《力的分解》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、 力的分解教學(xué)設(shè)計(jì) 一、課標(biāo)要求 通過觀察與體驗(yàn)認(rèn)識(shí)力的作用效果，學(xué)會(huì)根據(jù)力的作用效果對(duì)力進(jìn)行分解，會(huì)用力的分解分析解決生活中的實(shí)際問題。 二、教學(xué)分析 1在教材中的地位和作用 在學(xué)此節(jié)內(nèi)容之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的概念、力的表示及分類、力學(xué)中的三種力、力的合成。 力的分解是等效思想的具體應(yīng)用，等效思想是物理學(xué)重要的思想方法之一，學(xué)習(xí)力的合成時(shí)學(xué)生已有所了解，本節(jié)教學(xué)要注意讓學(xué)生進(jìn)一步了解和運(yùn)用等效思想。 矢量是完全不同于標(biāo)量的一類物理量，它的運(yùn)算遵循平行四邊形定則。通過力的合成與分解掌握力的平行四邊形定則，為位移、速度、加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度

2、、磁感應(yīng)強(qiáng)度等矢量的學(xué)習(xí)、為牛頓定律乃至整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力是高中物理要求的五種基本能力之一，本節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生要會(huì)運(yùn)用平行四邊形、直角三角形、菱形等數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算分力的大小，因此教學(xué)中要有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。 綜上所述，本節(jié)內(nèi)容是本章的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，也是整個(gè)高中物理的基礎(chǔ)之一。 2學(xué)生情況分析 學(xué)生通過前幾節(jié)的學(xué)習(xí)已經(jīng)對(duì)力的基本概念和表示方法、力學(xué)中常見的三種力、合力與分力的等效替代關(guān)系有了一定的認(rèn)識(shí)，形成了一定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并通過力的合成方法認(rèn)識(shí)了力的平行四邊形定則，初步學(xué)會(huì)了應(yīng)用幾何知識(shí)解決力學(xué)問題，為

3、本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 三、設(shè)計(jì)思想 1課時(shí)安排 考慮到學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)及本節(jié)內(nèi)容的重要性和認(rèn)知難度，筆者將本節(jié)內(nèi)容分兩課時(shí)處理，把“根據(jù)力的作用效果分解力”作為該節(jié)的第一課時(shí)內(nèi)容。 2兩類知識(shí)及教學(xué)策略 按照現(xiàn)代認(rèn)知派關(guān)于知識(shí)的分類，筆者將本課時(shí)的新授知識(shí)和需要用到的原有知識(shí)分類如下： 陳述性知識(shí)： 力的作用效果改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使物體發(fā)生形變。 力的平行四邊形定則。 力的分解的概念已知合力求分力。 其中力的分解的概念是新授課的陳述性知識(shí)。 對(duì)于陳述性知識(shí)，筆者采用的教學(xué)策略主要是

4、： 根據(jù)維果茨基的最鄰近發(fā)展區(qū)理論，學(xué)生原有知識(shí)越多就可能學(xué)得越多，新學(xué)知識(shí)與原有知識(shí)之間的差異就是學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，為了讓學(xué)生高效地掌握新授知識(shí)必須在新授知識(shí)與原有知識(shí)之間架設(shè)好橋梁。對(duì)原有陳述性知識(shí)采取回憶、再現(xiàn)的方式，以利于學(xué)生回顧舊知識(shí)、掌握新授知識(shí)，為學(xué)生建立新授知識(shí)與原有知識(shí)的聯(lián)結(jié)、對(duì)新授知識(shí)的加工和組織奠定基礎(chǔ)。 程序性知識(shí)： 根據(jù)力的作用效果和平行四邊形定則作圖的方法。 應(yīng)用幾何知識(shí)計(jì)算分力。 應(yīng)用力的分解方法分析實(shí)際問題。 對(duì)力的作用效果的認(rèn)識(shí)采用體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)的策略，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，直接觀察獲得直接經(jīng)驗(yàn)和直觀感受，對(duì)作

5、圖及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題等程序性知識(shí)采用教師指導(dǎo)、學(xué)生動(dòng)手、師生對(duì)話共同總結(jié)歸納的策略，讓學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。 3指導(dǎo)思想 （1）設(shè)置真實(shí)問題情境 建構(gòu)主義理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)者要想完成知識(shí)的意義建構(gòu)，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)所反映的事物性質(zhì)、規(guī)律及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法就是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受和體驗(yàn)，獲得直接經(jīng)驗(yàn)而不是只聆聽教師的講解。本課筆者創(chuàng)設(shè)了單手拉車的真實(shí)情境，讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，主動(dòng)地提出問題為什么一人二人都拉不動(dòng)的車，老師能夠用單手拉動(dòng)呢？秘密在哪里？激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要與內(nèi)在的探究興趣。 （2）引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突&

6、#160;心理學(xué)研究表明，當(dāng)學(xué)生接觸的新情境或新知識(shí)與原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)不一致時(shí)，會(huì)打破學(xué)生原來的認(rèn)知平衡，產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)需要，迫切希望把新情境、新知識(shí)同化與順應(yīng)到自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)中去，以達(dá)到新的認(rèn)知平衡。在學(xué)生的心目中，大車是不容易拉動(dòng)的，而教師單手拉動(dòng)了大客車這個(gè)情境就與學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生了沖突和矛盾，學(xué)生會(huì)急切地想了解其中的奧秘，帶著問題進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。 （3）強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與 現(xiàn)代教育理論認(rèn)為學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，是意義的主動(dòng)建構(gòu)者。本節(jié)課通過設(shè)問、實(shí)驗(yàn)、練習(xí)等環(huán)節(jié)全方位地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，讓學(xué)生全身心地投入到學(xué)習(xí)中去。 （4）培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力 現(xiàn)代教育要求注

7、重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，本課設(shè)計(jì)了小實(shí)驗(yàn)：觀察斜面上物體的重力的作用效果、拉橡皮筋的小實(shí)驗(yàn)，這些小實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易做，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，還能讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。 （5）引導(dǎo)學(xué)生合作、觀察與體驗(yàn) 在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)會(huì)與人合作，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的快樂。 （6）加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)與生活的聯(lián)系，指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題。 新課改要求要加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)與學(xué)生日常生活的聯(lián)系。物理學(xué)不是存在于物理學(xué)家頭腦中的抽象的科學(xué)，它源于自然與生活，就存在于我們的日常生活中。因此本節(jié)課注重引導(dǎo)學(xué)生觀察我們生活中的應(yīng)用力的分解的大量事例，如盤山公路、行李箱、幼兒園的滑梯、

8、現(xiàn)代化的斜拉橋等，這些事例不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用理論解決實(shí)際問題，更能讓學(xué)生養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的良好學(xué)風(fēng)，深刻理解科學(xué)的價(jià)值，感悟科學(xué)的魅力。 四、教學(xué)目標(biāo) 1知識(shí)與技能目標(biāo) （1）理解分力的概念，認(rèn)識(shí)力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，遵守平行四邊形定則，在無條件限制時(shí)一個(gè)力可以分解成無數(shù)對(duì)分力。 （2）認(rèn)識(shí)力的分解可以從力的實(shí)際作用效果出發(fā)，并能根據(jù)具體情況運(yùn)用力的平行四邊形定則求解分力。 （3）能應(yīng)用力的分解分析生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。 2過程與方法目標(biāo) （1）初步領(lǐng)會(huì)“等效替代”的思想方法。 （2）通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生嘗試在實(shí)

9、驗(yàn)操作過程中發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題，并最終掌握規(guī)律，體會(huì)物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門學(xué)科和數(shù)學(xué)是解決物理問題的工具 3情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo) 在實(shí)驗(yàn)操作過程中感受主動(dòng)和他人交往、合作及尊重他人的快樂，并使學(xué)生逐步養(yǎng)成認(rèn)真、仔細(xì)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和擁有將所學(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) 在具體問題中如何根據(jù)力的實(shí)際作用效果和平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。 六、教學(xué)流程圖  七、教學(xué)準(zhǔn)備 1學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)要求學(xué)生在上本節(jié)課之前要求掌握以下內(nèi)容: 熟悉合力和分力的等效替代關(guān)系；

10、60;熟知力的合成及平行四邊形定則； 熟練掌握直角三角形三角函數(shù)和邊長(zhǎng)的關(guān)系。 2學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備每?jī)扇艘唤M，每組準(zhǔn)備如下器材： 系繩的小車一個(gè)、自制多功能木板一塊（一面貼有白紙）、三角板兩塊、橡皮條一根（系有繩套）、彈簧秤兩只。 3演示實(shí)驗(yàn)器材：斜面上物體重力分解數(shù)字測(cè)力儀（自制） 4實(shí)物投影儀等多媒體設(shè)備 八、教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容師生活動(dòng)教學(xué)說明  開場(chǎng)白，觀看視頻   3分鐘很高興能來這里和同學(xué)們共同探究物理問題，相信我們一定能夠愉快地度過接下來時(shí)光。 同學(xué)們，

11、咱們班誰的力氣最大？ 大家都力推你，看來力氣確實(shí)不小。我這兒有人想和你比試一下。請(qǐng)看屏幕。 視頻展示大力士拉車 和他比誰的力氣大？（大聲） 我比他還厲害！我只用單手就可以拉動(dòng)大車，而且車上還要坐滿人，你們相信嗎？（大聲） 視頻展示單手拉校車 大力士費(fèi)了九牛二虎之力才拉動(dòng)汽車，為什么我只用單手就能拉動(dòng)？而且車上還坐滿了人！是不是我的力氣真的比他大？我拉動(dòng)大車的奧秘是什么？讓我們帶著這個(gè)問題共同來探究力的分解。 板書力的分解創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣，引入課題      

12、60;   探究水平面上物體所受拉力的分解 10分鐘課件展示大力士拉車（圖片） 問題導(dǎo)思大力士用繩斜向上拉車的力產(chǎn)生了哪些作用效果呢？讓我們先模擬下大力士拉車。 學(xué)生活動(dòng)（教師先示范）請(qǐng)同學(xué)們用書墊起軟木板的兩端，讓木板水平，將小車放在木板中間，然后用繩拉動(dòng)小車，觀察車的運(yùn)動(dòng)情況和木板的形變情況。（實(shí)驗(yàn)必須讓學(xué)生明確要觀察什么？） 學(xué)生報(bào)告觀察到的現(xiàn)象教師進(jìn)行評(píng)價(jià)。 這兩個(gè)效果相當(dāng)于兩個(gè)力分別產(chǎn)生的：一個(gè)豎直向上的力F1把汽車往上提，一個(gè)水平的力F2使汽車前進(jìn)，可見力F產(chǎn)生的效果可以與兩個(gè)力F1和F2共同作用的效果

13、相同，力F1和F2就叫做力F的分力。（分別展示力F，F(xiàn)1F2） 板書求一個(gè)力的分力就叫做力的分解。 力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。力的合成遵循平行四邊形定則，力的分解同樣遵循平行四邊形定則。 板書力的分解遵循平行四邊形定則。 課件展示拉黃包車、拉行李。 這些情景和大力士拉車的情景有共同之處，水平面上的物體都受到了斜向上的拉力，于是我們就把這類情景概括成這樣的模型： 水平面模型：位于水平面上的物體受到一個(gè)斜向上的拉力F的作用，該力與水平方向夾角為。  我們已經(jīng)知道力F產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果，向上提的效果和向左拉的效果，那么

14、可以用豎直方向的力F1和水平方向的力F2來等效替代。 課件展示兩個(gè)分力方向 設(shè)問：知道這兩個(gè)分力的方向怎樣求這兩個(gè)分力的大?。课矣眠@條線段表示力F的大小，箭頭表示力的方向。（本節(jié)課第一次作圖最好由教師示范） 教師：請(qǐng)大家在探究報(bào)告上做圖，并用F和q表示出兩分力的大小。 展示學(xué)生作圖及表達(dá)式          通過與合成的類比，理解力的分解，進(jìn)一步感受等效替代的思想方法。     從生活實(shí)際到建立物理模型。&

15、#160;  重點(diǎn)講拉力的作用效果、作圖方法及分力的計(jì)算。     探究斜面上物體重力的作用效果       15分鐘剛才我們探究了位于水平面上的物體在拉力作用下開始運(yùn)動(dòng)的情景，如果把物體放在斜面上，不用拉力也可能運(yùn)動(dòng)。 問題導(dǎo)思是什么力使物體運(yùn)動(dòng)起來了？斜面上的物體其重力產(chǎn)生了哪些作用效果？我們來體驗(yàn)一下。 學(xué)生活動(dòng)用夾子把系有小車的橡皮條固定在木板一端，抬起木板的這一端，觀察橡皮筋和木板的變化。 課件展示重力兩個(gè)分力方向（

16、這里有個(gè)轉(zhuǎn)換，橡皮筋拉長(zhǎng)了說明重力有把橡皮條沿斜面往下拉的效果，如果不用橡皮筋物體將會(huì)下滑）     學(xué)生活動(dòng)請(qǐng)同學(xué)們按照剛才的方法在探究報(bào)告上作平行四邊形，并根據(jù)已知條件寫兩分力的表達(dá)式 展示臺(tái)展示學(xué)生作業(yè)問題導(dǎo)思如果增大斜面的傾角，這兩個(gè)分力的大小會(huì)怎樣變化？ 學(xué)生：傾角越大，sin增大，cos減小。使物體下滑的分力減小，使物體壓緊斜面的分力增大。 實(shí)際情況如何呢？讓我們用實(shí)驗(yàn)來觀察。 學(xué)生活動(dòng)增大斜面傾角，觀察指針刻度和橡皮條長(zhǎng)度的變化。 剛才同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)定性地驗(yàn)證了分力的變化，下面我們

17、來做定量研究（30°、37°） 結(jié)論： 1力的分解滿足平行四邊形定則。 2增大，使物體下滑的分力F1增大，使物體壓緊斜面的分力F2減小。 問題導(dǎo)思這是物理學(xué)經(jīng)常研究的斜面模型，模型是來源于生活的，請(qǐng)同學(xué)們想想在我們的生活中有哪些情景屬于斜面模型呢？ 我在這里給同學(xué)們準(zhǔn)備了兩處情景的畫面，你能分析出其傾角大小和斜面用途的關(guān)系嗎？ 課件展示1螺旋狀的盤山公路；2公園的滑梯。 通過前面兩個(gè)實(shí)例的分析，可以看出：在實(shí)際問題中一個(gè)力往往有多個(gè)作用效果，按力的作用效果進(jìn)行分解可以指導(dǎo)我們?cè)鰪?qiáng)或減弱它的某種作用效果，以

18、利于我們的生產(chǎn)和生活。所以在實(shí)際問題中常按力的作用效果分解。 板書在實(shí)際問題中常按力的作用效果分解。 回顧剛才的探究過程，讓我們共同來歸納下力的分解的步驟。 板書分解力的步驟： 1分析力的作用效果，確定分力的方向； 2作平行四邊形； 3根據(jù)已知條件求分力。1從模型回歸生活實(shí)際。 2讓學(xué)生體驗(yàn)重力的作用效果，掌握作圖方法及計(jì)算分力的方法，引導(dǎo)學(xué)生討論傾角變化分力如何變化，讓學(xué)生樹立“函數(shù)”的思想。 3讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)與人合作，感受合作的快樂。 4通過體驗(yàn)，感受到實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)的快樂，初步領(lǐng)會(huì)由個(gè)別到一般的歸

19、納方法，聯(lián)系生活實(shí)際，感受物理建模的思想方法。    釋疑，回答為什么能夠單手拉車 6分鐘  剛才我們共同探究的兩種模型都是合力大于分力的情況，分力可能大于合力嗎？我們回到單手拉車的畫面。放慢畫面觀察我是怎樣拉車的。 問題導(dǎo)思手拉繩的力產(chǎn)生了哪些作用效果？手拉繩的力與繩拉車的力在大小上有什么關(guān)系？我們可以來模擬這個(gè)情景。 學(xué)生活動(dòng)（先視頻展示操作）先用一只彈簧秤拉橡皮條的中點(diǎn)，記下結(jié)點(diǎn)的位置，這個(gè)力好比我用一只手拉繩的力。之后，用兩只彈簧秤同時(shí)拉到該結(jié)點(diǎn)處，使彈簧秤與橡皮條在一條線上，記下彈簧秤的示數(shù)和細(xì)繩套的方向，這兩個(gè)力好比繩拉車和樹的力。請(qǐng)同學(xué)們?cè)诎准埳嫌浵聝煞至Φ拇笮?，畫出兩分力的方向（為方便比較同學(xué)們的測(cè)量結(jié)果，在用一只彈簧秤測(cè)量時(shí)統(tǒng)一用05N的力拉。） 展臺(tái)展示學(xué)生測(cè)得的不同分力 問題導(dǎo)思同學(xué)們都是用05N的力從中點(diǎn)拉，為