与总结得出平行四边形定则，体现了从特殊到一般的认知规律。
教材按照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，让学生感受到学习过程的快乐，既增强了对该知识点的理解，也增强了学生的成就感。
【学情分析】
力的三要素、力的图示
好奇心强，有积极参与意识，有较强的观察能力。
学生对数学中的几何知识在物理学中的应用不太熟悉;从实验数据中分析并归纳物理规律的能力的理性认知能力有所欠缺。
山区学校实验设备差;学生动手操作实验能力弱;学生探究方法不熟悉。
【教学目标】
根据新的课程标准，设计三维目标如下：
(1)理解力的图示法，能正确作出力的图示;
(2)理解力的合成与分解本质与等效替代的关系;
(3)知道合力与分力的关系满足平行四边形定则。
(1)通过类比力的等效与替代，让学生自己分析、讨论，培养学生自主探究能力;
(2)在探究过程中理解等效替代的科学研究思想。
(1)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;
(2)在探究过程中培养学生的协作、交流能力。【教学重难点】
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。
用几何知识对实验数据和力的图示进行分析，得出力的平行四边形定则。
【教法和学法】
(1)讲授法
虽然学生在初中的时候就学过力的三要素、力的图示，但是力的等效替代和力的合成与分解本质的关系并不清楚;对高一学生来说，实验探究思想不成熟，归纳能力薄弱，需要老师适时给予适当的讲解和引导。本节课讲授法主要应用于引导学生观察，分析生活中的现象和归纳总结，以便突出重点，突破难点。
(2)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，经过分析与思考、推理与判断等思维活动引出新知识，巩固知识，进而达到应用知识的能力。实验探究法是有效的途径，科学实验探究的七个过程：提出问题，猜想与假设，制定计划和设计实验，进行实验、收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。
在课堂中，最主要的是培养学生的能力，因此我采用了自主探究、自主归纳的学法来指导。
【教学媒体】多媒体课件、导学案、示教仪。
【实验器材】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。【教学过程】
1、创设情境、引入新课(5分钟)
由学生观看视频引入,接着请同学列举一些生活中因力的作用效果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：如果一个力的作用效果和多个力同时作用效果相同时，那么这一个力和另外的多个力就可以相互替代。
提出共点力的概念。
设置疑问：生活中力的作用效果是怎样的?如何让一个力和多个力等效呢?
2、新课探究(5分钟)
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：力的作用效果是什么?影响力的作用效果的因素有哪些?如何形象准确的描述一个力?
目标：知道力的作用效果，力的三要素，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：怎样使这一个力和原来的两个力的作用效果相同?
目标：会找等效力
引导归纳：一个力的作用效果和两个力的共同作用效果相同，它们由于等效可以相互替代，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：那么这个合力与另外两个分力之间有什么关系呢?
3、实验探究过程(5分钟)
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素。
提出问题：互成角度的两个力与它们的等效力之间有什么关系?
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怎样?(个别提问)
教师活动：组织学生分小组交流讨论猜想，设计实验探究方案。
4、学生自主探究(13分钟)
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
无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。
引导归纳：由于实验过程存在一定误差，假设没有误差的情况下，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。
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