《力的圖示》設計

《力的圖示》教學設計【教學目標】1、知識和技能1）、理解力的三要素：大小、方向和作用點；2）、能舉例說明力的作用效果與力的三要素有關；3）、會作力的圖示；4）、知道物理與生活、社會的密切聯(lián)系；5）、能用物理規(guī)律分析和解釋生活現(xiàn)象。2、過程和方法1）、通過創(chuàng)設情景―――發(fā)現(xiàn)問題―――提出問題―――引導學生分析―――通過實驗探究，以此培養(yǎng)學生探索科學的興趣；2）、學生自主學習、主動探究，體驗主動學習的快樂！3）、在作圖中，感受用圖形表示物理量的方法3、情感態(tài)度與價值觀1）、用“不同的情景”引入課題，把物理知識和生活實際聯(lián)系起來2）、通過物理實驗的設計及對身邊事物的觀察讓學生懂得怎樣運用所學的科學規(guī)律解釋生活中的現(xiàn)象，讓物理走進生活，最終達到理論聯(lián)系實際的目的；3）、在探究中，學生的發(fā)散性思維、抽象思維能力、批判性思維得以發(fā)展。4）、在探究實驗中，讓學生感受到集體的力量，培養(yǎng)學生團隊合作的精神；5）、在畫力的圖示過程中，培養(yǎng)學生嚴謹細致的治學態(tài)度。【教學重點、難點】1、教學重點1）、理解力的作用效果跟力的三要素有關；2）、會作力的圖示。2、教學難點1）、對力的作用點的理解；2）、力的圖示的規(guī)范畫法?！窘虒W準備】學生準備：鋸條、拉力器、彈簧、扳手、帶螺絲的鐵架臺、彈簧秤；同時上網(wǎng)查找與本節(jié)課相關的資料教師準備：多媒體課件及與本節(jié)課相關的資料【教學過程】復習鞏固：通過前幾節(jié)課的學習，我們對力已經(jīng)有了初步的認識，請同學們回顧一下，力有什么作用呢？（力可以改變物體的運動狀態(tài)；力可以使物體發(fā)生形變）這說明物體運動狀態(tài)的改變或者物體的形變與力的作用效果有關。新課教學：引入課題：有時候,用了力可能產生的效果卻不相同,這就說明力的作用效果可能和許多因素有關,比如我拉這個拉力器,同學們觀察到了什么現(xiàn)象?(拉力器變長了,發(fā)生形變),這是力的作用效果.有哪位同學能夠把拉力器拉得更長一些呢?(請同學到前面來拉),誰的力氣大?(學生的力氣大)為什么說學生的力氣比教師大?(因為拉力器伸長程度比較大)這個現(xiàn)象可以說明,力的作用效果跟力的什么因素有關?(跟力的大小有關)。教師過渡：力的作用效果除了和力的大小有關,還與什么有關呢?請看多媒體短片。一、探究影響力的作用效果的因素創(chuàng)設情景：觀看短片:在“三角傳球”中，球運動的路徑是三角形，可見球的運動方向不斷改變,它方向的改變與足球運動員施加力的哪個因素有關呢?；再觀看短片“打排球”，球一會兒向上運動，一會兒向下運動，球的方向也在改變,它的方向的改變與排球運動員施加力的哪個因素有關呢?（力的作用效果和力的方向有關）；虛擬體驗：這個場景符合生活實際嗎？實際情況應該怎樣？小朋友有辦法把大人翹起來嗎？（多媒體展示：人一邊移動，翹板一邊動；讓學生體驗）（力的作用效果和力的大小有關；力的作用效果和力的作用點有關）（一）、根據(jù)情景，一邊觀看一邊引導學生討論后猜想“影響力的作用效果的因素”1、可能和力的大小有關2、可能和力的方向有關3、可能和力的作用點有關（學生一邊講教師一邊板書到前面的黑板上，對照這三項內容進行講解）教師過渡：同學們認為這三個因素都有可能影響力的作用效果，如果我要研究其中的一個因素，如“研究是否和力的大小有關”，應該在什么條件下進行實驗呢？也就是控制不變的物理量是什么？改變的物理量是什么？學生回答：：控制力的方向和作用點都相同，改變力的大小教師講解：這種科學研究的方法，在物理學中被稱為控制變量法。我們就用控制變量法進行實驗，實驗前先介紹一下實驗器材（教師用講臺上演示器材，進行簡單的演示操作過程，在實驗中我們應該觀察什么？比較什么呢？）：鋸條、拉力器（教師腳踩上拉一下）、彈簧、扳手、帶螺絲的鐵架臺、彈簧秤（使用時，注意調零），請同學們自選器材，以小組為單位來探究，并把結果填入表格。教師介紹實驗器材使用方法：第一套實驗器材介紹：在實驗時，我們通過觀察鋼條的形變，來研究影響力的作用效果的因素，為了比較形變的大小，我用這把刻度尺作為觀察的參照物，比如，在我沒有給鋼條施加拉力時，鋼條底部對準的刻度是30厘米處，如果受到了向右的拉力，它將向右側發(fā)生形變，如果這個力的方向、作用點都不變，我再增大力，相對于剛剛的30厘米的參照點，形變量更大了，說明力的作用效果和什么有關呢？（和力的大小有關）請同學們用同樣的方法，來驗證力的作用效果跟力的方向、作用點有關的實驗步驟，并動手操作，把結果記錄在下面的表格中。第二套實驗器材介紹：扳手在使用的時候，通過旋轉螺紋來改變扳口的寬度，使其剛好卡住螺母，分別感受當力的作用點不同時、力的方向不同時，力的作用效果）（二）、學生實驗探究部分學生通過實驗探究實驗次數(shù)控制不變的物理量改變的物理量觀察到的效果是否相同1_______和_______相同__________不同2_______和_______相同__________不同3_______和_______相同__________不同實驗得到的初步結論是__________________________________________________________過渡：同學們在探究中表現(xiàn)出很好的探究潛質，請把你們的探究結果展示出來和大家一起分享！（鋸條讓學生到講臺前面展示，只展示與方向和作用點的關系；扳手口頭復述，同時教師用電腦模擬一遍）2、學生可能的實驗操作（兩人一組進行實驗，一組一套器材）實驗一：用鋸條實驗情況（學生表格形式按上面的表格形式）實驗器材實驗操作觀察現(xiàn)象控制的物理量影響力作用效果的因素用兩個大小不同的力拉鋸條，兩次方向都水平向右，作用點都在A點用力大的彎曲程度大；反之小大小方向作用點當力的方向和作用點相同時，力的作用效果和力的大小有關不同相同相同實驗器材實驗操作觀察現(xiàn)象控制的物理量影響力作用效果的因素用兩個方向不同的力拉鋸條，兩次力的大小都相同，作用點都在A點鋸條彎的方向不同大小方向作用點當力的大小和作用點相同時，力的作用效果和力的方向有關相同不同相同實驗器材實驗操作觀察現(xiàn)象控制的物理量影響力作用效果的因素用兩個作用點不同的力拉鋸條，兩次力的大小、方向都相同鋸條彎的程度不同大小方向作用點當力的大小和方向相同時，力的作用效果和力的作用點有關相同相同不同實驗二：用扳手實驗情況（學生表格形式按上面的表格形式）實驗器材實驗操作觀察現(xiàn)象控制的物理量影響力作用效果的因素扳手用兩個大小不同的力擰螺母，兩次方向都逆時針，作用點都在A點用的力小不能擰松螺母大小方向作用點當力的方向和作用點相同時，力的作用效果和力的大小有關不同相同相同實驗器材實驗操作觀察現(xiàn)象控制的物理量影響力作用效果的因素扳手用兩個方向相同的力擰螺母，一次方向逆時針，一次方向順時針，作用點都在A點螺母一次被擰緊，一次被擰松大小方向作用點當力的大小和作用點相同時，力的作用效果和力的方向有關相同相反相同實驗器材實驗操作觀察現(xiàn)象控制的物理量影響力作用效果的因素扳手用兩個作用點不同的力擰螺母，力的大小、方向都相同A點比B點更容易擰松螺母大小方向作用點當力的大小和方向相同時，力的作用效果和力的作用點有關相同相同不同回答：力的作用效果與力的大小、方向和作用點這三個因素有關。教師：我們把力的大小、方向、作用點叫做力的三要素。（板書）過渡：為什么把力的大小、方向、作用點叫做力的三要素呢？因為力的作用效果與這三個因素有關力所以我們把它稱為力的三要素。教師過渡：我們已經(jīng)由表及里的認識了力的三要素，現(xiàn)在我們一同做一個擰松螺母的游戲，體驗一下力的三要素。問題設置:在實驗之前,選擇具有怎樣特點的扳手?若把螺母擰松,達到這個作用效果,應該具備哪些條件?從這個實驗中,你能體驗到影響力的作用效果的因素有哪些?學生擰螺母游戲：先讓同學選擇扳手，同學們會選大扳手，為什么？（它的手柄長，手握的作用點離螺母遠，更容易擰動螺母），讓一名女同學先來擰，擰不動；再換一名力氣大的男同學，還是擰不動；教師提示“再加上一個套筒”，換一個身材很小的同學上來擰，很輕松的擰動了螺母。我們剛剛是逆時針擰螺母，螺母被擰動，如果順時針呢？結論“力的作用效果不僅與力的大小有關，還與力的方向和作用點有關”過渡：其實生活中這樣的實例很多，希望同學們能多觀察、多實踐。如果想實踐首先要把知識掌握好，這樣才能更好的理論聯(lián)系實際，請同學們想一想應該從哪幾方面來認識力？（三）、小結一：（教師講解）力有三要素缺一不可，只有當力的大小、方向、作用點都確定時，這個力才是一個確定的力。教師過渡：我們要完整的表示一個力，必須把力的三要素都表示出來，那我們應該怎樣把這個抽象的力描述出來呢？我們可以用語言來描述，可是，這樣表達有些繁瑣。為了能形象、直觀、方便的描述力，我們用作圖的方法，這就是我們今天要探究的課題“力的圖示”。二、力的圖示（一）、學生探究力的圖示的畫法教師：一個人用60牛的水平推力推箱子，我們應該怎樣表示出箱子受到推力的情況呢？過渡：為了能準確的描述物體受到的60牛的推力，物理學中用一根帶箭頭的線段表示出力的三要素的方法，叫力的圖示。（板書）設問：為什么能用一根帶箭頭的線段表示出力的三要素呢？教師：線段的起點表示力的作用點；線段的長度代表力的大?。患^表示力的方向。（教師在黑板作圖、講解，并且強調尺規(guī)作圖）（二）教師講解：1、定作用點：把力的作用點必須畫在受力物體上，當不明確力的作用點時，把作用點畫在幾何圖形的幾何中心或接觸點、接觸面上；若情景中明確了力的作用點，則按照要求來確定作用點。定作用線：根據(jù)力的方向定作用線，從力的作用點沿著力的方向畫出力的作用線，作用點是作用線的起點，作用線不要畫得太長或者太短，適當最好。定標度：標度就是要先具體說明用多長的線段表示多大的力。線段的長短和它所表示的力的大小可以任意選取，只要比例適當，但應考慮標度與力的大小成整數(shù)倍關系，通常選擇標度的2段或3段表示力的大小。另外，一個受力圖上，出現(xiàn)兩個以上的力時，只能有一個標度。定線段的長度：在作用線上根據(jù)標度按比例截取，多余的必須擦掉。同時注意每一個長度間要畫出節(jié)點。所畫的力必須是標度的整數(shù)倍。以上就是作圖中的“四定”5、標力的方向：用箭頭表示出力的方向，箭頭標在線段的最后，但不能超出線段長度之外。6、標力的符號和量值符號：在線段末端標出力的符號F和大小，以上就是作圖中的“二標”（三）、電腦再次模擬推力作圖過渡：如果把推力轉換成拉力，你能作出拉力的力的圖示嗎？它的作用點應該畫在哪里呢？(四)、學生練習用10牛的水平向右的拉力拉一個物體，用力的圖示法畫出拉力（教師從學生那里選擇幾個典型在展示臺上展示，由學生點評，由學生發(fā)現(xiàn)問題；電腦再模擬一次，（請學生配音）如果這個拉力的大小仍然10牛，但是方向變成與水平方向成30度角的右斜向上的拉力，如何用力的圖示法表示這個力？（教師從學生那里選擇幾個典型在展示臺上展示，由學生點評，由學生發(fā)現(xiàn)問題）教師過渡：剛剛我們已經(jīng)掌握了一定的作圖技巧，你能判斷下列的圖示對不對嗎？并在判斷中感受作圖的注意事項。糾錯題（1）、（2）、（3）、（4）、教師過渡：力的圖示不僅要做的對，還要做的美觀，你認為下列圖示美觀嗎？這樣作圖好不好教師過渡：知識來源于生活又應用于生活，關于力的作用效果在生活中有很多應用，你知道它在運載火箭上的應用嗎？三、知識應用目前使用捆綁式新型運載火箭又稱并聯(lián)式火箭，各級沿橫向連接，長度短，發(fā)射時所有的發(fā)動機可同時點火，噴出的高速氣體給予火箭本體一個推力，這樣就增大了運載發(fā)射的能力，這說明力的作用效果和力的大小有關。下圖是矗立在發(fā)射架上的長征二號捆綁式新型運載火箭在發(fā)射前的雄姿，教師過渡：其實生活中這樣的實例很多，希望同學們多觀察生活現(xiàn)象，下節(jié)課把你的觀察結果帶到課堂與大家一起分享！通過本節(jié)的學習，相信同學們對力有了更全面的認識，讓我們一同來小結一下本節(jié)的內容。四、課堂小結：1、教師小結：在這節(jié)課上，當我看到同學們出色的表現(xiàn)，對我來說是很大的促動，我只有不斷的吸取知識才能滿足你們日益增長的需求，在課上我發(fā)現(xiàn)你們有很好的探究潛能，能在實驗中體會影響力的作用效果的因素，即力的三要素，又能由淺入深的探究出作力的圖示的方法；當我參與到你們的探究過程中時，讓我也感受到了探究的快樂！我在這節(jié)課中的收獲，遠遠大于這節(jié)課的本身，你的收獲怎樣呢？2、學生小結：我們知道了影響力的作用效果的因素，即力的三要素：它們是力的大小方向和作用點；我們又探究出如何準確的描述力的三要素的方式，即力的圖示法，在作圖中，我們要把握作圖的要點“四定和二標”；我們不僅學到了知識還鍛煉了探究的能力，同時也感受到了團隊協(xié)作的重要性。五、課下探究1、能發(fā)現(xiàn)生活中力的作用效果和力的三要素有關的實例；2、將生活中的實例抽象出物理模型進行作圖，深入體會作圖的要領。六、板書設計（一）、力的三要素力的大小、方向、作用點叫做力的三要素。（二）、力的圖示1、用一根帶箭頭的線段表示出力的三要素的方法，叫力的圖示2、（先畫好推力的力的圖示，上課時直接講評）七、綜合鞏固提高（以下知識作為