诺氟沙星的合成进展

第一篇：诺氟沙星的合成进展

合成氨催化剂的研究进展

摘要：近20多年来，随着英国BP公司钌基催化剂的发明和我国亚铁基熔铁催化剂体系的创立，标志着合成氨催化剂进入了一个新的发展时期，本文主要介绍通过合成法合成的几种催化剂的研究进展。 关键字：合成氨;催化剂;合成法

Abstract:Over the past 20 years, with the invention of the British BP ruthenium catalysts and creation of ferrous base molten iron catalyst system in our country, marked the ammonia synthesis catalyst has entered a new period of development, this paper mainly introduces through the several means of catalyst research progress of synthesis method of synthesis. Key Words: Ammonia; The catalyst; synthesis

前言

合成氨指由氮和氢气在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。合成氨工业需要较低温度和压力下具有较高活性的催化剂。90多年来，世界各国从未停止过合成氢催化剂的研究与开发。目前，工业催化剂的催化效率在高温下已达90%以上，接近平衡氨浓度(因压力而异)。例如，在15 MPa及475℃下，A301催化剂的催化效率接近100%。要提高催化剂的活性，就只有降低反应温度.另一方面，工业合成氨的单程转化率只有15%～25%，大部分气体需要循环，从而增加了动力消耗。为了提高单程转化率，也只有降低反应温度才有可能。因此，合成氨催化剂研究总的发展趋势，就是开发低温高活性的新型催化剂，降低反应温度，提高氨的平衡转化率和单程转化率或实现低压合成氨。而传统的催化剂是以亚铁基传统催化剂为基础发展的，但是工业效率一般不高，而现代工业一般是以合成催化剂来实现的，相对于传统催化剂，合成催化剂的效率要高很多。 几种合成氨的合成催化剂及催化机理

热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。合成催化剂主要有以下几种，及他们各自的催化机理。

1.各种催化的性能及操作条件

1.1 A301催化剂

原粒度A301 催化剂在大型合成氨厂实际工况条件下的工业旁路试验结果表明：在7.0～7.5 MPa等压合成氨工艺条件下，A301 催化剂的氨净值为10%～ 12%.在8.5 MPa 或10MPa 微加压合成氨工艺条件下，氨净值可达12%～15%，可以满足合成氨工业经济性对氨净值的要求。实现等压氨合成的关键之一是使用低温低压氨合成催化剂. 英国ICI 公司为AMV 工艺开发了741 型催化剂.

1.

2FeO基氨合成催化剂

铁氧化物及其混合物与催化活性的关系，获得驼峰形活性曲线. 在R<1范围内，催化活性与R的变化是与经典火山形活性曲线相一致的。当R达到5以后，，催化剂母体形成了完全维氏体FeO结构，熔铁催化剂活性达到了最高值。这一实验结果突破了沿袭了80多年的熔铁催化剂“组成接近磁铁矿时具有最高活性”的经典结论，找到了提高熔铁催化剂性能的新催化体系——维氏体FeO 体系。

1.3 Cs 促进的Ru/HTAC合成氨催化剂

以经过H2处理的活性炭(HTAC)为载体，RuCl3.n H2O和CsNO3为前驱物，采用浸渍法制备了Cs 促进的Ru/HTAC 合成氨催化剂. 通过常压下催化剂的活性评价，以及对催化剂进行的TGA，XRD 和XPS 表征，研究了催化剂中金属、助剂和载体间的相互作用. 结果表明，金属Ru 促进了助剂CsOH 的CsOH 能抑制Ru 颗粒的聚集变大;CsOH 生成，HTAC 抑制了CsOH 的挥发，可向HTAC 提供电子，HTAC 的表面至少需被CsOH 单层饱和覆盖，才能获得最佳的催化活性;HTAC 既能吸引Ru的电子，又能将所吸引的来自CsOH 的更多的电子传递给Ru . 1.4 Ru/MgO基合成氨催化剂

氧化镁为载体的钌基氨合成催化剂具有潜在的工业应用前景，已引起了人们极大的关注.制备了5种钌基催化剂Ru/CsOH、Ru/7-A120

3、K-Ru/CsOH、Ba-Ru/CsOH和K-Ba-Ru/CsOH，在、厂(Nz)l V(H2)=1 l 3，2.0 MPa，24 000 h-1和653～873 K反应条件下，评价了它们的合成氨催化活性，并对相关催化剂进行了BET和XRD表征.结果表明：Ru/CsOH的最高活性约为Ru/7-A120s的2倍，且最高活性反应温度还低了20 K;Ba组份的添加有利于降低Ru/CsOH基催化剂的最高活性温度;K-Ba-Ru/CsOH在653 K、Ba-Ru/CsOH在773 K、K—Ru/CsOH和Ru/CsOH在813 K以上使用时，将更有利于催化活性的发挥.因此，对于Ru/CsOH基催化剂而言。促进剂的添加应根据拟采用的操作温度来决定.

1.5 LSCCF粉体阴极催化性能

将有机质子交换膜作质子导体，复合氧化物陶瓷片作为电极，实现了在低温常压条件下电化学方法合成氨[6s10].但制作较大的陶瓷片比较困难，制约了其在工业生产中的应用，因此本文尝试用碳纤维纸作支撑，复合氧化物Ni-SDC粉体为阳极，LSCCF系列粉体为阴极，Na¯on膜为质子导体，以湿H2和N2为原料进行电化学合成氨实验，研究低温常压下不同比例Ca、Sr掺杂LaCo0:9Fe0:1O3¡±粉体材料在电化学合成氨中的阴极电催化性能.

2.总结

①原料路线的变化方向。从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10倍，自从70年代中东石油涨价后,从煤制氨路线重新受到重视,但因以天然气为原料的合成氨装置投资低、能耗低、成本低的缘故,预计到20世纪末,世界大多数合成氨厂仍将以气体燃料为主要原料。

②节能和降耗。合成氨成本中能源费用占较大比重，合成氨生产的技术改进重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位热能等。现在已提出以天然气为原料的节能型合成氨新流程多种，每吨液氨的设计能耗可降低到约29.3GJ。

③与其他产品联合生产。合成氨生产中副产大量的二氧化碳，不仅可用于冷冻、饮料、灭火，也是生产尿素、纯碱、碳酸氢铵的原料。如果在合成氨原料气脱除二氧化碳过程中能联合生产这些产品，则可以简化流程、减少能耗、降低成本。中国开发的用氨水脱除二氧化碳直接制碳酸氢铵新工艺，以及中国、意大利等国开发的变换气气提法联合生产尿素工艺，都有明显的优点。

④21世纪初期将会是FeO基催化剂成长、成熟并广泛应用的时期.钌催化剂的技术开发也必将遵循s形曲线技术进步的规律，逐步成长和成熟.随着生物工程技术的发展，当人类能够克隆固氮酶的固氮基因，实现常温常压下高效合成氨的时候，才将是固氮技术的最终突破.可以预见，21世纪的合成氨工业将有可能是钉催化剂或其它更新一代催化剂(例如酶催化剂)的时代.

参考文献

[1] 胡樟能，李小年，浙江工学院学报，1993(2)：15 [2] 魏可镁，王榕，陈振宇等.化肥工业，1985(3)：10

[3] 王文样，张元珍，胡平，全国化工化肥会议优秀论文选集，1997(上)：3 [4] 徐高超，刘瑞泉，王进，利用Nation膜和SFCN在低温常压下电化学合成氨[期刊论文]-中国科学B辑 ，2009(05) [5] 郑晓玲;魏可镁第二代氨合成催化体系--钌系氨合成催化剂及其工业应用[期刊论文]-化学进展 ，2001(06)

[6] 王榕;林建新;俞秀金氨合成铁、钌催化剂联用工艺[期刊论文]-化工学报 ，2007(01) [7] 高冬梅;祝一锋;韩文锋 钌基氨合成催化剂制备条件的影响 [期刊论文] -浙江工业大学学报，2004(06) [8] 钱伯章 合成氨催化剂的生产和技术 [期刊论文] -精细石油化工进展，2003(11)

第二篇：药品不良反应信息通报(第56期) 警惕左氧氟沙星注射剂的严重不良反应

药品不良反应信息通报(第56期) 警惕左氧氟沙星注射

剂的严重不良反应

2013年08月02日 发布

编者按：

药品不良反应信息通报制度是我国药品监督管理部门为保障公众用药安全而建立的一项制度。《药品不良反应信息通报》(以下简称《通报》)公开发布以来，对推动我国药品不良反应监测工作，保障广大人民群众用药安全起到了积极作用。

左氧氟沙星是氧氟沙星的左旋体，属第三代喹诺酮类药物。左氧氟沙星注射剂是临床使用广泛的抗感染药，因其抗菌谱广、疗效好、使用方便等原因，在抗菌治疗领域发挥着重要作用。然而，随着药品的大量应用，其不良反应也日益突显，原国家食品药品监督管理局曾于2009年5月，在第二十二期《通报》中对左氧氟沙星注射剂的严重不良反应情况进行了通报。此后，我局一直高度关注该品种的安全性问题，尤其是与用药相关的严重不良反应情况。

国家药品不良反应监测中心病例报告数据库分析显示，左氧氟沙星注射剂导致的严重过敏反应以及临床的不合理使用情况仍较为突出，为使医务人员、药品生产经营企业以及公众了解左氧氟沙星注射剂的安全性问题，再次通报该品种。通报旨在提醒广大医务人员充分了解可能产生严重不良反应的风险，严格掌握适应症，加强合理用药和用药监护;相关生产企业应加强药品上市后不良反应监测并积极开展质量方面的研究，尽快完善药品说明书的相关安全性信息，同时做好左氧氟沙星注射剂安全用药宣传和培训，指导临床合理用药,保障公众用药安全。

国家食品药品监督管理总局将继续关注该品种的安全性问题，及时反馈相关信息，从而为保障公众用药安全发挥应有的作用。

警惕左氧氟沙星注射剂的严重不良反应

左氧氟沙星是氧氟沙星的左旋体，属第三代喹诺酮类药物。其主要作用机制为抑制细菌DNA旋转酶(细菌拓扑异构酶Ⅱ)的活性，阻碍细菌DNA的复制。本品具有抗菌谱广，抗菌作用强的特点，对革兰氏阴性菌具有较强的抗菌活性，对革兰氏阳性菌和军团菌、支原体、衣原体有良好的抗菌作用，但对厌氧菌和肠球菌的作用较差。左氧氟沙星注射剂包括左氧氟沙星及其乳酸盐、甲磺酸盐、盐酸盐注射制剂，剂型包括粉针剂、小容量注射液、大容量注射液。

2012年，国家药品不良反应监测数据库共收到左氧氟沙星注射剂严重不良反应/事件病例报告1431例。严重不良反应/事件累及系统排名前三位的依次为：全身性损害、皮肤及其附件损害、呼吸系统损害，三者合计占总例次的60.24%。

一、严重病例的临床表现

左氧氟沙星注射剂严重不良反应/事件居前3位的不良反应表现依次为：过敏性休克(198例次，7.94%)、呼吸困难(197例次，7.90%)和过敏样反应(171例次，6.85%)。

【典型病例】

患者，女，40岁，55公斤，因“泌尿系统感染”就诊，给予盐酸左氧氟沙星氯化钠注射液0.3克静脉滴注，约10分钟后，患者出现皮肤瘙痒、全身皮肤湿冷、心慌、胸闷、测血压90/50 mmHg,心率为55次/分钟，考虑为过敏性休克。给予肾上腺素0.5 mg 肌注、地塞米松10 mg静注等抗休克治疗。约10分钟后患者上述症状缓解，测血压120/75 mmHg、心率85次/分钟，观察治疗两小时后出院。

二、不合理用药问题

国家药品不良反应监测数据库分析显示：该产品存在临床不合理使用现象，而不合理用药增加了用药风险。不合理用药主要表现为：

1. 超适用人群给药

左氧氟沙星注射剂说明书中明确提示18岁以下患者禁用，《抗菌药物临床应用指导原则》喹诺酮类抗菌药物注意事项中提示“18岁以下未成年患者避免使用本类药物。”但国家药品不良反应监测数据库中，仍有18岁以下患者使用了左氧氟沙星注射剂的病例报告。

【典型病例】

患者，男，12岁，因“腹泻”入院，给予静脉滴注盐酸左氧氟沙星氯化钠注射液0.2g(100ml)。用药10分钟后患儿即出现发音困难、呼吸困难等症状，立即停药，并给予肌注马来酸氯苯那敏注射液4mg，雾化吸入肾上腺素等措施，20分钟后症状逐渐缓解，40分钟后症状消失。

2.存在相互作用的不合理用药

2.1左氧氟沙星注射剂说明书提示左氧氟沙星应避免与茶碱同时使用，如确需同时应用，应监测茶碱的血药浓度以调整其剂量。但国家药品不良反应监测数据库中，有3例与茶碱类注射剂合用的病例报告，并且未监测血药浓度、调整剂量。

【典型病例】

患者，男，80岁。因“慢性阻塞性肺病、Ⅱ型糖尿病、高血压、慢性肾功能不全、结肠癌术后”入院。查体：T:36.9℃，BP:140/90mmHg，P:110次/分，R:27次/分，口唇紫绀，双肺呼吸音粗，可及干湿罗音。入院后予氨溴索、左氧氟沙星、奥美拉唑、多索茶碱等治疗。用药第2天在静脉滴注0.5%左氧氟沙星注射液100ml时，患者出现胸闷，咳嗽、气促加剧，查体：两肺呼吸音粗，可闻及哮鸣音。即停用该组液体，予地塞米松注射液5mg 静推，约10分钟后缓解。

2.2左氧氟沙星注射剂说明书提示左氧氟沙星注射剂不宜与其他药物同瓶混合静脉滴注，或在同一根静脉输液管内进行静脉滴注。但国家药品不良反应监测数据库中有左氧氟沙星注射剂与其他药物同瓶混合静脉滴注的病例报告。

【典型病例】

患者，女，46岁，患者因“腹泻2次伴轻度头痛”就诊，诊断为“胃肠炎”。给予静脉滴注0.9%氯化钠+盐酸左氧氟沙星注射液0.2g+山茛菪碱注射液 7mg治疗，结束后1小时左右患者全身皮肤瘙痒，并出现风团样皮疹，恶心、呕吐胃内容物2次，胸闷、心悸，继而神志不清、口唇及四肢末端发绀、出汗，血压不升，诊断为过敏性休克，收入院给予抗过敏治疗后好转。

3、禁忌症用药

左氧氟沙星注射剂说明书【禁忌】中明确指出对喹诺酮类药物过敏者禁用，但国家药品不良反应监测数据库中，有喹诺酮类药物过敏患者使用了左氧氟沙星注射剂的病例报告。

【典型病例】

患者，女，55岁，既往有左氧氟沙星过敏史。因 “混合痔”入院，给予静脉滴注氯化钠注射液250ml+左氧氟沙星注射液0.4g，约10分钟(滴入约30ml)后，患者自觉发冷，心电监护仪显示：体温37.5度，血压86/54mmHg，心率64次/分，立即停药，换用复方氯化钠注射液快速滴入，约10分钟后，发冷消失，血压恢复正常。

4、不符合特殊病理、生理状况下用药原则

《抗菌药物临床应用指导原则》指出：喹诺酮类抗菌药偶可引起抽搐、癫痫等严重中枢神经系统不良反应，在肾功能减退或有中枢神经系统基础疾病的患者中易发生，因此本类药物不宜用于有癫痫或其他中枢神经系统基础疾病的患者。但国家药品不良反应监测数据库中，有癫痫病史患者使用了左氧氟沙星注射剂的病例报告。

【典型病例】

患者，女，68岁，既往有癫痫病史，长期服用德巴金缓释片，近10个月无发作。此次因“肺部感染”给予左氧氟沙星注射液0.5g，静脉滴注，Qd，第5天晚上癫痫发作，持续5-6个小时，送至医院抢救后脱险。

5、超适应症用药

左氧氟沙星注射剂说明书【适应症】中明确说明本品适用于敏感细菌所引起的中、重度感染;《抗菌药物临床应用指导原则》也指出：通常不宜常规预防性应用抗菌药物的情况：普通感冒、麻疹、水痘等病毒性疾病。但国家药品不良反应监测数据库中有非细菌感染患者使用左氧氟沙星注射剂的病例报告。

【典型病例】1

患者，女，82岁，44公斤，因“病毒性感冒”就诊，给予静脉滴注盐酸左氧氟沙星氯化钠0.4g，注射约20分钟后，出现恶心呕吐、胸闷、呼吸困难、神清。立即停用左氧氟沙星，并输氧，肌注胃复安10毫克，静脉滴注10%葡萄糖250毫升后逐渐好转。

【典型病例】2

患者，男，68岁，因“带状疱疹”就诊，给予静脉滴注盐酸左氧氟沙星氯化钠注射液100ml Qd治疗，首次静滴约20ml时，患者出现呼吸困难，继而出现手足抽搐。立即停药，给氧、异丙嗪针、地塞米松注射液等抗过敏治疗。症状逐渐缓解，生命体征稳定。

6、给药剂量不合理

《抗菌药物临床应用指导原则》中指出肾功能减退患者应用本类药物时，需根据肾功能减退程度减量用药。说明书中【老年患者用药】也提示本品主要经肾脏排泄，因高龄患者大多肾功能低下，可能会出现持续高血药浓度，应注意用药剂量并慎重给药。但国家药品不良反应监测数据库中有多例老年人给药未调整剂量的报告。

【典型病例】

患者，男，98岁，54公斤，因“慢性阻塞性肺疾病”来诊，给予静脉滴注盐酸左氧氟沙星注射液0.6g Qd，用药5天后患者出现烦躁不安、语无伦次等症状,采取停药、口服奋乃静等对症治疗后症状消失。

三、相关建议

1. 左氧氟沙星口服后吸收良好、生物利用度高，建议临床医生根据患者的实际情况选择合适的给药途径，能口服治疗者不建议使用注射给药的方式。

2. 鉴于与左氧氟沙星注射剂相关的严重不良反应较多，除与药品本身特性有关外，还与多种因素如患者个体差异、超剂量使用、不合理给药途径、不当配伍用药、输液速度过快等有关，建议临床医生在使用本品时，需注意剂量、特殊人群，避免超适应症用药，严禁禁忌症用药;注意左氧氟沙星注射剂的过敏反应，对喹诺酮类药物过敏的患者禁用，过敏体质患者、高敏状态患者慎用;有癫痫或其他中枢神经系统基础疾病的患者慎用;严禁本品与其他药品混合同瓶滴注，注意配伍用药，防止发生药物相互作用，避免与偏碱性液体、头孢类抗生素、中药注射剂等配伍使用。

3. 建议药品生产企业修改完善药品说明书相关内容，加强上市后药品不良反应监测并积极开展质量和工艺方面的研究，同时做好安全用药宣传和培训，指导临床合理用药,保障公众用药安全。

第三篇：盐酸洛美沙星滴耳液的制备工艺研究分析论文

材料与处方

材料与设备盐酸洛美沙星、甘油、乙醇、依地酸二钠、配液罐(吉林华通制药设备有限公司，型号:PG 2001.1);液体灌装机(上海拓达机电设备有限公司，型号:HHGNX-2);贴标机(上海拓达机电设备有限公司，型号:HH LT);标示扫L(温州华侨包装机械有限公司，型号:M F-380F)。

1. 2处方和处方依据

1. 2. 1处方盐酸洛美沙星15.0 g;甘油1260 g;乙醇1230 g;依地酸二钠5g;纯化水适量(定量至5000 mD，制成1000支((5 m 1/支)。

1.2.2批量10000支或20000支。

1.2.3原料用量折算方法

折干折纯投料量旬=批量(瓶)X原料处方量(g/瓶) (1一干燥失重)X干燥品含量

1.2.4处方依据国家食品药品监督管理局国家药品标准W S1一水一034)一20027.。

2操作过程

2. 1生产前检查各生产工序检查作业场所是否有清场合格证并在有效期内，检查设备容器具是否有“已清洁”状态标志，计量器具是否有“校检合格证”并在有效期内，检查设备状态是否有“完好”及“待运行”状态标志等。

2. 2称量按批生产指令对物料名称、规格、批号、数量等进行双人复核，确认无误后按批处方量准确称量，经操作人及工艺员、质检员复核无误后转至配制工序。

2. 3配制①取少量纯化水加热至40 -45 0C，保温，加入盐酸洛美沙星，超声5m，加入纯化水并搅拌使其全部溶解;②将处方量的依地酸二钠加入到盐酸洛美沙星溶液中，搅拌使之溶解，备用;③将处方量的甘油和乙醇加入配液罐中，搅拌使混合均匀，加入上述备用溶液，再加入纯化水至定容量，搅拌30min;④过滤;取样检验。

2. 4灌封①调整装量，标示装量为每瓶5m1，平均装量小低于标示装量，每瓶装量限度小得低于标示装量的93%;②每小时抽查1次装量，如有异常可随时增加抽查装量次数;③抽查拧盖的严密性。剔除小合格品，将合格品与小合格品分别做好标记，并将合格品转入中转站，小合格品单独存放，及时销毁。

2. 5待包品检验质检员取样送检，检验项目为全项检验。

2. 6包装①包装规格:5m1X1瓶X10盒X 40中包;②确认使用的包装材料与该产品批包装指令相符;③在药品瓶上贴标签，距瓶底边基线2 mm处端正粘贴，小得有皱褶，标签上要求打印批号及有效期至。之后连同1张折好的说明书装入小盒。小盒按照规定打印批号，批号应清晰准确。每10小盒套上收缩膜。收缩膜要平整光洁;④大箱按批包装指令卡印批号，批号应清晰准确日，5〕。将热膜收缩好的中包整齐摆放在大箱中，每箱40中包，并装有装箱单，用胶带封箱，打包呈井字形。

2. 7清场以上各工序在生产结束后按《清场标准管理规程》}M P-PM -0039-00)的要求进行清场，并填写相应记录。

3小结

盐酸洛美沙星为哇诺酮类第3代广谱抗菌药，对大多数细菌有优良的杀菌作用，其在治疗敏感细菌所致的中耳炎、外耳道炎、鼓膜炎感染症时疗效特别显著 , 杀菌力强。在该滴耳液中加入乙醇 , 可以增加药物溶解度及渗透作用 , 帮助药物作用于炎症部位 , 有一定的刺激性。甘油可缓和乙醇对黏膜的刺激性 , 并可延长药物在局部的滞留时间。该滴耳液黏度适宜 , 作用迅速而持久 , 并呈弱酸性 , 具有良好的稳定性和安全性 , 符合滴耳液的全部质量要求。

参 考 文 献

[1]高洪燕 , 张咏 . 盐酸洛美沙星滴耳液制剂的研制 . 中国医药科学 , 2011(14):52-53.

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[3] 王剑林 . 盐酸洛美沙星滴眼液的制备 . 医药导报 , 2003(3):105-107.

[4]康雁 , 陈晓云 . 复方盐酸洛美沙星喷 ( 滴 ) 液制剂研究 . 中国基层医药 ,2004(4):7-11.

[5]刁敏 , 张国祥 , 郑建华 . 洛美沙星外用制剂研究与临床应用 . 医药导报 ,2003(S1):253-254.

第四篇：力的合成教案

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第五篇：力的合成教案

力 的 合 成

教 学 目 标

1、知识与技能

(1)能从力的作用效果等效性来理解合力与分力的概念。

(2)通过实验探究得出力的平行四边形定则。 (3)会用作图法求共点力的合力。

(4)知道合力大小与分力大小、夹角的关系。

2、过程与方法

(1).了解物理学常用的方法——等效替代法.

(2).通过实验探究方案的设计与实施，培养学生实验探究的能力，应用数学知识解决问题的能力。

(3).学生在亲自探究过程中体会到学习的乐趣，知道实验结果在误差允许范围内是准确的.

3、情感态度与价值观

培养学生交流的能力、团结合作精神，激发学生的学习兴趣，体会在科学探究中即要大胆猜想，又要严谨求证。

教学重点

1、通过实例理解合力、分力、力的合成概念。

2、通过实验探究“互成角度的两个力的合成”所遵循的平行“四边形定则”

教学难点

理解合力与分力关系、实验探究方案的设计与实施。

教法与学法

根)、教学方法：启发式教学法、实验探究式教学方法。 学习方法：协作学习，分组探究。

教具准备

(1)多媒体课件

(2)实验器材：方木板、白纸、图钉(若干)、橡皮条、轻质圆环、细绳套(两根)、弹簧测力计(两只)、刻度尺、量角器。

教学课时

1课时

教 学 过 程

一、新课导入

1、复习提问

(1)力的概念是什么?力的图示怎么画?

力是物体间的相互作用.力的图示：按一定比例(标度)作出的带箭头的线段，线段的长短表示力的大小，箭头的方向表示力的作用方向，箭头或箭尾表示力的作用点。

(2)力的作用效果是什么?

力的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体发生形变。

2实例演示 ：分别请瘦弱的女生和一力气大的男同学把一个重物从地面上提起后不动。

同学们仔细观察会发现力气大的男同学只用一只手一个力就可以把重物从地面提起，而女同学要两个人用两只手提重物，用两个力共同作用才能把重物从地面提起， 在这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。

3、举出生活中还有哪些例子可以说明同样的问题?

【展示幻灯片，欣赏图片】 引入：在这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力与那几个力是什么关系呢?这节课我们就来学习这些知识。

二、新课教学

(一)合力、分力、力的合成

1、请同学们阅读课本前三段，总结什么叫合力、分力、力的合成?

当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的共同作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的那几个力叫做分力。求几个力合力的过程叫做力的合成 。

2、注意力合成的思想：为了问题简化，用一个力等效代替几个力，并不是物体多受了一个合力。

3、那么几个力的合力怎样来求呢?下面我们先来回顾初中学的一条直线上的力的合成

【展示幻灯片，欣赏图片】二力同向：F=F1 + F

2二力反向：F=F1- F2

(二)创设情景、提出问题

1、如果两个力作用在物体的同一点，但不共线，而是成一定角度，那么求这样两个力的合力是否也可用算术加减法?

2、演示实验：用两只弹簧测力计成一定角度提起一个钩码保持静止，分别读出两只弹簧测力计的读数，然后用一只弹簧测力计提起这个钩码也保持静止，看这时弹簧秤的读数

要求学生需要仔细观察读数，注意读数方法，且计下读数。判断两只弹簧

测力计的示数之和是不是等于一只弹簧测力计的读数?

3、学生观察实验现象，由实验数据得出一只弹簧测力计的读数不等于两只弹簧测力计的读数之和，而是比两只弹簧测力计读数之和稍微小一些。而且两只弹簧测力计所成角度改变，读数也改变。

4、 小结引出问题： 在这里一只弹簧测力计的弹力为两只弹簧测力计的弹力的合力，可见力的合成并不是简单地相加减.那么它们之间的关系到底是怎样的呢?

为了得到它们的关系，这节课要求同学们用实验亲自探究。

(三)实验探究求合力的方法

1、首先明确实验的目的是什么?

2、学生设计实验

根据桌上提供的器材来探究求合力的方法，同学们先按座位分小组讨论 ：(1)选择的仪器起什么作用? (2) 怎样保证两分力F

1、F2和合力F等效?(3)实验应记录些什么?(4)力的大小方向如何确定?(5)具体如何完成这个实验?(为了降低探究难度，要求学生阅读课本中的实验描述得到一点提示，同时把这里的问题用幻灯片显示保留)

学生阅读完课本相关内容后，在做实验之前，让一个小组的同学回答以上问题，介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过程。

3、以下内容学生回答，教师补充完善

对于受力物体的选择，我们选择了容易发生形变的橡皮条来进行。在一个弹簧测力计和两个弹簧测力计共同作用下让橡皮条朝同一方向发生相同形变量。

【展示幻灯片】

选择的仪器：方木板、白纸、图钉(若干)、橡皮条、轻质圆环、细绳套(两弹簧

测力计(两只)、刻度尺、量角器。 实验步骤设计 ：

(1)把木板平放在桌子上，用图钉把白纸定在木板上。

(2)用图钉把橡皮条一端固定在G点(G点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套，结点自然状态在E点。

(3)用两弹簧测力计分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使结点到达某一位置O点。并记下O的位置，用铅笔在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线，分别读出记下两只弹簧测力计示数F

1、F2的大小。

(4)放开弹簧测力计，使结点重新回到E点，再用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到O点，读出弹簧测力计的示数F，记下细绳的方向。 (5)按同一标度作出F

1、F2和F的力的图示 (6)探究这三个力的大小及方向的关系.

4、学生开始分组探究

(教师巡视解惑，观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，遵从实验结果，尽量把误差减小到最小。) 提出注意事项：

①同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是;将两只弹簧测力计勾好后对拉，若两只弹簧测力计在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧测力计与板面平行。

②在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差.

③在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.

④画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而

画出纸外.要严格按力的图示要求作出力。

5、分析交流

当学生完成以上实验步骤中的第(5)步后请同学们仔细分析三个力的图示的关系，是不是合力大小等于两个分力大小之和? (建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。)

观察得到：虚线和原来的两个分力构成了一个四边形，这个四边形好像是平行四边形，两个分力为平行四边形的两条邻边.合力为它们所夹的对角线上

6、论证总结

要求学生改变F1和F2的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。 【投影展示几组同学的实验结果】

总结 ：在误差范围内，F几乎是以F

1、F2为邻边的平行四边形的对角线。这就是今天我们用自己设计的实验探究出的结论。实际上在我们之前伟大的人们已经做过很多次的、精细的实验，最后确认，互成角度的两个力的合成，不是简单的两个力相加减，而是用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做力的平行四边形定则。

【展示幻灯片，欣赏动画】

(四)巩固练习

1、下面我们通过一个例题进一步加深对平行四边形定则的理解。 【幻灯片展示例题】学生读题并尝试解决例题

例题：力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上.通过作图法求这两个力合力F的大小和方向. (请一位同学说一下自己的思路)

教师在黑板上板书演示

解：(作图法：作出力的图示)

取10㎝长的线段表示15N的力 作出力的平行四边形，如图所示， 量出对角线长为50㎝，

则合力大小F=15 N × (50㎝/10㎝)=75N 用量角器量得合力方向：F与F1的夹角为53°

2、知识延伸：

(1)方法二：(计算法：作出力的示意图) 用直角三角形知识计算求解上例。

(2)如果改变上例中两个力之间的夹角，将夹角改为30°和150°，则合力分别是多大?

[投影学生作图] 当夹角是30°时，两个力的合力是102N;当夹角是150°时，两个力的合力是45N。 根据我们上面的分析计算

思考：在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力怎样变化? ①合力随夹角的变大而变小，随夹角的变小而变大. 什么情况下合力最大，什么情况下合力最小?

②当两个分力之间的夹角为0°时两个力的合力最大，最大值为二力之和;当两个分力之间的夹角为180°两个力的合力最小，最小值为二力之差. 【幻灯片展示】

⑴F合随F1和F2的夹角θ增大而减小

⑵合力的取值范围：|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2

⑶F合可能大于、等于、小于 F

1、F2

【幻灯片展示 欣赏动画】

进一步体会合力的大小和分力夹角之间的关系

(五)、多个共点力合成的方法

前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理? 学生阅读课本回答：我们可以先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

【幻灯片展示 欣赏动画】

(六)、共点力

同学自学课本上有关共点力的知识(通过学生自学，锻炼学生的阅读能力和自学能力)。在阅读完后回答这样几个问题：

1、什么样的力是共点力?

2、力的合成的平行四边形定则的适用条件是什么? 共点力：

如果一个物体受到两个或更多个力的作用，这些力共同作用在同一个点上，或者虽然不作用于同一个点上，但是它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。

适用条件 ：力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况.

三、小结

这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角在不定的情况下，F合取值范围，同学们下课后要多动手练习，掌握这种方法。

四、布置作业

课本64页课后习题“问题与练习”中的第

2、3题

五、板书设计

1、合力与分力：作用效果相同

2、力的合成：等效替代

3、力的合成遵循平行四边形。

4、当两个分力大小定时，合力与分力间夹角θ关系：

5、共点力

六、教学反思

由于学生已习惯质量、体积等标量的代数运算，习惯于l+l=2，1-1=0，而对于矢量运算中出现的l+l<1，l+l>1，l+l=1等这些难以接受。为了改变学生的这一习惯，突破这难点，让学生真正掌握矢量的合成法则——平行四边形定则，在这堂课上一直以学生为主体，避免教师一言堂，一些环节采用师生对话，教师以提出问题的方式引导学生。多些时间给学生，让学生通过实例理解合力与分力是等效替代的关系;通过分组实验探究“平行四边形定则”真正体现自主学习，让学生真正学有所得。