高中物理-必修1力的合成教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

教學(xué)設(shè)計設(shè)計思想：由于本節(jié)課比較抽象，但實驗比較直觀，易于得到實驗結(jié)論，我準備采用學(xué)生自主探究、合作交流、分組討論與教師講授相結(jié)合的方式進行教學(xué)。讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考，通過多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。為了降低探究的難度，事先提出了探究時要注意的幾個問題，以及在引導(dǎo)時用“建議用虛線的箭頭端分別與兩個合力的箭頭端連接”等話語突破學(xué)生的思維障礙。同時探究合力與分力變化關(guān)系時，借助幾何畫板等多媒體工具幫助學(xué)生理解。一、核心素養(yǎng)：（一）物理觀念1、從力的等效性理解力的合成和合力的概念。2、通過實驗使學(xué)生理解和掌握力的平行四邊形定則，會用作圖法求共點力的合力。3、知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。4、使學(xué)生知道矢量和標量的含義和區(qū)別。（二）科學(xué)思維1、通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力，領(lǐng)會等效替代思想；2、學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問題的方法。（三）實驗探究1、培養(yǎng)學(xué)生能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測與假設(shè)；2、培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)的能力，能正確實施實驗探究方案并且收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且分析處理信息，描述解釋實驗探究結(jié)果。3、培養(yǎng)合作與交流的意愿與能力，準確表述、評估和反思實驗探究過程與結(jié)果。（四）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正確認識科學(xué)的本質(zhì)，增強學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲，能主動與他人合作，尊重他人，能基于實驗數(shù)據(jù)發(fā)表自己的見解，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。二、教學(xué)重、難點：㈠教學(xué)重點：合力與分力的概念以及合力和它的分力是“等效替代”的關(guān)系。㈡教學(xué)難點：理解平行四邊形法則并簡單應(yīng)用。三、教學(xué)方法：實驗探究法；多媒體輔助教學(xué)法；小組合作交流、討論、歸納相結(jié)合的教學(xué)方法。四、課前準備：木板、白紙、圖釘、彈簧測力計、橡皮筋及細繩套、刻度尺、三角板五、教學(xué)過程設(shè)計：師生雙邊活動流程教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖問題情景導(dǎo)入PPT展示圖片：《曹沖稱象》提出問題：曹沖用什么辦法稱出大象的重量？為什么稱出石頭的重量就可以知道大象的重量呢？答：先將大象趕到船上，在水沒過船的位置做下標記，然后用很多石頭代替大象，使水沒到剛才的標記位置，最后稱出石頭的重量之和就是大象的重量。引起學(xué)生興趣；從生活中理解等效替代的思想。開始新課過渡：生活中，一個大人用力能夠單獨提起一桶水，如圖，兩個小孩用力也可以共同提起這桶水，那么，一個大人和兩個孩子的作用效果一樣嗎？大人所施加的力與兩個小孩所施加的力之間又有什么關(guān)系呢？回顧初中時的二力的合成：同一直線上的兩個力F1、F2（設(shè)F1>F2）的合成：若F1、F2同向時F合＝，方向同，若F1、F2反向時F合＝，方向同。思考：若是兩個小孩提水桶施加的力均為100N，那么大人等效替代孩子的力為多大？是否是200N？答：效果一樣；等效替代的關(guān)系通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力，領(lǐng)會等效替代思想若F1、F2同向時F合=F1+F2方向同任何一力；若F1、F2反向時F合＝▕F1－F2▏，方向同較大力。思考答：不是200，不能直接相加。【合作探究一】實驗探究互成角度的兩個力的合力的求法。提供的器材方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、細繩套(兩個)、刻度尺、圖釘(若干)。設(shè)計實驗方案：小組討論，設(shè)計出操作可行的實驗方案，方案中要重點體現(xiàn)以下幾個問題：怎樣保證合力和分力等效？力的大小怎樣知道？力的方向如何確定？用什么方法在白紙上把力表示出來？師：學(xué)生分組討論，設(shè)計出實驗方案，并展示。示范：（插入微視頻）師：由于本實驗涉及影響實驗結(jié)果的因素較多，由老師和幾位學(xué)生事先進行了操作，給大家示范。分小組進行試驗：進行實驗，提醒注意操作過程中的注意事項。獲取數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)。（展示學(xué)生的實驗結(jié)果）引導(dǎo)：怎樣表述合力的大小、方向與分力的大小、方向的關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生把三個力的末端用虛線連接。實驗結(jié)論：在誤差允許范圍內(nèi)：FF′。總結(jié)：互成角度的兩個力的合力的求法（力的合成遵循的法則）：不在一條直線上的兩個力合成時，以_______________________________________為鄰邊作__________________，這兩個鄰邊之間的____________就代表合力的_________和_________，這個法則叫做平行四邊形定則。平行四邊形定則適用于所有矢量的運算。1、實驗方案：(1)釘白紙、固定橡皮筋（已系好繩套）(2)兩個彈簧秤拉，記下結(jié)點O點的位置，二力的大小、方向。(3)一個彈簧秤拉，拉到同樣的位置O，記下力的大小、方向。(4)用力的圖示表示三個力，觀察并總結(jié)規(guī)律。2、結(jié)論：在實驗誤差允許的范圍之內(nèi)，F(xiàn)=F’。平行四邊形定則：讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考，增強團隊意識。2、培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)的能力，能正確實施實驗探究方案并且收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且分析處理信息，描述解釋實驗探究結(jié)果。3、培養(yǎng)合作與交流的意愿與能力，準確表述、評估和反思實驗探究過程與結(jié)果?！竞献魈骄慷亢狭Υ笮∨c分力夾角的關(guān)系思考與討論：1.根據(jù)力的平行四邊形定則，兩個力F1和F2的夾角在由0°變?yōu)?80°過程中，合力的大小怎樣變化？你能不能確定出兩個力的合力大小范圍？2.合力的大小一定大于分力的大小嗎？師：先讓學(xué)生分組討論并畫圖分析。（展示學(xué)生畫的圖，即他們的分析過程，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)規(guī)律。）師：用多媒體手段——幾何畫板更加清晰的展示他們之間的變化關(guān)系，使學(xué)生有更深刻的理解及認識。學(xué)生分組討論并做幾何圖形，通過數(shù)學(xué)方法解決物理問題。1、合力隨θ的增大而減小，合力大小的范圍是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。2、不一定。1、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用數(shù)學(xué)方法處理物理問題。2、認識數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的應(yīng)用課堂總結(jié)【課堂小結(jié)】1、合力與分力等效替代。2、矢量的運算法則——平行四邊形定則。3、兩個力的合力范圍：|F1-F2|≤F≤F1+F2【課后作業(yè)】1、思考三個力的合力怎么求？三個以上的力的合力怎么求？2、教材64頁1、3、4、題。3、自學(xué)教材中第三章第四節(jié)共點力部分內(nèi)容。學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，并總結(jié)。培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力課后反思通過有效的教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進其提高。在教學(xué)設(shè)計上，要切實以“學(xué)生發(fā)展”為本，利用一切條件創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)過程中，通過師生互動、生生互動，不斷建構(gòu)和豐富自己的知識。讓學(xué)生敢于和善于提出自己的見解和新方法，讓學(xué)生初步掌握了科學(xué)探究的方法和思維方法，培養(yǎng)了學(xué)生的實驗?zāi)芰Α⒂^察能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度以及創(chuàng)新精神。課后反思1、物理觀念：通過合力、分力以及平行四邊形定則的學(xué)習(xí)，使學(xué)生應(yīng)形成經(jīng)典的物理觀念，能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題。其中合力的概念的認知途徑設(shè)計成讓學(xué)生直接以定義出發(fā)進行實例判斷，以讓學(xué)生體驗從理論到實踐的思維過程。2、科學(xué)思維：力的合成定則分為同一直線的兩力合成和互成角度的兩力合成；前者以問題的形式讓學(xué)生應(yīng)用已學(xué)的知識進行推導(dǎo)，以讓學(xué)生感受如何溫故知新；后者的認知學(xué)習(xí)分為四步：①判斷能否將同一直線的結(jié)論遷移到互成角度的情況。②分析不能遷移的原因。③設(shè)計實驗方案，記錄矢量―合力與分力。④研究記錄情況，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。通過該節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生應(yīng)具有建構(gòu)理想模型的意識和能力；能正確運用科學(xué)思維方法，從定性和定量兩個方面進行科學(xué)推理、找出規(guī)律、形成結(jié)論，并能解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題；具有使用科學(xué)證據(jù)的意識和評估科學(xué)證據(jù)的能力，能運用證據(jù)對研究的問題進行描述、解釋和預(yù)測。3、實驗探究：本節(jié)我將認知過程進行分化，降低了學(xué)生自主學(xué)習(xí)難度，依學(xué)情分析，我們預(yù)測只有分化成這四個環(huán)節(jié)，并且中間插入微視頻做示范，才能使學(xué)生在課堂時間里完成自主學(xué)習(xí)的任務(wù)。學(xué)生通過這些環(huán)節(jié)的自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)了提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對實驗探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力?！皩嶒炋骄俊敝饕▎栴}、證據(jù)、解釋、交流等要素。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有實驗探究意識，能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測與假設(shè)；具有設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)的能力，能正確實施實驗探究方案，使用各種科技手段和方法收集信息；具有分析論證的能力，會使用各種方法和手段分析、處理信息，描述、解釋實驗探究結(jié)果和變化趨勢；具有合作與交流的意愿與能力，能準確表述、評估和反思實驗探究過程與結(jié)果。4、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生能正確認識科學(xué)的本質(zhì)；具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實事求是的科學(xué)態(tài)度。課標分析——核心素養(yǎng)

一、物理觀念1、從力的等效性理解力的合成和合力的概念。2、通過實驗使學(xué)生理解和掌握力的平行四邊形定則，會用作圖法求共點力的合力。3、知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。4、使學(xué)生知道矢量和標量的含義和區(qū)別。二、科學(xué)思維1、通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力，領(lǐng)會等效替代思想；2、學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律、歸納總結(jié)的研究問題的方法。三、實驗探究1、培養(yǎng)學(xué)生能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測與假設(shè)；2、培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)的能力，能正確實施實驗探究方案并且收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并且分析處理信息，描述解釋實驗探究結(jié)果。3、培養(yǎng)合作與交流的意愿與能力，準確表述、評估和反思實驗探究過程與結(jié)果。四、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正確認識科學(xué)的本質(zhì)，增強學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲，能主動與他人合作，尊重他人，能基于實驗數(shù)據(jù)發(fā)表自己的見解，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。教材分析《力的合成》是人教版《物理》（必修1）第三章第四節(jié)的內(nèi)容。力的合成所遵循的平行四邊形定則是矢量運算的工具，是高中物理的“基石”，他所體現(xiàn)的等效替代思想是解決物理問題的一種重要思路，為后續(xù)學(xué)習(xí)牛頓運動定律做好鋪墊，因此本節(jié)課在物理教學(xué)中的地位和作用至關(guān)重要。因此，該節(jié)在教和學(xué)兩方面都具有承前啟后的作用；其涉及的物理研究方法和實驗方法在高中物理中具有典型性，并使學(xué)生進一步認識到物理實驗、物理模型、數(shù)學(xué)工具在物理學(xué)發(fā)展過程中的應(yīng)用；采用自主、合作、探究等新型的學(xué)習(xí)方式，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力、訓(xùn)練嚴謹細致的科學(xué)態(tài)度和精神，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生全面素質(zhì)的和諧發(fā)展。本節(jié)課中用平行四邊形法則求合力，等效力的理解對學(xué)生來說都有一定的難度，是物理學(xué)習(xí)中的一節(jié)重難課，需要學(xué)生自己通過自己動手實驗來幫助理解。學(xué)情分析在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的概念，對“力”有了較為深刻的理解和認識。同時，學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過求沿同一直線作用的兩個力的合力的方法，在必修1第一章也已初步接觸到位移的矢量合成，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基本的知識儲備。但是，學(xué)生對矢量的認識仍不深入，矢量運算使用的平行四邊形定則對學(xué)生而言比較抽象，且涉及幾何和三角等數(shù)學(xué)知識，有一定的難度。學(xué)生在初中所學(xué)的求兩個力的合力為代數(shù)運算，現(xiàn)在過渡到互成角度的力的合成遵循平行四邊形定則的矢量運算，思維階梯跨度較大，在認知水平上是一次質(zhì)的跨越，這些都給本節(jié)課的教與學(xué)帶來了困難。評測練習(xí)1．在探究求合力的方法的實驗中，用一只彈簧測力計拉橡皮條時要和用兩只彈簧測力計拉時結(jié)點的位置重合，這樣操作主要采用的科學(xué)方法是()A．控制變量的方法B．等效替代的方法C．理論推導(dǎo)的方法D．理想實驗的方法2．在做“探究求合力的方法”的實驗中，以下說法中正確的是()A．用兩只彈簧測力計拉橡皮條時，兩細繩之間的夾角必須為90°，以便求出合力的大小B．用兩只彈簧測力計拉橡皮條時，結(jié)點的位置必須與用一只彈簧測力計拉時結(jié)點的位置重合C．若用兩只彈簧測力計拉時合力的圖示F與用一只彈簧測力計拉時拉力的圖示F′不完全重合，說明力的合成的平行四邊形定則不一定是普遍成立的D．同一實驗過程中，結(jié)點O的位置允許變動3.(合力大小與夾角的關(guān)系)關(guān)于兩個大小不變的共點力F1、F2與其合力F的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．F大小隨F1、F2間夾角的增大而增大B．F大小隨F1、F2間夾角的增大而減小C．F大小一定小于F1、F2中最大者D．F大小不能小于F1、F2中最小者4．(合力大小范圍)兩個共點力的大小分別為F1＝15N，F(xiàn)2＝8N，它們的合力大小不可能等于()A．9NB．25NC．8ND．21N5．做“探究求合力的方法”的實驗時：(1)除已有的器材(方木板、白紙、彈簧測力計、細繩套、刻度尺、圖釘和鉛筆)外，還必須有________和________．(2)在做上述實驗時，在水平放置的木板上墊上一張白紙，把橡皮條的一端固定在板上，另一端結(jié)兩個細繩套，通過細繩用兩個互成角度的彈簧測力計拉橡皮條，使結(jié)點移到某一位置O，此時需記下：①________；②________；③________.然后用一個彈簧測力計把橡皮條拉長，使結(jié)點到達________，再記下________．(3)在某次實驗中，某同學(xué)的實驗結(jié)果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩結(jié)點的位置．圖中________是力F1與F2的合力的理論值；________是力F1與F2的合力的實驗值．通過把________和________進行比較，驗證平行四邊形定則．6．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究求合力的方法．將一木板(圖中未畫出)豎直放置與鐵架臺和輕彈簧所在平面平行．其部分實驗操作如下，請完成下列相關(guān)內(nèi)容：(1)如圖甲，在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O；(2)卸下鉤碼然后將兩細繩套系在彈簧下端，用兩彈簧測力計將彈簧末端拉到同一位置O，記錄細繩套AO、BO的________及兩彈簧測力計相應(yīng)的讀數(shù)．圖乙中B彈簧測力計的讀數(shù)為________N；(3)該同學(xué)在坐標紙上畫出兩彈簧測力計拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示，請在圖丙中作出FA、FB的合力F′；(4)已知鉤碼的重力，可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示，觀察比較F和F′，得出結(jié)論：__________________.7.物體只受兩個力F1和F2的作用，F(xiàn)1＝30N，方向水平向左，F(xiàn)2＝40N，方向豎直向下，求這兩個力的合力F.

答案1、B2、B3、B4、B5、(1)三角板橡皮條(2)①O點位置②細繩所指方向③相應(yīng)彈簧測力計讀數(shù)同一位置O點彈簧測力計讀數(shù)和細繩方向(3)FF′FF′6.(2)方向11.40(3)如圖所示(4)在實驗誤差允許范圍內(nèi)F和F′相等7.50N，方向與F1的夾角成5