中小学课程-力的合成---名师教学设计.doc

《力的合成》教学设计
课题名称
力的合成
授课人

课时安排
1课时,40min
教材
人教版高中物理必修Ⅰ
一、设计理念
本节内容的教学分三个层次对力的合成进行研究：一是通过实际现象的观察和分析，从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念；二是通过实验探究得出合力与分力的关系；三是平行四边形定则的意义和应用。
根据新课标要求，开展探究教学，充分发挥学生的主体性和教师的主导作用，培养学生独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度，培养学生团结协作的科学精神，感受物理学科研究的方法和意义。
二、教材分析

地
位
和
作
用
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块物理一的内容标准中涉及本节内容有“通过实验,理解力的合成与分解,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题”。该条目要求学生通过实验对力的合成与分解的学习应达到理解的水平,并能用力的合成与分解分析日常生活中的问题,这体现了关注物理与生产 、生活的联系。“力的合成”这一节研究的是力的等效关系,依据等效思想总结出力的平行四边 形定则。教学中应让学生体会运用“等效”思想研究问题是物理学研究中的一种重要 方法。平行四边形定则是矢量运算普遍遵循的法则,而矢量运算贯穿高中物理始终,因此,本节内容为以后学习动量、动量的变化等矢量及其运算奠定了基础,它具有承上启下的作用。教学设计注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解。采用实验探究的学习方式,培养学生收集 信息、处理信息、分析论证的能力,养成事实求实的科学态度和良好的合作习惯。

教
学
目
标

知识与技能
⑴从力的作用效果出发研究合力与分力的关系.
⑵通过实验探究得出力的平行四边形定则。
⑶用作图法求合力,会用直角三角形知识计算合力。

过程与方法
⑴通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法─等效替代法。
⑵参与实验探究力的合成法则的过程，让学生体验科学探究的过程。
情感态度与
价值观
养成良好的思维习惯和实事求是的科学态度

教
学
重
难
点
教学重点
实验探究力的合成的规律。
教学难点
设计实验，利用实验得到合力与分力的大小和方向，猜想它们之间所遵循的运算法则。
对策
在教学过程中注重教师的“导”和“参与”，适时、适度的参与学生的探究活动，谈化教师的“教”；注重学生对知识的自主学习与自我构建，强化小组的学习与小组的交流。
三、学情分析
1.高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，他们习惯的是仅有大小没有方向如质量、体积等物理量之间的代数运算。对高一学生来说，力的合成法则是一个难关，而一旦过了这个坎，则是学生对矢量学习在认识上的一次质的飞跃。
2．作为高一的学生，他们的好奇心强，有较强的参与意识。因此，在教学中要以各种方式激发学生的学习兴趣，设置“物理情景”，引发学生“思维冲突”，设法采用各种实验，让学生深入理解规律来完善已有知识，培养学生掌握科学探究的方法。
四、教法、学法
教法
实验探究法、归纳分析法
学法
合作学习和探究性学习法，问题讨论法。
五、教学用具
实物投影仪、课件,投影片、(学生探究实验用):方木板1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条,20 cm细线1条(两端打好套)、白纸1张、图钉几个、三角板一对、刻度尺.
六、教学流程
小实验设置情景，渗透科学方法
实验探究1：合力与分力是否满足代数运算

实验探究2：合力和分力遵循哪种运算法则

拓展延伸，巩固提高

七、主要教学过程设计
教学
环节
教学
内容及时间
教师活动
学生活动
设计意图
小实验设置情景，渗透科学方法

通过实验引入新课
3min
请三位同学亲历体验提水桶。 
第一次实验：请我们班的胖哥单手提水桶，保持静止不动。然后对水桶进行受力分析。
第二次实验：请我们班两位小女生共同提水桶，保持静止不动。然后对水桶进行受力分析。
上述物理情景中蕴含怎样的知识,你能用科学的语言概括它吗? 本节课我们从此现象出发来学习有关力的合成知识.
学生上台演示实验并说出感受

观察现象并且进行思考。

激发学生的好奇心和求知欲，为课堂教学创造情境。

实验探究1：合力与分力是否满足代数运算

实验探究2：合力和分力遵循哪种运算法则

一、合力与分力4min[来
ZXXK] 学生继续研究生活中提水桶的实例,从物理学的角度谈自己的感悟,通过教师的启发完成以下知识的学习。
​
1、两种情景力的作用效果怎样?  
2、谁是谁的合力,谁是谁的分力?
3、从力的作用效果看合力与分力关系?  (等效替代)
【板书】合力与分力:一个力,如果它产生的效果跟其他几个里共同产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,原来的几个力叫做分力      合力与分力的关系：等效替代。
 4、学生回答问题：什么叫力的合成?
 【板书】求几个力的合力的过程,叫力的合成

1.作用效果相同。
2. F 是 F1、F2  的合力, F1 、F2 是的分力
3.  等效替代。

求几个力的合力的过程,叫力的合成。
培养学生观察、想象、语言表达能力

二、共点力
2min
1、学生回答问题：什么是共点力?
 【板书】如果几个力都作用在物体上的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力)

共点力不做过多要求，只让学生知道什么是共点力。
三、
实验探究1：合力与分力是否满足代数运算
12min
【复习】同一直线上的力的合成
    （1）两个力同向时,合力的大小等于两个力的大小之和,其方向跟这两个力的方向相同。
（2）两个力反向时,合力的大小等于两个力的大小之差,其方向跟较大的力的方向相同.
问题：如果是两个互成角度的力合成,合力的大小等于两个力的代数和吗?
请同学们利用桌子上的实验器材，设计方案，探究分力和合力之间的大小关系。若提供的实验器材不能满足你的设计方案，可以报告老师。每一小组在设计方案的过程中，思考以下几个问题：
1.用什么方法找出分力F1、F2及合力F。
2、怎样使分力F1、F2的作用效果与及合力F的作用效果相同？
3、实验过程需要改变分力的夹角达到多次测量的目的，实验过程需要记录哪些数据呢？

教学流程：提出问题引导学生如何设计实验方案、学生设计实验方案、学生分享实验方案、学生动手实验、学生分享实验结果。
【得出结论】互成角度的二力合成时,合力的大小并不等于两个力的代数和或者是代数差。
问题:那究竟有什么样的规律呢?
实验方案：

1.等效替代：把橡皮筋拉到同一点。
2.记录力的大小
3.学生两人一组做实验。

让学生自己设计实验方案，培养学生科学素养，更好的理解力的合成不遵守代数和运算法则。
四、
实验探究2：合力和分力遵循哪种运算法则
12mim
1.提出问题：合力与分力不遵循代数运算法则，那么合力与分力究竟遵循哪种运算法则呢？
2.设计方案：

刚才的实验我们可能忽略了力的方向,是不是还要记录力的方向呢?
问题1：既然要记录力的大小也要记录力的方向,那我们如何表示力的方向呢?
问题2：如何表示力的大小和方向呢？
如果我们用力的图示的表示,就可以从研究合力与分力的关系进展到研究三条有向线段的关系,那么就可以从抽象到形象,构建数学模型。
问题3：那么怎么研究三条有向线段的关系呢 ?想想初中我们用到的几何方法?
添加辅助线的方法。
3.实验操作：学生分小组实验，验证猜想
PPT展示实验步骤：
(1).用图钉把白纸钉在方木板上.
(2).用图钉把橡皮条的一端固定在A A 点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
(3).用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O  ,用铅笔记下 O 点的位置及此时两条细绳套的方向,记录两弹簧秤的示数.
(4).用铅笔和刻度尺从结点O  沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出F1  、F2 ​ 的图示。
(5).用一只弹簧秤钩住细绳套,把橡皮条的结点拉到同样的位置O  ,记下弹簧秤的读数 和细绳的方向,按选定的标度沿记录的方向作拉力 F 的图示。
  (6)利用三角板以力 F1  、 F2  为邻边做平行四边形,画出其对角线 F′  ,看力 F 、F′  是否重合?[来源:Zxxk.Com]
 (7)若没有实验误差 F′ 和 F 应该怎样.即实验结论。

4交流实验成果
利用投影仪展示学生的实验成果
5实验结论：
力的平行四边形定则:求两个共点力的合力时,可分别用表示这两个力的有向线段F1  和F2  为邻边做平行四边形,这两个邻边之间的对角线就是合力的大小和方向,这就是平行四边形定则.
力的合成平行四边形定则适用于共点力的合成。
 推广:
平行四边形定则时所有矢量普遍的一条运算法则。比如:位移、速度、加速度等。

两点确定一条直线

力的图示

辅助线

学生分小组实验，验证猜想。

学生自学实验步骤，分组实验

学生上台展示实验成果，总结出实验结论

我们用力的图示的方法,从研究合力与分力的关系进展到研究三条有向线段的关系,那么就可以从抽象到形象,构建数学模型。[来

培养学生自学能力。

培养逻辑推理、想象能力

通过实验验证平行四边形定则是否成立，更具说服力，学生更容易接受。
五、平行四边形定则的应用
5min
PPT展示课本例题，学生用作图法求合力
教师引导学生分析解题步骤，进行解题演示：
1.选定一个合适的标度
2.点O为公共点。
3.利用平行四边形定则作图。
4.用刻度尺量出表示合力的对角线长。
5.利用数学比例关系得出的大小。
6.用量角器量出合力与的夹角为53度。

学生读题，审题，尝试解题。
2、9组展示，5组点评。
实验增强学生的感性认识，而定量的计算强化知识理解，且使教师获得关于知识学习效果的反馈信息。

六、课堂小结
2mim
通过生活现象感悟合力与分力,知道等效代替是物理中研究问题的一种方法.。
通过实验探究得出平行四边形定则。
总结归纳所学的知识。
进行总结，交流心得体会
活动8
七.布置作业
1.课本“问题与练习”第1.2.题
2[课后思考]我们现在已经知道如何求解两个力的合力,那我们该如何求解三个以及三个以上的力的合力呢?

课后完成。
实践检验，巩固所学知识
八、板书设计
一、合力与分力
    1、 一个力,如果它产生的效果跟其他几个里共同产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。
         合力与分力的关系:等效替代
    2、力的合成:求几个力的合力的过程,叫力的合成
二、共点力
如果几个力都作用在物体上的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共力
三 、实验探究[来源:学#科#网Z#X#X#K]
力的平行四边形定则:求两个共点力的合力时,可分别用表示这两个力的有向线段F1  和 F2 为邻边做平行四边形,这两个邻边之间的对角线就是合力F  的大小和方向,这就是平行四边形定则.
九、教学反思
在教学过程中,通过生活实例引入新课,体现物理学来源生活,回归于生活;而且是学生身边发生的事,激发学生的学习兴趣,使他们想学。学生对实验特别感兴趣,但他们不懂得怎样通过实验探究问题,所以在教学中教师引导比较多，告诉他们对获得的实验数据如何推理,猜想,如果没有实验误差的话,应该怎样?培养和提高学生的实验探究能力,使之了解科学家研究问题的思想方法,力争通过实验探究过程提高学生的科学素养。每一步知识学习都按着循序渐进,逐步完善过程,所以把已知三个分力求合力问题当作思考题留给学生,本节重点培养学生的实验探究能力。

好好学习 天天向上