《4力的合成》教學(xué)設(shè)計(北京市省級優(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：13003652教師年齡：37周歲教齡：13年職稱：中學(xué)一級設(shè)計思想本節(jié)物理課主要的設(shè)計思想有以下幾個方面：1．以觀察實驗為基礎(chǔ)，采用學(xué)生探究與老師演示相結(jié)合，充分挖掘每一個實驗，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彈簧拉一重物，隨著角度的變化拉力在變化，使學(xué)生體會到兩個分力相加并不是簡單的代數(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，最后用傳感器測出的數(shù)據(jù)讓學(xué)生在課下用力的圖示來驗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)生親身體會物理實驗讓學(xué)生不同角度拉杠鈴片，體會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)。帶著這兩個疑問，首先學(xué)生由于問題驅(qū)使，會去翻閱教材，同時提高學(xué)生探求新知識的欲望去學(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，提高班級凝聚力。通過觀看圖片，學(xué)生體會到要想船開的更快，需要心往一處想，力往一處使。并給學(xué)生指出“要想走得快，請獨自前行；要想走得遠(yuǎn)，請結(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，但對高一的學(xué)生來說，力的合成法則是一個難點。如果力的合成不過關(guān)，后續(xù)課的學(xué)習(xí)中，對牛頓第二定律、物體的平衡、運動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、會定性分析合力隨兩個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，通過實驗探究來體驗“力的平行四邊形定則”的發(fā)現(xiàn)過程。3．情感態(tài)度與價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)知識理解和解決實際問題的習(xí)慣，提高科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)重點、難點說明教學(xué)重點：滲透“等效替代”的物理思想，實驗探究驗證力的合成的規(guī)律。教學(xué)難點：通過實驗探究和驗證平行四邊形關(guān)系的發(fā)現(xiàn)；從“代數(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越；對合力與分力間的“等效替代”關(guān)系的真正理解與靈活運用。教學(xué)過程（15分鐘）教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動教學(xué)資源設(shè)計意圖環(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三隊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)生展示情景的同時同時強調(diào)作用效果相同）問題：以上這些現(xiàn)象有什么共同的特點呢？分力、合力與力的合成一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同，這個力叫做那幾個力的合力。原來的幾個力叫做分力。說明：在實際問題中，就可以用這個力來代替那幾個力，這就是力的等效代替。而不是物體又多受了一個合力。2、力的合成求幾個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。同時體會等效替代的思想。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、同一直線上的幾個力的合力結(jié)論：同一直線上的幾個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)了位移相加時體會到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證力的平行四邊形當(dāng)兩個力的夾角為30度驗證合力當(dāng)兩個的夾角為60度是驗證合力當(dāng)兩個的夾角為70度是驗證合力有時間也可以做一下其中一個力為90度，一個力為30度的特殊值5）給學(xué)生發(fā)一個帶有角度的大圓盤，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：如果兩個孩子用力的大小分別是F1和F2，F(xiàn)1和F2兩個數(shù)值相加正好等于200N嗎？物理書P13思考與討論：一位同學(xué)從操場中心A出發(fā)，向北走了40m,到達(dá)C點，然后又向東走了30m,到達(dá)B點，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）三個位移的大小各是多少？你通過這個實例總結(jié)出矢量相加的法則嗎？當(dāng)掛四個50g鉤碼時算出合力為F=mgF=1.96N學(xué)生觀察通過平行四邊形得出的理論值與實際的值大小與方向的誤差。同時觀察合力與分力的關(guān)系：有時合力大于分力；有時合力等于分力；有時合力小于分力。黑板貼3個橡皮條12個20克的鉤碼兩個力的傳感器、角度盤、數(shù)據(jù)采集器、鐵架臺、細(xì)繩、4個50克的鉤碼、多媒體給學(xué)生提前印好篇子完整知識的系統(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)能夠快速直觀驗證平行四邊形定則同時通過平行四邊形中的對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)）為第二課時學(xué)生分組實驗做準(zhǔn)備環(huán)節(jié)四：共點力如果一個物體受到兩個或更多力的作用，有些情況下這些力共同作用在同一點上，或者雖不作用在同一點上，但它們的延長線交于一點，這樣的一組力叫做共點力明確：平行四邊形定則只適合于共點力環(huán)節(jié)五：多力合成當(dāng)我們有多個力的時候怎么求合力呢？使知識更加完整環(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，請獨自前行；要想走得遠(yuǎn)，請與我結(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)點是：從學(xué)生的認(rèn)知角度出發(fā)，通過前面講位移時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)疑兩個分力與和合力200N的關(guān)系，接下來通過兩個彈簧測力計驗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)：利用力的圖示驗證平行四邊形定則。需要該進(jìn)的地方：在黑板上驗證力的合成遵循什么規(guī)律時