《5力的分解》教學(xué)設(shè)計(jì)(安徽省縣級(jí)優(yōu)課)-物理教案

課題：人教版必修1第3章第5節(jié)力的分解教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人：安徽省肥西中學(xué)李春生一、教學(xué)內(nèi)容分析力的分解和力的合成均是矢量運(yùn)算的工具，是高中物理的基石。本節(jié)內(nèi)容從拖拉機(jī)拉著耙的生產(chǎn)實(shí)例入手，引入力的分解概念，介紹力的分解同樣遵循平行四邊形定則。與力的合成相比，力的分解難點(diǎn)是一個(gè)確定的力可以對(duì)應(yīng)無(wú)數(shù)組分解的方法，力的分解不是唯一的，教科書(shū)指出對(duì)一個(gè)已知力要根據(jù)實(shí)際情況（實(shí)際需要）來(lái)進(jìn)行分解。與傳統(tǒng)教材不同的是，教科書(shū)引入了三角形定則，指出矢量相加法則——平行四邊形定則或三角形定則，最后很自然的引入了矢量和標(biāo)量的概念。二、學(xué)情分析本以為學(xué)生對(duì)力的合成內(nèi)容學(xué)習(xí)、理解的較好，通過(guò)上節(jié)實(shí)驗(yàn)課給學(xué)生零距離指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)力的合成方法理解的還不夠，因此對(duì)該節(jié)課理解起來(lái)也應(yīng)該有一定的難度。鑒于此，引入新課前，對(duì)力的合成做比較有效的復(fù)習(xí)將有利于該節(jié)的學(xué)習(xí)。三、設(shè)計(jì)思想力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。要使學(xué)生理解力的平行四邊形定則既是力的合成規(guī)律也是力的分解的規(guī)律，力的合成中已知兩個(gè)分力作出的平行四邊形是唯一的，求出的合力也是唯一的。已知一個(gè)力求它的分力則可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形，因此有無(wú)數(shù)組解，本節(jié)內(nèi)容就是利用例題來(lái)證明如何根據(jù)力的實(shí)際效果和需要來(lái)分解的。矢量相加法則是新引入的內(nèi)容，主要引導(dǎo)學(xué)生理解三角形定則與平行四邊形定則，認(rèn)識(shí)二者的一致性。力的分解也在牛頓第二定律、物體平衡、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理的理解與應(yīng)用中起著重要作用，而矢量三角形定則與平行四邊形定則也是牛頓第二定律、物體平衡、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、電場(chǎng)的疊加、帶點(diǎn)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)這些知識(shí)中必不可少的工具，因此要求學(xué)生在掌握力的分解的基礎(chǔ)上能熟練應(yīng)用矢量相加法則。四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)知識(shí)與技能1、了解分力的概念，清楚分解是合成的逆運(yùn)算；2、會(huì)用平行四邊形定則作圖并計(jì)算；3、了解力的分解有唯一性條件；4、能運(yùn)用力的分解分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。過(guò)程與方法1、強(qiáng)化“等效替代”的思想；2、掌握根據(jù)力的效果進(jìn)行分解的方法；情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、激發(fā)學(xué)生參與課堂活動(dòng)的熱情；2、培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)和勇氣。五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1、理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算；2、如何判定力的作用效果及分力與合力之間的關(guān)系確定。難點(diǎn)：1、力的分解的方法及矢量相加的法則；2、力的分解時(shí)如何判斷力的作用效果及確定兩分力的方向。六、教學(xué)用具朗威DISLab數(shù)據(jù)采集器、斜面上力的分解實(shí)驗(yàn)器（內(nèi)置兩個(gè)力傳感器）、計(jì)算機(jī)、PowerPoint教學(xué)課件。七、課時(shí)安排：1課時(shí)八、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)（一）復(fù)習(xí)力的合成，導(dǎo)入新課上節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)親身探究體驗(yàn)了求共點(diǎn)力的合力的方法，即力的合成。最終找出了力的合成遵循平行四邊形定則。在黑板上簡(jiǎn)單板演上一節(jié)課的主要實(shí)驗(yàn)思路：教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：合力與兩分力間關(guān)系是效果相同。過(guò)渡句:本節(jié)課我們來(lái)研究力的分解及矢量相加的法則（二）力的分解（設(shè)計(jì)思路：準(zhǔn)備分析清楚以下四個(gè)問(wèn)題）◆什么是力的分解◆力為什么要分解◆力應(yīng)該怎樣分解◆能解決什么問(wèn)題過(guò)渡句：依次進(jìn)行分析，先講第一個(gè)問(wèn)題1、什么是力的分解生活實(shí)例：清潔工拖地（情景圖--抽象為右圖）FF1FF1F2·FF2F1教學(xué)意圖：引導(dǎo)學(xué)生得出如下結(jié)論：★求一個(gè)力的分力叫做力的分解★用幾個(gè)分力來(lái)等效替代一個(gè)力教學(xué)意圖：用如下結(jié)構(gòu)圖向?qū)W生解釋力的合成與力的分解及二者的關(guān)系，以便引出力的分解原則。合力合力F分力F1和F2合成分解等效替代板書(shū)一、力的分解求一力的分力叫做力的分解。二、力的分解也遵守平行四邊形定則因?yàn)榉至Φ暮狭褪窃瓉?lái)被分解的那個(gè)力，所以力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形定則。過(guò)渡句：下面讓我們來(lái)共同探究第二個(gè)問(wèn)題2、力為什么要分解教學(xué)意圖：通過(guò)拖拉機(jī)拉耙解釋力的分解的原因★通過(guò)力的分解，可以求出一個(gè)力的兩個(gè)貢獻(xiàn)：水平拉的貢獻(xiàn)；豎直提的貢獻(xiàn)★通過(guò)力的分解，可以使關(guān)系由復(fù)雜變得簡(jiǎn)單過(guò)渡句：那么力應(yīng)該怎樣分解呢？3、力應(yīng)該怎樣分解教學(xué)意圖：幾何知識(shí)告訴我們，已知一條對(duì)角線可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形，即已知一個(gè)力可以分解成無(wú)數(shù)組分力，那么實(shí)際問(wèn)題中又該如何分解呢？★實(shí)踐表明：是由研究的問(wèn)題所決定的，選擇的分解方法要有利于問(wèn)題的解決。一般情況下，要選擇按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解（用右上圖向?qū)W生做一定解釋）。4、能解決什么問(wèn)題設(shè)計(jì)思路：利用例題，引入DIS演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠袃蓚€(gè)，一是探究斜面上物體所受重力的作用效果；二是探究該重力的分解是否滿足平行四邊形定則。例題1：把一個(gè)物體放在傾角為θ的斜面上，物體受到豎直向下的重力，但它并不能豎直下落。從力的作用效果看，應(yīng)該怎樣將重力分解？?jī)蓚€(gè)分力的大小與G及斜面的傾角分別有什么關(guān)系？引入ＤＩＳ實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)探究1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）探究重力作用效果（2）驗(yàn)證力的分解法則2、實(shí)驗(yàn)主要器材實(shí)物圖（1）數(shù)據(jù)采集器（2）斜面上力的分解實(shí)驗(yàn)器（內(nèi)置兩個(gè)力傳感器）實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表計(jì)算表格F1F2GqF=(F1^2+F2^2)^0.5F3=G*sin(q*pi/180)F4=G*cos(q*pi/180)0.290.720.75200.77620.25650.70480.360.680.75250.76940.3170.67970.420.650.75300.77390.3750.64950.480.610.75350.77620.43020.61440.530.570.75400.77830.48210.57450.580.520.75450.7790.53030.53030.630.470.75500.7860.57450.48210.670.420.75550.79080.61440.43020.710.350.75600.79160.64950.3750.730.290.75650.78550.67970.3170.760.230.75700.7940.70480.2565平均值0.560.50.75450.78190.51040.5104實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1、探究出重力的兩個(gè)實(shí)際作用效果的方向，一是沿斜面向下，二是垂直斜面向下，且滿足以下關(guān)系：2、探究出該情況下力的分解滿足平行四邊形定則，即有ru下關(guān)系：應(yīng)用：1、水滑梯2、城市立交橋設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生分析物理問(wèn)題、解決物理問(wèn)題的能力。

例2：放在水平地面上的物體受到一個(gè)斜向上方的拉力F的作用,且F與水平方向成θ角,如圖所示.怎樣把力F按其作用效果分解?它的兩個(gè)分力的大小、方向如何？練一練：從力的作用效果看，應(yīng)該怎樣將重力分解？?jī)蓚€(gè)分力的大小與斜面的傾角有什么關(guān)系？（忽略一切摩擦） 應(yīng)用：★為什么刀刃的夾角越小越鋒利？板書(shū)三、有條件限制的力的分解：1.已知兩分力的方向來(lái)分解力（力的方向按力所產(chǎn)生的實(shí)際作用效果來(lái)確定）有唯一解2.已知合力和一個(gè)分力的大小和方向有唯一解3.已知合力和兩個(gè)分力的大?。‵1+F2>F>F1-F2)4.已知合力F及一個(gè)分力的大小F2和另一個(gè)分力F1的方向①當(dāng)F2<Fsinθ時(shí),無(wú)解②當(dāng)F2=Fsinθ時(shí),一組解③當(dāng)Fsinθ<F2<F時(shí),兩組解④當(dāng)F2>F時(shí),一組解（三）矢量相加的法則平行四邊形定則：如圖3－5－7所示，平行四邊形的兩鄰邊表示兩個(gè)分矢量x1和x2，它們所夾的對(duì)角線表示合矢量x。線段的長(zhǎng)度表示矢量的大小，方向由箭頭指向表示。三角形定則：如圖3－5－8表示，三個(gè)矢量F1、F2和F構(gòu)成一個(gè)三角形，其中首尾連接的矢量F1、F2為兩個(gè)分矢量，從一個(gè)矢量的箭尾指向另一個(gè)矢量的箭頭的矢量F為合矢量，矢量三角形三條邊的長(zhǎng)度和方向分別表示三個(gè)矢量的大小和方向。矢量既有大小，又有方向，相加時(shí)遵從（）或（）的物理量。標(biāo)量只有大小，沒(méi)有方向，求和時(shí)按照（）相加的物理量。九、板書(shū)設(shè)計(jì)-----力的分解一、概念：力的分解二、怎樣分解一個(gè)力1、無(wú)數(shù)對(duì)2、唯一性的條件結(jié)論：一個(gè)已知力究竟分解到哪兩個(gè)方向上去,要根據(jù)實(shí)際情況，由力的效果來(lái)決定。例1、例2、三、矢量相加的法則十、教學(xué)反思優(yōu)點(diǎn)：1、備課充分，對(duì)教材內(nèi)容把握較好，重點(diǎn)突出，難點(diǎn)處理方法恰當(dāng)；2、教學(xué)中采用DIS實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)方式，演示實(shí)驗(yàn)?zāi)康那逦?，操作較嫻熟，借助計(jì)算機(jī)及投影儀的幫助，演示結(jié)果呈現(xiàn)直觀、簡(jiǎn)潔，學(xué)生十分感興趣，取得了非常好的教學(xué)效果；3、講到力的分解學(xué)生難理解的地方，多次借助計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)模擬功能，幫助學(xué)生理解，并取得良好的效果；4、本節(jié)課