力的合成教學(xué)設(shè)計(jì)

物理必修一3章4節(jié)《力的合成》的教學(xué)設(shè)計(jì)

寧安市朝鮮族中學(xué)：尹英子一、

教學(xué)內(nèi)容分析“力的合成”是人教版物理必修1第三章第四節(jié)的內(nèi)容。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將明確兩個(gè)力同時(shí)作用在物體這一問題的處理方法。在這節(jié)課的學(xué)習(xí)中，等效替代的思想在建立概念、尋求合力與分力關(guān)系的過程中起很重要的作用，是在物理教學(xué)中常用的方法。例如：“運(yùn)動的合成與分解”、“等效電路”、“交流電的有效值的定義”等，都要用到等效替代的方法。平行四邊形定則是矢量運(yùn)算普遍遵循的法則，而矢量運(yùn)算貫穿高中物理始終，用“圖形”表示物理量之間關(guān)系的方法，對學(xué)生而言是一個(gè)新方法，而學(xué)生一直以來都習(xí)慣代數(shù)運(yùn)算，對矢量運(yùn)算特別不習(xí)慣，因此在教學(xué)過程中要注意增加學(xué)生的感性認(rèn)識。二、學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析高一學(xué)生剛接觸矢量，對矢量的運(yùn)算沒有任何感性認(rèn)識，沒有任何生活經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，他們習(xí)慣的是僅有大小沒有方向如質(zhì)量、長度、體積等物理量之間的代數(shù)運(yùn)算。對高一學(xué)生來說力的合成是一個(gè)難關(guān)，而一旦過了這個(gè)坎，則是學(xué)生對矢量學(xué)習(xí)在認(rèn)識上的一次質(zhì)的飛躍。在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力、重力、彈力、摩擦力等力的概念，對“力”有了較為深刻的理解和認(rèn)識；同時(shí)，通過位移、速度和加速度等矢量的學(xué)習(xí)，對“矢量”也有了初步的認(rèn)識。這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基本的知識儲備。隨著新課程的實(shí)施和推進(jìn)，學(xué)生對于科學(xué)探究尤其是實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)積累了一定的體驗(yàn)和認(rèn)識，能夠勇于發(fā)表自己的看法，良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和課堂氛圍也為學(xué)生自主探究力的合成法則提供了保障。三、設(shè)計(jì)思想

本節(jié)課要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究過程找出力的合成規(guī)律，因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)得到合力與分力的大小和方向，猜想它們之間所遵循的運(yùn)算規(guī)律，則是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)?？紤]到學(xué)生的實(shí)際困難，教師設(shè)置好引導(dǎo)學(xué)生步步深入進(jìn)行探究的情景和問題，適時(shí)、適度地參與學(xué)生的探究活動則顯得尤為重要。注重學(xué)生對知識的自主學(xué)習(xí)與自我構(gòu)建，強(qiáng)化小組學(xué)習(xí)與小組交流，在師生互動、互助的氛圍中達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。四、教學(xué)目標(biāo)知識與技能1．從力的作用效果出發(fā)研究合力與分力間關(guān)系。2．通過實(shí)驗(yàn)探究得出力的平行四邊形定則。過程與方法體會等效的思想方法，參與實(shí)驗(yàn)探究力的合成法則的過程，體會實(shí)驗(yàn)歸納的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀體會在科學(xué)探究中既要大膽猜想，也要嚴(yán)謹(jǐn)求證。教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究力的合成的規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)險(xiǎn)得到合力和分力的大小和方向，猜想它們之間所遵循的運(yùn)算規(guī)律。五、教學(xué)用具1.實(shí)驗(yàn)器材：木板、白紙、圖釘（若干）、橡皮條、細(xì)繩套（兩根）、彈簧秤（兩只）、三角板、鉛筆；2.

計(jì)算機(jī)、實(shí)物展示臺等多媒體輔助教學(xué)設(shè)備六、教學(xué)流程本節(jié)課的教學(xué)采用如下教學(xué)流程：創(chuàng)設(shè)情境—提出問題—提出猜想—實(shí)驗(yàn)探究—得出結(jié)論—推廣等。七、教學(xué)過程引

入

新

課一.設(shè)置情景滲透科學(xué)思想教師活動：用多媒體展示“曹沖稱象的動畫故事”并提問，這個(gè)動畫故事中曹沖采用了什么思想稱了象的重量的？學(xué)生活動：觀看、思考、回答。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生會更好地理解等效替代的思想。FF1FFF1F21.從觀察中有什么發(fā)現(xiàn)？和F1、F2是什么關(guān)系？學(xué)生活動：學(xué)生觀看兩位學(xué)生的操作，同時(shí)思考并回答教師的問題。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過觀察，學(xué)會對現(xiàn)象的分析﹑觀察，學(xué)會對現(xiàn)象歸納總結(jié)。進(jìn)一步理解“等效替代”思想，為本節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理打下基礎(chǔ)并滲透科學(xué)思想。教師活動：在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，教師加以分析總結(jié)。兩個(gè)女生的作用效果與一個(gè)男生的作用效果相同，因此力是可以等效的。許多這樣的實(shí)例就表現(xiàn)在我們身邊，稍微留心便會發(fā)現(xiàn)。在上面列舉的實(shí)例的基礎(chǔ)上，教師給分力與合力﹑力的合成下定義并板書。二.提出問題、猜想與假設(shè)教師板書：(一)合力、分力和力的合成1.

分力和合力：如果一個(gè)力的作用效果與另外幾個(gè)力的共同作用效果相同，這個(gè)力就叫做另外幾個(gè)力的合力，而那另外幾個(gè)力叫做這個(gè)力的分力。2．力的合成：合力和分力是一種等效替代的關(guān)系。求幾個(gè)力的合力的過程或方法叫做力的合成教師活動：提出問題請學(xué)生思考并提出自己的猜想。既然合力與分力可以相互替代，合力還是兩分力的代數(shù)和嗎？大部分同學(xué)都認(rèn)為老師的猜想不對，就此反問那你覺得應(yīng)該是什么關(guān)系？你的猜想是什么？怎么去驗(yàn)證你的猜想？下面我們來驗(yàn)證一下；探究實(shí)驗(yàn)1：讓兩位學(xué)生到前面來做簡單實(shí)驗(yàn)，先用一個(gè)彈簧稱拉三個(gè)鉤砝、后用兩個(gè)彈簧稱斜拉三個(gè)鉤砝，并讓學(xué)生觀察是否滿足F=F1+F2關(guān)系？學(xué)生活動：邊觀察小實(shí)驗(yàn)、邊思考，學(xué)生很容易看出F大小不等于F1+F2的結(jié)論。教師活動：我們發(fā)現(xiàn)，互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)，合力不等于兩分力的代數(shù)和?？赡苓€與兩個(gè)力的方向有關(guān)，那么如何探究它們之間的關(guān)系呢？設(shè)計(jì)意圖：通過小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生們同過觀察發(fā)現(xiàn)兩個(gè)分力和合力之間不是簡單的加減的代數(shù)運(yùn)算，并找出因?yàn)樗麄兪鞘噶康脑?，同時(shí)激發(fā)學(xué)生們的思考并讓他們提出問題和猜想。教師活動：下面再做一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)請同學(xué)們觀察一下并進(jìn)一步研究兩個(gè)分力和合力之間遵守的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)探究2：把彈簧一端固定在小黑板的一點(diǎn)另一端用兩根細(xì)繩系住，先用3個(gè)鉤碼為一組和4個(gè)鉤碼為一組各掛在兩個(gè)細(xì)繩兩端，讓彈簧拉伸到一定長度；再用個(gè)鉤碼(通過試驗(yàn)找出個(gè)數(shù)關(guān)系)為一組把彈簧拉到同一位置讓學(xué)生觀察。并講解3個(gè)鉤碼和4個(gè)鉤碼拉的力設(shè)為F1和F2、個(gè)鉤碼拉的力設(shè)為F，兩次力的作用效果一樣可以等效替代。下面請同學(xué)們再思考一下：1.你能用力的圖示法畫出分力F1、F2和合力F的大小和方向嗎？2.猜一猜分力與合力之間可能滿足什么關(guān)系？經(jīng)過幾分鐘時(shí)間后讓一名老師在黑板上畫出三個(gè)力的圖示并讓學(xué)生觀察。學(xué)生活動：先觀察老師做的實(shí)驗(yàn)，并聯(lián)想到兩個(gè)分力和一個(gè)合力的作用效果相等是可以等效替代的關(guān)系。按小組邊思考討論、邊猜想合力和分力之間可能滿足的各種可能關(guān)系。教師活動：部分同學(xué)的猜想可能不著邊際，還有一部分同學(xué)感到問題棘手，不知道解決問題的突破口在哪里。此時(shí)教師可以參與學(xué)生的猜想與討論，并適當(dāng)?shù)慕o學(xué)生一些提示：在學(xué)習(xí)平面幾何時(shí)，可以利用添加補(bǔ)助線的方法，重新構(gòu)建幾何圖形，使得已知量和未知量之間建立聯(lián)系。我們能否通過添加補(bǔ)助線的方法構(gòu)成一些簡單圖形如三角形、四邊形等，使得F與F1、F2之間建立某種聯(lián)系？在老師的引導(dǎo)下學(xué)生可能出現(xiàn)各種方案，老師要引導(dǎo)學(xué)生一一分析一下學(xué)生們提出的猜想的可行性并排除，找出正確的猜想—平行四邊形形狀。教師活動：若滿足平行四邊形關(guān)系，則合力和分力各是平行四邊形的什么部分？實(shí)際兩個(gè)力F1、F2的合力是F嗎？設(shè)計(jì)意圖：這樣做降低了下一步做學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)探究的難度，也便于得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，讓學(xué)生更加明確實(shí)驗(yàn)該做什么。不然，學(xué)生即使有了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，在實(shí)際操作中也很難想周全該記錄什么。要求做出兩個(gè)分力和一個(gè)合力的力的圖示，就需要學(xué)生在動手之前想好怎么記錄力的大小、方向、作用點(diǎn)。三.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、論證猜想。教師活動：先投影實(shí)驗(yàn)器材：方木板﹑白紙﹑彈簧秤（兩個(gè)）﹑橡皮筋﹑細(xì)繩套（兩個(gè)）﹑鉛筆﹑三角板﹑刻度尺﹑圖釘（5個(gè)）。明確要探究目的：請同學(xué)們利用桌上的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)方案，探究合力與分力之間的運(yùn)算法則。每一小組在設(shè)計(jì)方案的過程中，思考一下幾個(gè)問題：1）用什么方法找出分力F1、F2和合力F大小和方向？2）怎樣保證F1、F2與F的作用效果相同？3）實(shí)驗(yàn)過程中需要記錄那些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？4）操作時(shí)應(yīng)注意什么？建議：“用兩個(gè)力拉動時(shí)，希望同學(xué)們兩個(gè)力適當(dāng)?shù)拇笮?，力間的夾角也大些?！币螅骸懊拷M只需要精干的做一次實(shí)驗(yàn)，為了便于尋求合力與分力之間的關(guān)系，同學(xué)們要做出兩個(gè)分力與一個(gè)合力的力的圖示?！苯處熁顒?先讓學(xué)生進(jìn)行小組討論、思考之后讓他們發(fā)言自己的設(shè)計(jì)方案之后讓他們動手做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師在旁巡查，適時(shí)加以指導(dǎo)。老師可以讓某一小組到前面來在黑板上直接做實(shí)驗(yàn)并畫出來合力和分力的圖示和平行四邊形。學(xué)生活動：各小組分別討論，經(jīng)互相補(bǔ)充和完善后，形成探究方案。共同協(xié)作、相互交流、增強(qiáng)動手操作能力。教師活動：提問學(xué)生用兩個(gè)分力作圖的平行四邊形的對角線與一個(gè)合力作圖的長度和方向一致嗎?誤差允許的范圍內(nèi)能不能看成相等?

請學(xué)生展示自己的作品，同時(shí)讓學(xué)生解釋實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差，甚至操作上的錯(cuò)誤。教師加以分析總結(jié)，其主要原因是存在：讀數(shù)誤差﹑作圖誤差﹑系統(tǒng)誤差。再請學(xué)生思考如何歸納﹑總結(jié)本實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論。（學(xué)生自由發(fā)言，教師點(diǎn)評）最后，教師在黑板上規(guī)范作圖。對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)：如果實(shí)驗(yàn)做得十分精確，合力和分力間構(gòu)成一個(gè)幾何圖形——平行四邊形。四.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（二）力的合成規(guī)律.教師板書：平行四邊形定則：如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力的線段為鄰邊做一個(gè)，則這兩個(gè)鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，這個(gè)法則叫做平行四邊形法則。適用條件：共點(diǎn)力普遍性：一切矢量的運(yùn)算都遵循平行四邊形定則設(shè)計(jì)意圖：提高學(xué)生動手操作能力、分析問題能力和觀察能力

學(xué)會如何用物理語言進(jìn)行表達(dá)和概括。

五.應(yīng)用推廣教師活動：利用力的合成實(shí)驗(yàn)器給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察兩個(gè)分力大小不變條件下互成任意角度的共點(diǎn)力的合力與分力的關(guān)系，并用多媒體展示各夾角的情況下的合力，并提問：1、合力的取值范圍？2、合力是否一定比分力大？3、隨著夾角的增大，合力的大小怎樣變化？學(xué)生活動：觀察實(shí)驗(yàn)并分析圖表得出結(jié)論：合力的取值范圍在兩個(gè)合力的大小之和與之差之間、合力可以等于或大于或小于其中一個(gè)分力而且隨著夾角的增大合力減小等的結(jié)論。設(shè)計(jì)意圖：提高知識應(yīng)用能力和自學(xué)能力課堂小結(jié)：對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)。課后作業(yè)： 寫一份關(guān)于本節(jié)課的探究的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)意圖：鞏固知識，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣板書設(shè)計(jì)：一．合力、分力和力的合成1.分力和合力：等效替代2．力的合成：求合力二．力的合成平行四邊形定則：適用條件：共點(diǎn)力普遍性：一切矢量的運(yùn)算都遵循。八、教學(xué)設(shè)計(jì)的思想和自我剖析一個(gè)智慧的課堂教學(xué)是保證教學(xué)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)陣地，是提供教師傳授、學(xué)生學(xué)習(xí)的交流園地.物理作為專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)科研究,教學(xué)過程就應(yīng)該營造成一個(gè)充滿智慧的課堂,教師必須通過一些智慧的手段比如智慧導(dǎo)入的策略、智慧講解的策略、智慧激趣的策略等方法去誘導(dǎo)學(xué)生的智慧以及達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。一、利用科學(xué)的探究思路更好的體現(xiàn)學(xué)生的智慧本節(jié)課基于“智慧課堂”的教學(xué)理念，采用了“創(chuàng)設(shè)情景——提出問題并猜想——探究實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論進(jìn)行論證——應(yīng)用推廣”的模式去組織教學(xué)，讓學(xué)生在情景中體驗(yàn)等效的思想、感悟中建立分力和合力的概念，通過提出猜想、參與探究來尋找合力和分力的關(guān)系，為學(xué)生的感性認(rèn)知學(xué)習(xí)提供了有利條件，并更好的體現(xiàn)了智慧的課堂教學(xué)。二、創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣通過學(xué)生的參與活動，發(fā)生與學(xué)生預(yù)想不同或猜想不到的結(jié)果，引起認(rèn)知沖突，激發(fā)起他們強(qiáng)烈的求知欲望。在后續(xù)的教學(xué)活動中，教師通過問題串的形式，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析探究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)探究量化研究過程，通過“圖形”表示物理量之間的關(guān)系。并且，在探究過程中，學(xué)生通過分工與合作來完成實(shí)驗(yàn)的操作，因此對協(xié)作這種學(xué)習(xí)方式更好的體會也是本節(jié)課的目的之一。三、用教師演示實(shí)驗(yàn)來讓學(xué)生克服探究的難關(guān)本節(jié)課的亮點(diǎn)就是學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，但對學(xué)生來說要設(shè)