《4力的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)(北京市省級(jí)優(yōu)課)-物理教案

第三章第4節(jié)：力的合成模塊人教版必修1教師姓名：白淑萍學(xué)校：北京四中順義分校編號(hào)：13003652教師年齡：37周歲教齡：13年職稱：中學(xué)一級(jí)設(shè)計(jì)思想本節(jié)物理課主要的設(shè)計(jì)思想有以下幾個(gè)方面：1．以觀察實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用學(xué)生探究與老師演示相結(jié)合，充分挖掘每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用力的傳感器得出的數(shù)據(jù)說話，讓平行四邊形定則得出自然順暢、令人信服。首先通過書上的思考與討論給學(xué)生提出：合力是200N，分力之和一定等于200N嗎？并結(jié)合前面位移矢量相加時(shí)3加4并不等于7，引發(fā)學(xué)生思考互成角度的二力合成遵循什么樣的規(guī)律呢？接著用互成角度的兩個(gè)彈簧拉一重物，隨著角度的變化拉力在變化，使學(xué)生體會(huì)到兩個(gè)分力相加并不是簡(jiǎn)單的代數(shù)相加減。然后老師在黑板上給學(xué)生演示分力和合力的圖示，讓學(xué)生猜想遵循什么樣的規(guī)律？讓平行四邊行定則的得出自然順暢。最后同力的傳感器來驗(yàn)證平行四邊形定則讓規(guī)律的得出令人信服，最后用傳感器測(cè)出的數(shù)據(jù)讓學(xué)生在課下用力的圖示來驗(yàn)證平行四邊定則正確性。讓定則應(yīng)用轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的東西。2.創(chuàng)設(shè)了一系列物理情景，讓學(xué)生感受、體會(huì)合力與分力的關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建自己的認(rèn)知。通過室外物理課上，讓學(xué)生親身體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生不同角度拉杠鈴片，體會(huì)拉力的不同通過怪異的拔河比賽，引發(fā)學(xué)生的思考:中間的兩位同學(xué)為什么能打敗28名的同學(xué)。帶著這兩個(gè)疑問，首先學(xué)生由于問題驅(qū)使，會(huì)去翻閱教材，同時(shí)提高學(xué)生探求新知識(shí)的欲望去學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容。3．通過觀看眾人劃槳開大船的圖片，提高班級(jí)凝聚力。通過觀看圖片，學(xué)生體會(huì)到要想船開的更快，需要心往一處想，力往一處使。并給學(xué)生指出“要想走得快，請(qǐng)獨(dú)自前行；要想走得遠(yuǎn)，請(qǐng)結(jié)伴而行”,最后提出希望，希望同學(xué)們“齊心協(xié)力，高一十班大船快速前進(jìn)”。教學(xué)流程圖教學(xué)背景說明學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過求同一條直線上的兩個(gè)力的合成方法，在第一章也初步接觸到位移的矢量合成，本節(jié)內(nèi)容進(jìn)一步介紹矢量運(yùn)算的普遍規(guī)律——平行四邊形定則。力的合成是解決力學(xué)的基礎(chǔ)和工具，但對(duì)高一的學(xué)生來說，力的合成法則是一個(gè)難點(diǎn)。如果力的合成不過關(guān)，后續(xù)課的學(xué)習(xí)中，對(duì)牛頓第二定律、物體的平衡、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的理解和應(yīng)用都無從談起。力的合成是矢量的合成，是為以后物體受力分析作準(zhǔn)備的一節(jié)課，理解力的合成需要掌握一種思想，那就是“等效替代”的物理思想。教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能1、理解合力、分力、力的合成的概念。2、理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相同的角度進(jìn)行力的相互替代。3、掌握和應(yīng)用力的“平行四邊形定則”進(jìn)行力的合成。4、會(huì)定性分析合力隨兩個(gè)分力夾角的變化情況，掌握合力的變化范圍。2．過程與方法采用“等效替代”思想來理解合力與分力的概念，并在這一思想的指導(dǎo)下，通過實(shí)驗(yàn)探究來體驗(yàn)“力的平行四邊形定則”的發(fā)現(xiàn)過程。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀通過力的合成的研究與規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，逐步養(yǎng)成用科學(xué)方法與科學(xué)知識(shí)理解和解決實(shí)際問題的習(xí)慣，提高科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)說明教學(xué)重點(diǎn)：滲透“等效替代”的物理思想，實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證力的合成的規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn)證平行四邊形關(guān)系的發(fā)現(xiàn)；從“代數(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越；對(duì)合力與分力間的“等效替代”關(guān)系的真正理解與靈活運(yùn)用。教學(xué)過程（15分鐘）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)資源設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一創(chuàng)設(shè)情景引入新課3min視頻1：提杠鈴片難道是該同學(xué)的力氣變小了嗎？視頻2：怪異的拔河比賽全班分成三隊(duì)三隊(duì)站成在白線上為什么以兩人的力量能打敗28人？杠鈴片繩子和杠鈴片拔河的繩子學(xué)生親身感受不同角度提杠鈴片時(shí)手受到力的大小。讓全體學(xué)生參與，提高感染力。設(shè)疑思考：為什么兩人的力量能打敗28人呢？環(huán)節(jié)二：分力、合力與力的合成的概念7min下面我們請(qǐng)同學(xué)來看生活中的幾組圖片（教師在學(xué)生展示情景的同時(shí)同時(shí)強(qiáng)調(diào)作用效果相同）問題：以上這些現(xiàn)象有什么共同的特點(diǎn)呢？分力、合力與力的合成一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力。原來的幾個(gè)力叫做分力。說明：在實(shí)際問題中，就可以用這個(gè)力來代替那幾個(gè)力，這就是力的等效代替。而不是物體又多受了一個(gè)合力。2、力的合成求幾個(gè)力的合力的過程或方法，叫做力的合圖片1：同樣把一桶水提起的過程圖片2：運(yùn)送同樣的貨物圖片3：把彈簧拉同樣的形變學(xué)生做筆記學(xué)生大刷子泡沫板2.創(chuàng)設(shè)了一系列物理情景，讓學(xué)生感受、體會(huì)分力與合力的作用效果相同，進(jìn)而構(gòu)建自己的認(rèn)知。同時(shí)體會(huì)等效替代的思想。鍛煉學(xué)生觀察能力和邏輯推理能力環(huán)節(jié)三：；平行四邊形定則的得出32min1、同一直線上的幾個(gè)力的合力結(jié)論：同一直線上的幾個(gè)力的合力的求解直接相加減．2、探究互成角度的二力合成物理書P62思考與討論：前面我們學(xué)習(xí)了位移相加時(shí)體會(huì)到3+4不等于7在黑板上領(lǐng)著孩子們一起來探究合力與分力的關(guān)系。通過力的傳感器來驗(yàn)證力的平行四邊形當(dāng)兩個(gè)力的夾角為30度驗(yàn)證合力當(dāng)兩個(gè)的夾角為60度是驗(yàn)證合力當(dāng)兩個(gè)的夾角為70度是驗(yàn)證合力有時(shí)間也可以做一下其中一個(gè)力為90度，一個(gè)力為30度的特殊值5）給學(xué)生發(fā)一個(gè)帶有角度的大圓盤，讓學(xué)生利用力的圖示通過平行四邊形定則的正確性學(xué)生回憶初中所學(xué)的知識(shí)在前面的圖中，假如這桶水的重量是200N?，F(xiàn)在的問題是：如果兩個(gè)孩子用力的大小分別是F1和F2，F(xiàn)1和F2兩個(gè)數(shù)值相加正好等于200N嗎？物理書P13思考與討論：一位同學(xué)從操場(chǎng)中心A出發(fā)，向北走了40m,到達(dá)C點(diǎn)，然后又向東走了30m,到達(dá)B點(diǎn)，在紙上用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移（即代表他的位置變化的最后結(jié)果的位移）三個(gè)位移的大小各是多少？你通過這個(gè)實(shí)例總結(jié)出矢量相加的法則嗎？當(dāng)掛四個(gè)50g鉤碼時(shí)算出合力為F=mgF=1.96N學(xué)生觀察通過平行四邊形得出的理論值與實(shí)際的值大小與方向的誤差。同時(shí)觀察合力與分力的關(guān)系：有時(shí)合力大于分力；有時(shí)合力等于分力；有時(shí)合力小于分力。黑板貼3個(gè)橡皮條12個(gè)20克的鉤碼兩個(gè)力的傳感器、角度盤、數(shù)據(jù)采集器、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、4個(gè)50克的鉤碼、多媒體給學(xué)生提前印好篇子完整知識(shí)的系統(tǒng)性，并從學(xué)生的前概念出發(fā)，遵從學(xué)生認(rèn)知的規(guī)律。利用前面的圖片設(shè)疑思考不同角度的二力合成遵循什么樣的物理規(guī)律呢？通過力的傳感器得出數(shù)據(jù)能夠快速直觀驗(yàn)證平行四邊形定則同時(shí)通過平行四邊形中的對(duì)角線合力跟鄰邊分力的大小關(guān)系。讓學(xué)生通過平行四邊形定則利用力的圖示親自驗(yàn)證平行四邊定則的正確性。（給學(xué)生留的作業(yè)）為第二課時(shí)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備環(huán)節(jié)四：共點(diǎn)力如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一點(diǎn)上，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這樣的一組力叫做共點(diǎn)力明確：平行四邊形定則只適合于共點(diǎn)力環(huán)節(jié)五：多力合成當(dāng)我們有多個(gè)力的時(shí)候怎么求合力呢？使知識(shí)更加完整環(huán)節(jié)六：總結(jié)3min下面我們思考一下，要想使船快速的前進(jìn)，所有船員需要怎樣呢？有句話說的好：要想走得快，請(qǐng)獨(dú)自前行；要想走得遠(yuǎn)，請(qǐng)與我結(jié)伴同行。最后祝福：齊心協(xié)力，高一十班的大船快速前進(jìn)。所有船員心往一處想，力往一處使。圖片借助許多人齊心合力的圖片，讓學(xué)生感受到物理就在你身邊。同時(shí)將教育中重心落在了在“教育”上板書第三章第四節(jié)：力的合成【課后反思：】本節(jié)課的優(yōu)點(diǎn)是：從學(xué)生的認(rèn)知角度出發(fā)，通過前面講位移時(shí)剛剛感觸矢量的合成跟代數(shù)相加減的不同，到這節(jié)課上思考與討論中設(shè)疑兩個(gè)分力與和合力200N的關(guān)系，接下來通過兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)驗(yàn)證了分力的大小與夾角有關(guān)系，接著老師在黑板上領(lǐng)著學(xué)生一起探究合力與分力的關(guān)系，最后通過力的傳感器驗(yàn)證了平行四邊形定則的正確性。最后給學(xué)生留作業(yè)：利用力的圖示驗(yàn)證平行四邊形定則。需要該進(jìn)的地方：在黑板上驗(yàn)證力的合成遵循什么規(guī)律時(shí)