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力的合成教學(xué)設(shè)計
作為一無名無私奉獻(xiàn)的教育工作者,時常需要編寫教學(xué)設(shè)計,借助教學(xué)設(shè)計可以促進(jìn)我們快速成長,使教學(xué)工作更加科學(xué)化。那么你有了解過教學(xué)設(shè)計嗎?下面是小編為大家整理的力的合成教學(xué)設(shè)計,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
力的合成教學(xué)設(shè)計1
1、教材分析
本節(jié)課是探究矢量運算的普遍法則──平行四邊形定則。這個定則是矢量運算的工具,掌握好這個定則是學(xué)好高中物理的基礎(chǔ).本章是高中力學(xué)的基礎(chǔ)知識,如何從代數(shù)運算過渡到矢量運算是本節(jié)的難點。同時,平行四邊形定則的探究過程,對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究精神也有很重要的作用。
教科書用簡單的語言和一幅卡通圖引入了合力和分力的概念及等效代替的物理思想。通過生活中的實例“提水”說明合力與分力是等效代替的關(guān)系。比較直觀,學(xué)生也容易接受。將求合力的方法──平行四邊形定則,由舊教材的驗證實驗改成新教材的探究實驗,說明新教材更注重知識的形成過程。教材中對于“平行四邊形定則”的得出是希望學(xué)生自己動手設(shè)計出實驗方案,以探究的方式去尋找分力與其合力的關(guān)系,最終發(fā)現(xiàn)結(jié)論。讓學(xué)生在探究過程中掌握知識,培養(yǎng)能力,領(lǐng)悟科學(xué)研究的魅力,并學(xué)會互相交流合作。在探究實驗之前,教科書上設(shè)置了“思考與討論”欄目,讓學(xué)生思考猜想,也體現(xiàn)了科學(xué)猜想在科研中的重要性。為了降低探究的難度,書中寫出了探究時要注意的4個問題,以及“建議用虛線把合力的箭頭端分別與兩分力的箭頭端連接”等提示性的話語幫學(xué)生突破思維的障礙。在得出矢量的合成法則──平行四邊形定則后,教科書又設(shè)計了簡單的例題讓學(xué)生練習(xí)嘗試使用“平行四邊形定則”去求合力。隨后又點明了多力合成的辦法和思路,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對“等效替代”的理解。緊接著又通過“思考與討論”欄目讓學(xué)生知道合力與原來兩分力夾角的關(guān)系,還將初中的“同一直線上二力的合成”情景也包含了進(jìn)去,讓學(xué)生認(rèn)識到“同一直線上二力的合成”只是“平行四邊形定則”的特殊情形。最后教材通過生活中的插圖說明了共點力的概念及平行四邊形定則的適用條件。
2、學(xué)情分析
學(xué)生在初中只接受過求同一直線上二力的合力問題,升入高中后,開始接觸矢量的概念,對位移,速度,加速度,力這些矢量有一點感性的概念認(rèn)識,但對矢量運算的理性認(rèn)識幾乎沒有,只有位移那兒好像有點兒模糊的印象。他們更習(xí)慣于沒有方向的物理量之間的代數(shù)運算。平行四邊形定則是學(xué)生第一次接觸,對于剛升入高中的學(xué)生來說,在接受矢量運算時有一定的困難,而一旦過了這一關(guān),則是學(xué)生認(rèn)識上的一次質(zhì)的飛躍。因此放慢教學(xué)過程,營造良好的課堂氛圍為學(xué)生提供自主探究“力的合成法則”提供保障。讓學(xué)生在探究過程中獲得切身的體驗,更有利于學(xué)生深刻理解矢量的合成法則,也才真正符合新課程理念物理教學(xué)的要求。
3 、教學(xué)設(shè)計思想
為了體現(xiàn)新課程所倡導(dǎo)的教學(xué)理念,在教法上,采取以學(xué)生為主體,以問題為中心,以教師為引導(dǎo),以小組的合作為主要方式,讓學(xué)生進(jìn)行簡單的實驗設(shè)計,親身體驗科學(xué)實驗探究的過程。為了讓學(xué)生更好地體驗科學(xué)研究的方法和過程,發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì),強(qiáng)化小組交流與合作意識,淡化機(jī)械式訓(xùn)練,摒棄灌輸式教學(xué);教師一定要把握好自己的.角色,是適時適度地“引導(dǎo)”和“參與”,決不能搞型式化的探究。在以往的教學(xué)中,課堂教學(xué)實施往往過于注重知識傳授傾向,學(xué)生被動地接受,很難從多方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。
4、教學(xué)目標(biāo)
4.1知識與技能
。1)能夠從力的“效果”角度理解合力與分力的概念;
。2)掌握力的平行四邊形定則,知道它是合成力的基本定則,學(xué)會初步運用平行四邊形定則求合力;
。3)會用作圖法求解兩個共點力的合力;并能意識到其合力隨夾角是變化的。
4.2過程與方法
(1)能夠通過實驗探究歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則;
。2)體會等效代替的思想方法,參與實驗探究過程,培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和協(xié)作能力;
。3)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律以及歸納總結(jié)問題的能力。
4.3情感、態(tài)度與價值觀
。1)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。
。2)培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、事實求是的科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識。
。3)培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神。
。4)讓學(xué)生樹立科學(xué)探究中大膽猜測,嚴(yán)謹(jǐn)求證的科學(xué)思想。
5、教學(xué)重點及難點
重點:滲透“等效替代”的物理思想,促使力的平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)與深刻的理解。
難點:
①實驗的設(shè)計;
②平行四邊形關(guān)系的發(fā)現(xiàn);
、蹚摹按鷶(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越。
6、教學(xué)方法
創(chuàng)設(shè)情景,引導(dǎo)啟發(fā),實驗探索,歸納總結(jié)。
7、教學(xué)器材
演示用器材:半桶水,鉤碼1只(系上細(xì)繩套兩根),演示彈簧秤2只,彈性較好的橡皮條1根,尺子2把。
學(xué)生用器材:按小組:
、倌景1塊;
②白紙1張;
、蹐D釘5枚;
、芟鹌l1根;
、菁(xì)繩2根(兩端做好套);
、迯椈沙2個;
⑦鉛筆1只;
⑧量角器1只;三角尺1-2只,圓規(guī)1只。
8、教學(xué)過程的設(shè)計
8.1新課的引入
[教師活動]
多媒體展示和現(xiàn)場演示:生活中常見的幾種現(xiàn)象:提水、運送貨物、拉伸彈簧,講“曹沖秤象”的故事。
[學(xué)生活動]
讓學(xué)生舉生活中類似的例子。
[教師活動]
引導(dǎo)學(xué)生理解合力與分力等效代替的關(guān)系,得出合力和分力的概念。并復(fù)習(xí)提問初中學(xué)過的同一直線上求兩個力的合力的問題:(兩種情形,分力同向和反向時)并引導(dǎo)學(xué)生用“等效替代”的思想去理解這兩種情形,然后再拋出“兩個互成角度的分力與其合力有什么樣的關(guān)系呢?”“合力是否等于兩分力大小之和或之差呢?”也可以讓學(xué)猜測“合力的大小在什么范圍內(nèi)?”。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗用“等效替代”的思想靠測量的方法先去找到兩分力與合力,并將它們表示出來,然后再探究它們之間的關(guān)系。
8.2指導(dǎo)學(xué)生實驗設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題
(1)問題的提出:兩個互成角度的共點力與其合力有什么樣的關(guān)系?
。2)設(shè)計實驗時應(yīng)注意的問題:
、儆檬裁捶椒ㄕ曳至εc合力,實驗中應(yīng)怎樣實現(xiàn)分力與其合力產(chǎn)生的作用效果相同?
、谌绾沃懒Φ拇笮?如何確定力的方向?
、蹖嶒炛行枰涗浤男⿺(shù)據(jù)?怎樣可以更直觀簡潔地同時描述力的大小和方向?
④該實驗中可能出現(xiàn)誤差的原因有哪些?你該如何處理?
8.3進(jìn)行實驗
[學(xué)生活動]
四個學(xué)生為一小組進(jìn)行分組實驗。
[教師活動]
在旁巡查,適時加以指導(dǎo),實驗時要分布引導(dǎo)學(xué)生注意以上4個問題。引導(dǎo)學(xué)生按書中的建議把合力的箭頭和兩分力的箭頭連接起來,再看看這些圖形有什么共同點和不同點。引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的實驗結(jié)果大膽地提出科學(xué)合理的猜想──滿足平行四邊形定則,再讓學(xué)生變化角度實驗,驗證猜測。
8.4對實驗結(jié)果進(jìn)行分析與評估并歸納得出結(jié)論
[學(xué)生活動]
學(xué)生通過實驗探究確定了兩個分力與合力,并且用力的圖示將它們表示出來后,到講臺上展示交流實驗中得到的圖形,并思考?xì)w納、總結(jié)本實驗探究的結(jié)論。學(xué)生探究到的合力與分力之間的關(guān)系可能只是一個近似的平行四邊形,也可能是一些其他圖形。
[教師活動]
總結(jié)說明:多數(shù)組得到了平行四邊形這很好,對于沒有得到平行四邊形的,也要尊重實驗,實事求是。教師要特別說明:即使今天我們所有組都得到了平行四邊形規(guī)律,就一定能說明分力和合力滿足平行四邊形定則嗎?在科學(xué)探究中這樣做可嗎?(學(xué)生能意識到這樣做不妥)
[教師活動]
總結(jié)說明:因為我們只做了有限的幾組實驗,就得出結(jié)論。這當(dāng)然不可!科學(xué)探究往往要通過不同情況下的對大量實驗數(shù)據(jù)的分析論證才能得出具有普遍意義的科學(xué)規(guī)律,有時還需要通過理論證明才能加以推廣。而我們這節(jié)課只做了有限的實驗,其實兩分力和合力的關(guān)系滿足平行四邊形定則,早就被科學(xué)家證實了,大多數(shù)同學(xué)得到這個結(jié)論,而少數(shù)同學(xué)未能得到,那是因為實驗中出現(xiàn)了問題,可能是實驗誤差(讀數(shù)誤差、作圖誤差、系統(tǒng)誤差),甚至是操作上的錯誤。請學(xué)生下課后分析造成的原因。事實證明不僅力的合成滿足平行四邊形定則,所有的矢量合成都滿足。讓學(xué)生返回到前面學(xué)習(xí)位移時的幾個問題,用平行四邊形定則重新看待那些問題。
8.5例題分析
教科書中的例題比較簡單,但學(xué)生在作圖時常常不規(guī)范,教師要強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意
1.合力,分力要共起點,虛線,實線要分清。
2.合力,分力標(biāo)度要相同,作圖要準(zhǔn)確。
3.對角線要找準(zhǔn),不要忘了方向。
8.6共點力
可讓學(xué)生自學(xué)共點力的概念,強(qiáng)調(diào)平行四邊形定則只適用于共點力。
8.7最后可以讓學(xué)生思考
。1)思考分力一定時,隨著夾角的增大合力如何變化?
。2)聯(lián)系生活體驗,兩個同學(xué)提一桶水,兩人手臂間夾角大些省力還是小些省力?
。3)實際生活中物體往往受到多個力,怎樣求多個共點力的合力呢?鼓勵學(xué)生課后繼續(xù)探究。
力的合成教學(xué)設(shè)計2
教學(xué)目的
1、了解合力、分力、力的合成、共點力的定義、
2、把握平行四邊形定則,會用平行四邊形定則求二力的合力、
3、了解力的合成實質(zhì)上是以功效實際效果相同的視角開展力的互相取代、
全過程與方式
1、可以根據(jù)試驗演試梳理出互成視角的2個共點力的合成遵照平行四邊形定則;
2、根據(jù)做圖法塑造學(xué)生解決困難的工作能力
感情、心態(tài)與價值觀念
1、塑造學(xué)生的物理學(xué)思維邏輯和科研的心態(tài)。
2、塑造學(xué)生享受生活、客觀事實實事求是的科學(xué)精神,激起學(xué)生探尋與自主創(chuàng)新的觀念。
課堂教學(xué)關(guān)鍵
1、合力與分力的關(guān)聯(lián)。
2、力的平行四邊形定則的了解和運用。
教學(xué)環(huán)節(jié)
引進(jìn)新課
請一位同學(xué)們提到重為200N的一桶水,請剖析該同學(xué)們釋放的打水的力為多少?隨后請兩同學(xué)們一起提到塑料水桶,剖析提塑料水桶的幾個力?從實際效果上看跟剛剛用一個力提一樣嗎?
根據(jù)實踐活動感受,讓學(xué)生感受一個力的作用實際效果與2個或大量力的作用實際效果同樣。
正確引導(dǎo)學(xué)生思索:日常生活還有哪些例證是表明好多個力與一個力的作用實際效果同樣的?
舉例說明:用兩根輕繩吊住日光燈管、許多 只狗拉著雪撬前行。
根據(jù)例舉日常生活的案例,進(jìn)一步感受一個力能夠與好多個力的作用實際效果同樣。塑造學(xué)生觀查日常生活的工作能力,另外激起學(xué)生對日常生活的喜愛。
啟迪正確引導(dǎo)同學(xué)們找到這種事例的關(guān)聯(lián)性,得出合力和分力的定義。
開展新課
一、共點力的定義:
1、哪些的力是共點力?
2、你認(rèn)為在把握共點力的定義時要留意些什么問題?
3、老師運用計算機(jī)網(wǎng)提供照片:大吊車吊起來物件;人擔(dān)水;舉重;比薩斜塔等。起重機(jī)吊起來物件時勾子受的力為共點力嗎?人擔(dān)水時重?fù)?dān)遭受的力為共點力嗎?舉重運動員抬起的吊物遭受的力為共點力嗎?比薩斜塔受好多個力功效?他們是共點力嗎?
今日大家學(xué)習(xí)培訓(xùn)的是共點力的合成。
二、力的合成
求好多個力的合力的全過程或合力的方式稱為力的合成。
今日大家主要科學(xué)研究2個共點力的合成(己知二個分力求合力)
A、兩分力同方向
合力為兩分力之和,方位與兩分力同方向。正確引導(dǎo)學(xué)生了解。
B.兩分力反方向
合力為兩分力之差,方位與兩分力反方向。正確引導(dǎo)學(xué)生了解。
C.互成視角的兩分力求合力
演試試驗:先告知學(xué)生相關(guān)的器械,及其試驗的目地`,明確提出以下難題:在這個試驗中合力與分力等效電路的標(biāo)示是啥?(橡皮擦條的伸展量相同)隨后老師實際操作,下邊的學(xué)生觀查。在試驗結(jié)果的解決時,正確引導(dǎo)學(xué)生先作出各力的圖示,探討合力與分力中間的關(guān)聯(lián)。
老師和學(xué)生一起開展歸納總結(jié)。最終得到求合力的方式一一平行四邊形定則。
平行四邊形定則的內(nèi)容
注重:兩鄰邊中間的直線便是兩分力的'合力(合力分力共點)
練習(xí)題:力F1=45N,方問水準(zhǔn)往右邊。F2=60 N,方位垂直往上。求這兩個力的合力F的尺寸和方位。
1、作為圖法解:
、偬暨x標(biāo)度,用1 cm意味著15 N。
②用三角板做出2個力的圖示。
、圩龀龊2個力尺寸相同的直線,進(jìn)行平行四邊形。
、苈(lián)接兩力中間的直線,即表明合力。
、萦脴(biāo)尺量出直線的長短。
、薷鶕(jù)占比關(guān)聯(lián)求出合力的尺寸。
、哂昧拷瞧髁砍龊狭εc分力中間的交角,獲得合力的尺寸是5 N,與45 N力的交角是53°。
常見問題:
1.實線、虛線要分辨。
2、合力、分力要共點
3.同一圖,合力與分力用同一標(biāo)度繪制
4.力的圖示箭頭符號不要忘記。
總結(jié)并板書設(shè)計:
一、好多個定義:
1、合力、分力界定:假如一個力的作用實際效果與此外好多個力的相互功效實際效果同樣,那麼這一力與此外好多個力能夠互相取代,這一力稱之為此外好多個力的合力,-此外好多個力叫這一力的分力。
2、共點力 假如一個物件遭受2個或更好幾個力的作用,一些狀況下這種力相互功效在同一個點上,或是盡管并不是功效于同一個點上,可是她們的延伸線交于一點,那樣的一組力稱為共點力、
3.力的合成、力的分力界定:己知分力求合力叫力的合成;己知合力求分力叫力的分解。
二、求兩分力的合力
A、兩分力同方向:合力為兩分力之和,方位與兩分力同方向。
B.兩分力反方向:合力為兩分力之差,方位與兩分力反方向。
C:互成視角的兩分力求合力:(遵照平行四邊形定則)
平行四邊形定則內(nèi)容:以表明2個分力的直線為鄰邊作一個平行四邊形,則這一平行四邊形中表明兩分力的直線所夾的直線表明合力的尺寸和方位。
教后感:
這一章教材內(nèi)容根據(jù)剖析日常生活和生產(chǎn)制造中的很多具體難題,讓學(xué)生基本了解并把握力的矢量素材性和處理矢量素材難題的平行四邊形定則。力的計算的平行四邊形定則是新手難以超越的一個階梯,課堂教學(xué)中應(yīng)留意正確引導(dǎo)學(xué)生堅持實事求是來分析問題,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中覺得當(dāng)然、盡情、順理成章、不生硬。另外在課堂教學(xué)中應(yīng)充分運用學(xué)生的學(xué)習(xí)培訓(xùn)主動性和自覺性,激起學(xué)生的自學(xué)能力。
力的合成教學(xué)設(shè)計3
指導(dǎo)思想與理論依據(jù)
本節(jié)教學(xué)根據(jù)課程的三維目標(biāo)要求,突出培養(yǎng)學(xué)生實驗探究能力,把本節(jié)課設(shè)計為實驗探究式教學(xué)方式。在完成認(rèn)知的過程中,通過提水桶實例感悟身邊的物理學(xué),通過實驗探究發(fā)展學(xué)生的好奇心與求知欲,培養(yǎng)科學(xué)探索興趣,培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。
教學(xué)背景
(一)本節(jié)教材分析
在學(xué)生了解力的概念和常見力的基礎(chǔ)上,研究多個力的合力問題,它是前幾節(jié)內(nèi)容的深化,依據(jù)等效思想給出合力與分力概念,并通過實驗探究推理歸納出矢量運算普遍遵守的法則——平行四邊形定則,使學(xué)生對矢量和標(biāo)量認(rèn)識得以完善。矢量運算始終貫穿在高中物理知識內(nèi)容的全過程中,具有基礎(chǔ)性和預(yù)備性為以后學(xué)習(xí)速度、加速度、位移、動量等矢量運算奠定了基礎(chǔ)因此,本節(jié)內(nèi)容具有承上啟下的作用
。ǘ⿲W(xué)情分析
本節(jié)教學(xué)設(shè)計面對普通班高中學(xué)生,此層次學(xué)生認(rèn)識興趣極低,基本上沒有學(xué)習(xí)動機(jī)。他們在初中物理中,學(xué)習(xí)了同一直線上力的合成,“代數(shù)和”的運算在學(xué)生頭腦中已成定勢,通過實驗探究感知力的合成定則,力爭突破原有思維定勢。
。ㄈ┙虒W(xué)方法實驗探索法、歸納分析法
。ㄋ模┙虒W(xué)資源
多媒體課件、電腦及投影儀、方木板1塊、彈簧秤2個、橡皮筋1條,20 cm細(xì)線1條(兩端打好套)、白紙1張、圖釘幾個、三角板一對、刻度尺(學(xué)生探究實驗用),杠鈴片,繩子(演示實驗用)
教學(xué)流程:
1、復(fù)習(xí)初中同一直線上兩個力的合成。
2、生活中并不都是同一直線上兩個力合成,提水桶的實例引入新課,由提水桶實例感悟分力合力,提出探究問題
3、學(xué)生猜想并設(shè)計探究實驗4、實驗探究力的合成方法
5、得出四邊形定則,圖示法的應(yīng)用6、探究合力大小與分力關(guān)系
7、共點力概念及說明能形成共點力的條件8、學(xué)習(xí)效果反饋(課后作業(yè)完成情況)
教學(xué)目標(biāo):
一、知識與技能
1、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)出共點力合成定則。會用作圖法求共點力的合力,歸納合力的大小與分力大小關(guān)系
3、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、推理想象能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力
二、過程與方法
1、通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力,領(lǐng)會等效替代思想通過實驗探究歸納共點合成定則。
2、通過運用平行四邊形定則作圖歸納合力的大小與分力大小關(guān)系。
三、情感態(tài)度與價值觀
1、通過處理實驗數(shù)據(jù),培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。
2、通過靈活地運用科學(xué)方法來研究問題、解決問題、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
3、通過經(jīng)歷實驗探索過程,體驗物理學(xué)研究問題的思想方法,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)重點
通過實驗探索“力的合成”所遵循的定則
教學(xué)難點
1、實驗數(shù)據(jù)推理獲得“平行四邊形定則”
2、合力大小與分力關(guān)系課時安排1課時教學(xué)過程
一、引入新課
學(xué)生觀看生活現(xiàn)象:請兩位同學(xué)親歷體驗提水桶。
1、請兩位同學(xué)分別單手提水桶。說出你的感受。
2、請兩位同學(xué)共同單手提水桶。說出你的感受。
3、請思考:比較一下兩個人拉開些點距離提水桶省力還是靠近些距離提水桶省力?
上述物理情景中蘊(yùn)含怎樣的知識,你能用科學(xué)的語言概括它嗎?
本節(jié)課我們從此現(xiàn)象出發(fā)來學(xué)習(xí)有關(guān)力的合成知識(從生活走進(jìn)物理,激發(fā)興趣)
二、新課教學(xué)
復(fù)習(xí):初中所學(xué)同一直線上二力合成的方法,完成課本P62思考與討論
生活中并不都是兩個力合成時是在同一直線上,展示例子。
。ㄒ唬⒑狭εc分力
學(xué)生繼續(xù)觀看生活中提水桶的實例,讓兩男生,兩女生,一個男生分別拉繩提杠鈴片,
體會并感受,從物理學(xué)的角度談自己的感悟,通過教師的啟發(fā)完成以下知識的學(xué)習(xí)(培養(yǎng)觀察、想象、語言表達(dá)能力)
1、前面兩種提水桶的情景和后面三種拉繩子提杠鈴片的情景中力的作用效果怎樣?
。ù穑鹤饔眯Ч嗤
2、誰是誰的合力,誰是誰的分力?
(答:F是F1、F2的合力, F1、F2是F的分力)
3、從力的作用效果看合力與分力關(guān)系?
。ù穑旱刃娲
4、F是F1、F2的合力,那F與F1、F2大小關(guān)系怎樣?(引入下個問題)
。ǘ┝Φ暮铣桑
1、學(xué)生回答下列問題(檢查預(yù)習(xí)情況)
。1)、什么叫力的合成?
。ù穑呵髱讉力的合力的過程,叫力的合成)
。2)、什么是共點力?
(答:如果幾個力都作用在物體上的同一點,或者它們的作用線相交于同一點,這幾個力叫做共點力)
。3)、猜想F與F1、F2的關(guān)系(學(xué)生可能在上一環(huán)境感悟中說出),設(shè)計怎樣的實驗驗證你的猜想?
2、本節(jié)實驗方案:用一條橡皮條代替水桶,用兩支彈簧秤互成角度地把它拉長X,讀數(shù)F1、F2為兩個已知分力的大小,并記錄兩個分力方向,再用一支彈簧秤把橡皮條拉長到同一點,讀數(shù)為合力F大小(兩次力的作用效果相同),記錄方向。畫出各個力的圖示,就能研究出力F與力F
1、F2的關(guān)系
。▽W(xué)生也可能提出其他方案)
3、一個同學(xué)到前面和老師一起演示,其他同學(xué)觀看實驗操作步驟。(也可以通過看視頻學(xué)習(xí)如何進(jìn)行實驗操作)
4、投影實驗操作步驟及注意事項
實驗操作步驟:
。1)用圖釘把白紙釘在方木板上
。2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套
(3)用兩只彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套,互成角度地拉橡皮條,將結(jié)點拉到某一位置O,用鉛筆記下O點的位置及此時兩條細(xì)繩套的方向,記錄兩彈簧秤的示數(shù)
。4)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出F1、F2的圖示。
。5)用一只彈簧秤鉤住細(xì)繩套,把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O,記下彈簧秤的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向,按選定的標(biāo)度沿記錄的方向作拉力F的圖示為了減少誤差,實驗時要注意:
(1)正確選取彈簧秤先將彈簧秤調(diào)零,再將兩只彈簧秤鉤好后對拉,若兩秤在拉的過程中,讀數(shù)相同,則可選;若不同,應(yīng)另選,直至相同為止
(2)拉動時,彈簧秤應(yīng)保持與木板平行,在不超過彈性限度的條件下,應(yīng)使拉力盡量大一些
(3)實驗中兩分力F1、F2的夾角不要取的太大
(4)在同一次實驗中,橡皮條拉長的結(jié)點O位置一定要相同
(5)讀數(shù)時要正視,按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄
(6)作圖時,應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度,盡量把圖畫大些,但也不能畫出紙外。
5、實驗數(shù)據(jù)分析猜想:(想象、推理能力培養(yǎng))
。1)合力F是否能用F1、F2的代數(shù)和表示?(觀察并計算)
。2)用虛線連接F1、F2及力F的末端點并觀察圖示,有什么發(fā)現(xiàn)?(方法提示)
。3)利用三角板以力F1、F2為鄰邊做平行四邊形,畫出其對角線F′,看力F、F′是否重合?
。4)若沒有實驗誤差F′和F應(yīng)該怎樣即實驗結(jié)論:(邏輯推理、想象)
6、學(xué)生實驗探究,教師答疑。
7、學(xué)生交流,展示探究結(jié)論:
力的平行四邊形定則:求兩個共點力的合力時,可分別用表示這兩個力的有向線段F1和F2為鄰邊做平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就是合力F的大小和方向,這就是平行四邊形定則
力的合成平行四邊形定則適用于共點力的合成。
。ㄈ┻\用平行四邊形定則求合力。理論知識具體應(yīng)用、并發(fā)現(xiàn)規(guī)律
【例】已知共點力F1=4 N,F(xiàn)2=3 N,用作圖法求出θ=30°,90°,120°時合力F的大小歸納當(dāng)兩個分力夾角變大時,合力大小的變化情況
學(xué)生畫圖并展示學(xué)生作品,交流成果。
【教師】通過課件演示當(dāng)分力F1、F2一定時,夾角θ在0~180°之間發(fā)生變化時,合力F
的大小變化情況
。ńo學(xué)生感性認(rèn)識,強(qiáng)化以下規(guī)律)歸納:合力的大小與分力大小關(guān)系
夾角θ越大,合力就越小合力最小值為F1-F2同一直線方向相反合力最大值為
F1+F2同一直線方向相同合力F的取值范圍|F1-F2|≤F≤F1+F2合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力
。ㄈ┬〗Y(jié)(首先由學(xué)生總結(jié)本節(jié)學(xué)到哪些知識)
通過生活現(xiàn)象感悟合力與分力,知道等效代替是物理中研究問題的'一種方法求互成角度的二力的合力的方法——力的平行四邊形定則
知道合力的大小與分力大小關(guān)系|F1-F2|≤F≤F1+F2
。ㄋ模┱n堂學(xué)習(xí)效果反饋
完成導(dǎo)學(xué)案[達(dá)標(biāo)演練,小組討論]
板書設(shè)計
課題
力的合成
一、合力與分力的效果
等效替代
二、互成角度的兩個力合成的方法
平行四邊形定則
三、合力與分力大小關(guān)系|F1-F2|≤F≤F1+F2附:
課前預(yù)習(xí):
1、通過怎樣的實例來說明合力與分力,互為等效替代關(guān)系。
2、什么叫力的合成?什么叫共點力?
1、你想設(shè)計怎樣的實驗歸納出力的合成方法?
2、在實驗中用什么方法找出分力F
1、F2及合力F?怎樣使分力F
1、F2的作用效果與合力F的作用效果相同?
3、在實驗過程中需要記錄哪些實驗數(shù)據(jù),怎樣描述力的大小和方向?
4、你是怎樣通過猜想及推理歸納出力的合成法則?
教學(xué)設(shè)計說明:
我所任教的學(xué)生是本校民語部高一年級學(xué)生當(dāng)中學(xué)習(xí)成績屬于中等的的學(xué)生。學(xué)生的特點是基礎(chǔ)差,底子薄,多數(shù)學(xué)生對學(xué)習(xí)物理感到壓力,沒有學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)學(xué)生現(xiàn)狀,在教學(xué)過程中努力落實新課程的三維目標(biāo),盡力培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
通過以下一些途徑力爭完成教學(xué)目標(biāo)。
課前安排預(yù)習(xí),在學(xué)習(xí)本節(jié)之前的一節(jié)課,把本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,通過學(xué)案的形式,給學(xué)生預(yù)習(xí),思考,留作業(yè);督促學(xué)生在課前先自學(xué),初步了解本節(jié)內(nèi)容。如何根據(jù)等效替代的思想設(shè)計實驗,實驗需要的器材,實驗步驟等先有所了解。
在教學(xué)過程中,通過生活實例引入新課,體現(xiàn)物理學(xué)來源生活,回歸于生活;而且是學(xué)生身邊發(fā)生的事,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們想學(xué)。
突出物理學(xué)的實驗特色。學(xué)生對實驗比較感興趣,但他們不懂得怎樣通過實驗探究問題,所以在教學(xué)中先給學(xué)生演示一遍實驗操作過程,告訴他們實驗中要注意的事項。告訴他們對獲得的實驗數(shù)據(jù)如何推理,猜想,如果沒有實驗誤差的話,應(yīng)該怎樣?培養(yǎng)和提高學(xué)生的實驗探究能力,使之了解科學(xué)家研究問題的思想方法,力爭通過此過程提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
每一步知識學(xué)習(xí)都按著循序漸進(jìn),逐步完善過程,所以把已知三個分力求合力問題當(dāng)作思考題留給學(xué)生,本節(jié)重點培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力。
力的合成教學(xué)設(shè)計4
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)生將明確兩個力同時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)系的過程中被深度應(yīng)用; 平行四邊形定則是矢量運算普遍遵循的法則,而矢量運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)生而言是一個新方法。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(jìn)一步認(rèn)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(yán)謹(jǐn)細(xì)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(jìn)學(xué)生全面素質(zhì)的和諧發(fā)展。
二、學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析
在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力、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,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。然而,腦中根深蒂固的標(biāo)量運算對學(xué)生學(xué)習(xí)力的合成而言,是一種負(fù)遷移,對力進(jìn)行合成時,照搬標(biāo)量運算的方法來應(yīng)付,而矢量運算使用的平行四邊形定則,對于學(xué)生初次學(xué)習(xí)而言比較抽象,且涉及幾何和三角等數(shù)學(xué)知識,感覺有難度。學(xué)生在初中所學(xué)的二力平衡為標(biāo)量代數(shù)運算,要想直接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(rèn)知水平上是一次質(zhì)的跨越,很難要求學(xué)生一次轉(zhuǎn)化完成,這些都給本節(jié)課的教學(xué)帶來了困難。
三、設(shè)計思想
依據(jù)本校實際教學(xué)條件和新課程理念,在教學(xué)中實施中注重學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí),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)。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(zhǔn)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(jìn)行教學(xué)。主要教學(xué)環(huán)節(jié)如下表:
環(huán)節(jié)
內(nèi)容
作用
一
情景創(chuàng)設(shè)
建立共點力、合力與分力、力的合成的概念,體驗等效替代的思想
二
設(shè)問:互成角度的兩個分立如何求合力?
提出探究活動的問題
三
學(xué)生探究活動
通過傳統(tǒng)實驗和DISlab數(shù)字實驗共同完成
通過探究,得出平行四邊形法則
四
實例分析,強(qiáng)化概念
初步應(yīng)用平行四邊形,加深理解
四、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
1、 SHAPE * MERGEFORMAT 理解合力、分力、力的合成。
2、理解合力與分力的關(guān)系是作用效果上的等效替代。
3、掌握平行四邊形定則的含義和使用方法,會用它求兩個分力的合力。
過程與方法
SHAPE * MERGEFORMAT 1、通過合力與分力概念的`建立過程,體會物理學(xué)中常用的研究方法──等效替代法。
2、通過探究求互成角度的兩個力合力方法的過程,體會邏輯和實驗相結(jié)合的科學(xué)方法。
情感態(tài)度與價值觀
1、感受科學(xué)研究的樂趣和社會價值。
2、體會科學(xué)研究中合作、交流的重要性和必要性。
教學(xué)重點:
1、合力與分力的概念及其等效替代關(guān)系。
2、平行四邊形定則及其簡單應(yīng)用。
教學(xué)難點:
平行四邊形定則的探究過程及其結(jié)論。
五、教學(xué)用具
1、實驗器材: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、 計算機(jī)、實物展示臺等多媒體輔助教學(xué)設(shè)備;DIS-lab設(shè)備;CAI課件
六、教學(xué)流程圖(略)
七、教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
設(shè)計意圖
引 入 新 課
由曹沖稱象的故事引入
為學(xué)生更好地理解等效替代的思想
通過親身體驗感受合力和分立
學(xué)生活動:兩個女同學(xué)共同提起水桶和一男同學(xué)單獨提起水桶。
學(xué)生通過觀察,學(xué)會對信息的分析﹑加工
學(xué) 習(xí)
相 關(guān)
概 念
結(jié)合以上實例,提出下面問題
問題1:兩位女同學(xué)兩個力的共同作用與男同學(xué)一個力的單獨作用,產(chǎn)生的效果相同嗎? SHAPE * MERGEFORMAT
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師加以分析總結(jié):兩個女生的作用效果與一個男生的作用效果相同,因此,力是可以等效的。許多這樣的實例就表現(xiàn)在我們身邊,稍微留心便會發(fā)現(xiàn)。
學(xué)生學(xué)會對信息歸納總結(jié)。
在上面列舉的實例的基礎(chǔ)上,教師給分力與合力﹑力的合成下定義并板書。
1、 分力和合力:如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同作用效果相同,這個力就叫做另外幾個力的合力,而那另外幾個力叫做這個力的分力。
2、合力和分力是一種等效替代的關(guān)系。求幾個力的合力的過程或方法叫做力的合成
SHAPE * MERGEFORMAT 進(jìn)一步理解“等效替代”思想,為本節(jié)實驗設(shè)計的原理打下基礎(chǔ)。
提出問 SHAPE * MERGEFORMAT 題、猜想與假設(shè)
引導(dǎo)學(xué)生提出問題:既然合力與分力可以相互替代,那么它們之間存在什么關(guān)系呢?數(shù)學(xué)知識1+1 2是否可用于已知兩個分力求其合力呢?
請學(xué)生思考并提出自己的猜想。
老師的猜想:合力等于各分力之和?
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?你有什么方法推翻我的想法?你的猜想是什么?怎么 SHAPE * MERGEFORMAT 去驗證你的猜想?
敢于猜想和假設(shè),
增強(qiáng)探索意識。
實
驗
探
究
讓學(xué)生思考應(yīng)如何設(shè)計該探究實驗。
先投影實驗器材:方木板﹑白紙﹑彈簧秤(兩個)﹑橡皮筋﹑細(xì)繩 SHAPE * MERGEFORMAT 套(兩個)﹑鉛筆﹑三角板﹑刻度尺﹑圖釘(5個)。[ 明確探究問題:
1、 如何求同一直線上的兩個分力的合力
2、 如何求相互垂直的兩個分力的合力
3、 如何求互成任意角的兩個共點力的合力
學(xué)習(xí)簡單的實驗設(shè)計。
[ 發(fā)揮教師指導(dǎo)作用。
共同協(xié)作,相互交流
增強(qiáng)動手操作能力。
。ㄒ唬├脗鹘y(tǒng)實驗裝置探究力的合成
實驗小組同學(xué)相互討論﹑交流實驗設(shè)計的思路。
教師通過提問和利用儀器在黑板上演示分析,對實驗過程如何體現(xiàn)等效﹑如何記錄合力與分力的作用點﹑大小﹑方向的關(guān)鍵步驟進(jìn)行指導(dǎo)。
第一步:請同學(xué)們利用等效原理,設(shè)計兩個分力與合力。先將合力﹑分力的三要素記錄下來。
第二步:根據(jù)記錄的信息,請確定分力與合力的作用線。第三步:請選定合適標(biāo)度,根據(jù)實 SHAPE * MERGEFORMAT 驗記錄的數(shù)據(jù)作出分力與合力的圖示。
學(xué)生做實驗時,教師在旁巡查,適時加以指導(dǎo)。同時利用多媒體投影圖,對實驗中應(yīng)該記錄的數(shù)據(jù)和如何處理這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分步引導(dǎo)。
學(xué)生通過實驗探究確定了兩個分力與合力,并且用力的圖示將它們表示出來后,教師在引導(dǎo)學(xué)生如何利用實驗得出的數(shù)據(jù)檢驗提出的猜想。
1、 通過提問,教師靈活地幫助同學(xué)分析數(shù)據(jù),先對不是本實驗結(jié)論的各種猜想進(jìn)行檢驗﹑排除。
2、 對符合本實驗結(jié)論的猜想的檢驗,教師先建議學(xué)生用虛線 SHAPE * MERGEFORMAT 將合力﹑分力的箭頭段連接,然后提問學(xué)生從連線中得到什么啟示。(學(xué)生回答)
3、 請學(xué)生思考如何歸納﹑總結(jié)本實驗探究的結(jié)論。(學(xué)生自由發(fā)言,教師點評)
4、 最后,教師在黑板上規(guī)范作圖。
對實驗進(jìn)行總結(jié):如果實驗做得十分精確,合力和分力間構(gòu)成一個幾何圖形——平行四邊形。
理
解
和
拓
展
板書:
實驗結(jié)論:如果用表示兩個共點力的線段為鄰邊做一個平行四邊形,則這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向,這個法則叫做平行四邊形法則。
。ǘ├肈ISlab力的合成分解實驗器 SHAPE * MERGEFORMAT 驗證互成任意角 SHAPE * MERGEFORMAT 度的共點力的合力
提高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)的和概括。
評
估
和
交
流
實驗中,學(xué)生探究到的合力和分力之間的關(guān)系可能只是一個近似的平行四邊形,甚 SHAPE * MERGEFORMAT 至是一些其他圖形。請學(xué)生分析造成的原因,將自己的想法與其他同學(xué)交流。
請學(xué)生展示自己的作品,同時解釋 SHAPE * MERGEFORMAT 實驗中可能出現(xiàn)的實驗誤差,甚至操作上的錯誤。教師加以分析總結(jié),其主要原因是存在:讀書誤差﹑作圖誤差﹑系統(tǒng)誤差。
增強(qiáng)分析和處理問題的能力,提高實驗技能
鞏
固[來源:Z#xx#k、Com]
應(yīng)
用
通過DISlab力的合成分解實驗器,得出“合力的大小與分力的大小間無固定的關(guān)系”
討論:
1、“人多力量大”這句話對不對?是否全面
2、兩個一起提水桶為什么會不會比一個人更費力
2、引體向上運動時,雙手怎樣拉單杠才不感到費力
提高知識應(yīng)用能力和自學(xué)能力
課堂總結(jié)
對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)
知識回顧
課后作業(yè)
1、 寫一份關(guān)于本節(jié)課的探究的實驗報告。
2、 課后學(xué)案
鞏固知識,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
八、教學(xué)設(shè)計思想自我剖析
一、落實教學(xué)理念,以學(xué)生的發(fā)展為本
本節(jié)課基于“以學(xué)定教”的教學(xué)理念,采用了“情景——問題——探究——應(yīng)用”的模式去組織教學(xué),讓學(xué)生在情景中體驗、感悟中建立分力和合力的概念,通過參與探究來尋找合力和分力的關(guān)系,為學(xué)生的認(rèn)知學(xué)習(xí)提供了有利條件。
二、創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生興趣
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,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炋骄苛炕芯窟^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驗的操作,因此對協(xié)作這種學(xué)習(xí)方式的體會也是本節(jié)課的目的之一。
三、傳統(tǒng)實驗與數(shù)字化實驗取長補(bǔ)短,相得益彰
傳統(tǒng)實驗通過橡皮筋的形變情況反映力的作用效果,其便于探究各種特殊的力的合成規(guī)律,同時也便于小組成員之間的分工合作,但是由于彈簧測力計的讀數(shù)非整數(shù),為作力的圖示帶來了麻煩。但是傳統(tǒng)實驗在培養(yǎng)學(xué)生實驗的規(guī)范性和實驗技能方面,具有重要作用。而數(shù)字化實驗的最大特點是借助計算機(jī)和傳感器技術(shù)手段,能實時、定量表示出分力大小的變化,同步計算出合力大小不變的特征,但是它并不能直觀給出合力和分力滿足的平行四邊形定則的矢量關(guān)系,所以比較適合用于定量檢驗。
在組織教學(xué)過程中,要利用各類實驗的特點,共同突破學(xué)習(xí)中的思維難點,以謀求實驗效果的最大化。
力的合成教學(xué)設(shè)計5
一、教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)課是人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理必修1》第3章第4節(jié)內(nèi)容的第一課時!傲Φ暮铣伞笔窃趯W(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)力學(xué)知識的基礎(chǔ)上探究多個力的合成問題,是前面幾節(jié)內(nèi)容的深化,又是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)和工具。而它所涉及的等效替代思想,和矢量運算法則也貫穿于后續(xù)學(xué)習(xí)之中。因此這節(jié)內(nèi)容在整個高中的物理學(xué)習(xí)中,具有十分重要的地位。
二、學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析
高一學(xué)生剛接觸矢量,對矢量的運算沒有任何感性認(rèn)識,沒有任何生活經(jīng)驗可以借鑒,以前有的只是對如質(zhì)量、時間等標(biāo)量的代數(shù)運算。所以對他們來說,研究力的合成定則是一個難題,教學(xué)過程中注重老師的“引導(dǎo)”、學(xué)生的“探究”,體現(xiàn)老師是主導(dǎo)、學(xué)生是主體的原則,淡化“教”,加強(qiáng)小組間的學(xué)習(xí)、交流、討論,讓學(xué)生積極參與課堂活動,猜想、設(shè)計方案、探求規(guī)律,使學(xué)生始終處于積極探求知識的過程中。另一方面充分利用多媒體等現(xiàn)代化的教學(xué)手段,提高整個課堂教學(xué)的效果,達(dá)到難忘課堂的目的。
三、設(shè)計思想
1.教法
、僬T導(dǎo)思維法;②實驗教學(xué)法;③分組討論法等
2.學(xué)法
、賹Ρ扔^察法;②實驗歸納法;③科學(xué)推理法等
四、教學(xué)目標(biāo)
。1)掌握合力與分力的概念以及合力、分力的等效性原理和共點力概念
。2)能夠通過自主實驗探究歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則。
。3)培養(yǎng)學(xué)生提出問題,猜想假設(shè),設(shè)計方案、自主探究和交流總結(jié)的一般科學(xué)探究的能力。
。4)體會科學(xué)規(guī)律探究的艱辛與喜悅以及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)和踏實作風(fēng)
五、教學(xué)重點和難點
1.滲透“等效替代”的物理思想
2.學(xué)生自主實驗探究、總結(jié)“平行四邊形定則”
六、教學(xué)過程設(shè)計
1.創(chuàng)設(shè)情境,問題驅(qū)動
課堂教學(xué)應(yīng)能激發(fā)起學(xué)生的智慧活動,引發(fā)學(xué)生專注于知識的探求與問題的求索。教師在課堂中,應(yīng)致力于根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識特點和智慧特征,創(chuàng)設(shè)問題情景,將靜態(tài)的知識轉(zhuǎn)化為一系列動態(tài)的問題探究,讓學(xué)生在對問題的探究中得到發(fā)展。
教學(xué)事件1:引入
師:大家都聽說過三個和尚沒水喝的故事,說的是三個和尚都不肯出力,所以沒水喝。這幅漫畫中三個和尚都出力了,是不是就一定有水喝?請三個同學(xué)上來試一下。
師:大家可以看到,雖然三個男生拼盡全力,水桶卻寸步難行。為什么會這樣,這就涉及到我們今天所要探討的內(nèi)容。
設(shè)計說明:通過大家熟悉的“故”事“新”說,利用漫畫和小游戲造成學(xué)生認(rèn)知上的沖突,成功設(shè)疑,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教學(xué)事件2:合力與分力的概念
展示生活中的兩個力提一個水桶和一個力提水桶的圖片,請學(xué)生用自己的語言進(jìn)行描述。
通過師生對話的方式得到:一個力的作用效果與幾個力共同作用效果相同,引入物理學(xué)重要思想方法——“等效替代”,從而引出合力與分力的概念。已知分力求合力的過程叫力的合成。
設(shè)計說明:通過生動的圖片和實例展示,讓學(xué)生得以從生活經(jīng)驗和已有知識自然過渡,從而引出合力,分力、力的合成的相關(guān)概念,使得教學(xué)過程自然、有趣,有利于學(xué)生對新知識的理解和引用。
2.自主探究,加強(qiáng)實驗
物理學(xué)是一門以實驗為依據(jù)進(jìn)行科學(xué)探究的基礎(chǔ)科學(xué),以實驗為主要探究手段的探究式教學(xué)包括六個基本要素:提出問題→猜想與假設(shè)→制定實驗計劃→實驗操作→得出結(jié)論并論證→交流與評價。
教學(xué)事件3:探究不同情況下合力的大小分力的大小關(guān)系
師:在這里,合力的大小與兩個分力的大小之間是什么關(guān)系?同學(xué)們猜猜看?
生:F=F1+F2? 師:他的猜想是否正確,現(xiàn)在就請同學(xué)們利用桌面上的倆把彈簧秤和一個重錘來驗證一下,注意記錄必要的實驗數(shù)據(jù)。
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學(xué)生匯報實驗結(jié)果,驗證猜想正確。
師:剛才我們豎著拉,現(xiàn)在我們斜著拉,在這種情況下,F(xiàn)=F1+F2嗎?同學(xué)們做做看,注意記錄必要的實驗數(shù)據(jù)。
學(xué)生匯報實驗數(shù)據(jù),得到F1+F2>F 師引導(dǎo)學(xué)生得出:合力的大小不僅僅與分力的大小有關(guān),還與分力的方向有關(guān)。
設(shè)計說明:充分利用“教學(xué)事件2”生活中的實例展開實驗探究。雖然只是兩個小小的探究實驗,卻囊括了探究式教學(xué)的六個基本要素,讓學(xué)生親身體驗科學(xué)研究的方法和過程,在潛移默化中發(fā)展科學(xué)探究能力,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)。同時利用親歷事實打破學(xué)生固有的合力的大小一定是分力大小代數(shù)和的思維定勢,讓學(xué)生自發(fā)自覺的意識到合力的大小和方向不僅與分力的大小有關(guān),還與分力的方向有關(guān),激發(fā)起他們探究的欲望,讓下面的探究實驗成為順理成章的事。
教學(xué)事件4:探究平行四邊形定則
教師提供學(xué)生:橡皮筋、測力計、直尺、白紙等器材,學(xué)生進(jìn)行分組實驗,自行探究不在同一直線上的兩個共點力的合力和分力之間有什么關(guān)系。
環(huán)節(jié)1:各小組設(shè)計實驗方案 設(shè)計說明:在這個環(huán)節(jié)中一開始故意不給出引領(lǐng)問題,目的是培養(yǎng)學(xué)生自主探究的意識,而后再給出問題,讓學(xué)生反思自己的.實樣設(shè)計思路和方案,學(xué)生的體會可能更為深刻。
環(huán)節(jié)2:結(jié)合ppt上的問題,匯報實驗方案
要求學(xué)生結(jié)合問題,重新審視方案,整理思路,匯報方案。學(xué)生面對方案的可操作性的互助討論和質(zhì)疑,教師進(jìn)行點評,師生互動,生生互動,共同完善方案。在探究過程中,對于部分學(xué)生新出現(xiàn)的問題,教師及時通過多媒體展示給學(xué)生共同分析討論,讓學(xué)生通過深入 討論、評價,切實提高在探究過程中解決問題的能力。討論的核心問題有:
。1)如何保證合力分力等效
。2)如何記錄分力的方向和大小
。3)如何記錄合力的方向和大小
環(huán)節(jié)3:教師展示學(xué)生的實驗成果(3個力的圖示)師提問:同學(xué)們基本上都已經(jīng)畫出了3個力的圖示。現(xiàn)在分力與合力之間的關(guān)系就轉(zhuǎn)化為這幾條有向線段之間的關(guān)系。這幾條線段之間有什么幾何特征?畫畫看,連連看。
環(huán)節(jié)4:驗證猜想
由學(xué)生做出以分力為鄰邊的平行四邊形的對角線,看與合力是否符合。由學(xué)生匯報,并對不同的驗證方式進(jìn)行點評。
環(huán)節(jié)5:學(xué)生自主總結(jié)歸納平行四邊形定則,教師用尺規(guī)范作圖。補(bǔ)充、升華:
(1)平行四邊形定則適用于共點力的合成(趁機(jī)介紹共點力)
。2)平行四邊形定則不僅適用于力的合成,它適用于一切矢量的運算
設(shè)計說明:讓學(xué)生通過操作強(qiáng)化合力與分力的概念,并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)、提出新的問題,進(jìn)行猜想和假設(shè),設(shè)計實驗,讓學(xué)生體會科學(xué)探究過程。學(xué)生對于怎樣記錄力會有不同的觀點,這是很正常的,這里的處理方法是讓學(xué)生帶著這些疑問去實際操作,比較評價,在實踐中找到最科學(xué)的方法。實驗的過程中,倡導(dǎo)他們勇于發(fā)表自己的看法,大膽猜想,實驗驗證,從而鍛煉學(xué)生的能力。
3.互動合作,重視建模
模型作為物理學(xué)的研究對象,它不僅具有高度的抽象性,還具有廣泛的代表性。學(xué)生所學(xué)的每一條物理原理、定理、定律都與一定的物理模型相聯(lián)系;解決物理問題的過程就是選用物理模型、使用模型方法的過程?梢娔芡高^現(xiàn)象識別和發(fā)現(xiàn)模型、建立正確或合理的模型,是解決物理問題的關(guān)鍵所在。
教學(xué)事件5:反饋應(yīng)用
1.已知兩個力大小分別為3N和4N,用圖示法求這兩個力夾角為60°、90°、120°、150°時,合力的大小。
投影展示學(xué)生結(jié)果
師提問:⑴觀察數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
、颇芊竦贸龊狭Φ娜≈捣秶?
、呛狭σ欢ū确至Υ竺?
設(shè)計說明:通過三組力的合成問題的作圖和分析 ,再次強(qiáng)化力的合成所遵循的平行四邊形法則,并從中找出合力和分力的關(guān)系,得到合力的取值范圍.。
2.要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解釋“三個和尚沒水喝”的原因,并啟發(fā)得到求三個力的方法
師:回到上課開頭的小游戲,如果三個男生施加的力的大小是相同的,相鄰的兩個力之間的夾角為120°,你能否應(yīng)用今天所學(xué)的知識,解釋一下水桶寸步難行的原因?
生充分討論,建模,得出結(jié)論。
設(shè)計說明:首尾呼應(yīng),既達(dá)到運用知識解決生活問題的目的,加深了學(xué)生對新知識的理解,更重要的是鍛煉了學(xué)生在研究實際問題時,要排除次要因素的干擾、抽象出反映事物本質(zhì)的特征、對問題進(jìn)行簡化和理想化處理,從而建立合理的物理模型的能力。
七、教學(xué)反思
這是一堂規(guī)律教學(xué)課,物理規(guī)律的教學(xué)過程,一般來說應(yīng)當(dāng)經(jīng)歷一個在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生在與物理世界的相互作用中發(fā)現(xiàn)問題、探索規(guī)律、討論規(guī)律和運用規(guī)律的過程。本節(jié)課也正是遵循了這樣的教學(xué)過程。
1.創(chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問題、探索規(guī)律的物理環(huán)境
本堂課教師在教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)不斷地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境,設(shè)置懸念,適時點撥。課堂上讓學(xué)生通過實驗去描述物理現(xiàn)象并歸納出物理規(guī)律。例如在引入新課時的“三個小和尚沒水喝”的小游戲,以及提前拍好兩人互成角度拎水桶和一人單獨拎水桶的圖片讓學(xué)生感受合力與分力的關(guān)系,生動形象。由此提出問題,激發(fā)他們探求新知識的興趣。2.引領(lǐng)學(xué)生在物理環(huán)境中按照物理學(xué)的研究方法來探索物理規(guī)律
這節(jié)課在教學(xué)總體設(shè)計上以學(xué)生為探索者,教師做引路人。按照“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,實驗作手段,問題為線索”的構(gòu)想,采用引導(dǎo)探索式教法來進(jìn)行教學(xué)。
在內(nèi)容的安排上,分成了兩大塊:一是關(guān)于合力、分力、力的合成概念,二是探究合力與分力之間的關(guān)系。在第二部分內(nèi)容的教學(xué)中,分成三個層次來展開教學(xué):首先是讓所有學(xué)生用鉤碼和彈簧測力計模擬拎水桶的情境,讓學(xué)生初步體會合力與分力之間不是代數(shù)相加的關(guān)系,然后讓學(xué)生用一端固定在木板上的橡皮條和彈簧測力計等器材設(shè)計方案,精確探究合力與分力的關(guān)系,最后在得出結(jié)論的基礎(chǔ)上深入探究分力僅方向變化時合力如何變化的問題加深學(xué)生對合成法則的理解。這樣處理使整個課堂教學(xué)的線路和層次非常清晰,各個教學(xué)環(huán)節(jié)之間銜接比較緊。
在實驗方案的設(shè)計上,首先由學(xué)生發(fā)言提出方案,然后老師點評,師生互動,共同完善方案,同時教師向?qū)W生點明操作中的一些注意點。在探究過程中,對于部分學(xué)生新出現(xiàn)的問題,再拿出來共同分析討論,改進(jìn)后鼓勵他們再次進(jìn)行實驗,最后得出結(jié)論。這樣的一個過程對學(xué)生來講也許會有更深刻的體驗。
3.引導(dǎo)學(xué)生對規(guī)律進(jìn)行討論
本堂課在教學(xué)事件4的環(huán)節(jié)5就力的合成的平行四邊形定則的使用條件以及相關(guān)的共點力的概念進(jìn)行了討論說明。
4.引導(dǎo)和組織學(xué)生運用物理規(guī)律 借助一道典型例題和開頭的小游戲通過師生的共同討論,使學(xué)生結(jié)合對實際問題討論,深化、活化對物理規(guī)律的理解,逐漸領(lǐng)會分析、處理和解決問題的思路和方法;幫助和引導(dǎo)學(xué)生在練的基礎(chǔ)上,逐步總結(jié)出在解決問題中一些帶有規(guī)律性的思路和方法,逐步提高各種思維品質(zhì)的水平。
最后在課堂教學(xué)中,要重差異,滿足不同層次學(xué)生的發(fā)展需求;“投其所好”,適應(yīng)學(xué)生心理發(fā)展需要;延遲判斷,給予學(xué)生感悟的時間與空間;等待時機(jī),找準(zhǔn)學(xué)生的思維突破口;“苦中作樂”,增強(qiáng)學(xué)生的取勝的信念;“玉汝于成”,幫助學(xué)生獲得成就感;“驚心動魄”,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)興趣;“眾志成城”,激勵學(xué)生合作探究的熱情;“和諧共處”,營造師生知情交融氛圍。最終實現(xiàn)在課堂的每個環(huán)節(jié)體現(xiàn)通中的“課堂文化”,達(dá)到知情融合的難忘課堂的目的。
力的合成教學(xué)設(shè)計6
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識與技能
。1)能夠從力的“效果”角度理解合力與分力的概念;
。2)掌握力的平行四邊形定則,知道它是合成力的基本定則,學(xué)會初步運用平行四邊形定則求合力;
。3)會用作圖法求解兩個共點力的合力;并能意識到其合力隨夾角是變化的。
2、過程與方法
(1)能夠通過實驗探究歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則;
。2)體會等效代替的思想方法,參與實驗探究過程,培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和協(xié)作能力;
。3)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、觀察實驗現(xiàn)象、探索規(guī)律以及歸納總結(jié)問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
。1)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力和科學(xué)研究的態(tài)度。
。2)培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、事實求是的科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生探索與創(chuàng)新的意識。
。3)培養(yǎng)學(xué)生合作、交流、互助的精神。
。4)讓學(xué)生樹立科學(xué)探究中大膽猜測,嚴(yán)謹(jǐn)求證的科學(xué)思想。
【重點難點】
重點:滲透“等效替代”的物理思想,促使力的平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)與深刻的理解。
難點:
①實驗的設(shè)計;
②平行四邊形關(guān)系的發(fā)現(xiàn);
③從“代數(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越。
突破方法:讓學(xué)生自己動手實驗,自己將結(jié)論得出。
【教學(xué)方法】
為了體現(xiàn)新課程所倡導(dǎo)的教學(xué)理念,在教法上,采取以學(xué)生為主體,以問題為中心,以教師為引導(dǎo),以小組的合作為主要方式,讓學(xué)生進(jìn)行簡單的實驗設(shè)計,親身體驗科學(xué)實驗探究的過程。為了讓學(xué)生更好地體驗科學(xué)研究的方法和過程,發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì),強(qiáng)化小組交流與合作意識,淡化機(jī)械式訓(xùn)練,摒棄灌輸式教學(xué);教師一定要把握好自己的角色,是適時適度地“引導(dǎo)”和“參與”,決不能搞型式化的探究。在以往的教學(xué)中,課堂教學(xué)實施往往過于注重知識傳授傾向,學(xué)生被動地接受,很難從多方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。
【教具準(zhǔn)備】
多媒體課件、電子白板,彈簧秤,橡皮條,刻度尺,細(xì)線等。
【課時設(shè)計】
本節(jié)課計劃用兩課時學(xué)完。本節(jié)為第一課時
【教學(xué)環(huán)節(jié)】
新課的引入
[教師活動]多媒體展示簡單的問題1+1在什么情況下不等于2,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的激情,之后再講“曹沖秤象”的故事,提水問題。引出等效思想的理論。
[學(xué)生活動]讓學(xué)生自己分別用一只手和兩只手拿桌子上的物體感受等效的思想。
[教師活動]引導(dǎo)學(xué)生理解合力與分力等效代替的關(guān)系,得出合力和分力的概念。并復(fù)習(xí)提問初中學(xué)過的同一直線上求兩個力的合力的問題:(兩種情形,分力同向和反向時)并引導(dǎo)學(xué)生用“等效替代”的思想去理解這兩種情形,然后再拋出“兩個互成角度的分力與其合力有什么樣的關(guān)系呢?”“合力是否等于兩分力大小之和或之差呢?”也可以讓學(xué)猜測“合力的大小在什么范圍內(nèi)?”。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗用“等效替代”的思想靠測量的方法先去找到兩分力與合力,并將它們表示出來,然后再探究它們之間的關(guān)系。
指導(dǎo)學(xué)生實驗設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題
。1)問題的提出:兩個互成角度的共點力與其合力有什么樣的關(guān)系?
。2)設(shè)計實驗時應(yīng)注意的問題:
①用什么方法找分力與合力,實驗中應(yīng)怎樣實現(xiàn)分力與其合力產(chǎn)生的作用效果相同?
②如何知道力的大。咳绾未_定力的方向?
③實驗中需要記錄哪些數(shù)據(jù)?怎樣可以更直觀簡潔地同時描述力的大小和方向?
、茉搶嶒炛锌赡艹霈F(xiàn)誤差的原因有哪些?你該如何處理?
進(jìn)行實驗
[學(xué)生活動]
四個或六個學(xué)生為一小組進(jìn)行分組實驗。
[教師活動]
在旁巡查,適時加以指導(dǎo),實驗時要分布引導(dǎo)學(xué)生注意以上4個問題。引導(dǎo)學(xué)生按書中的建議把合力的箭頭和兩分力的箭頭連接起來,再看看這些圖形有什么共同點和不同點。引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的實驗結(jié)果大膽地提出科學(xué)合理的猜想──滿足平行四邊形定則,再讓學(xué)生變化角度實驗,驗證猜測。
對實驗結(jié)果進(jìn)行分析與評估并歸納得出結(jié)論
[學(xué)生活動]
學(xué)生通過實驗探究確定了兩個分力與合力,并且用力的圖示將它們表示出來后,到講臺上展示交流實驗中得到的圖形,并思考?xì)w納、總結(jié)本實驗探究的結(jié)論。學(xué)生探究到的合力與分力之間的關(guān)系可能只是一個近似的平行四邊形,也可能是一些其他圖形。
[教師活動]
總結(jié)說明:多數(shù)組得到了平行四邊形這很好,對于沒有得到平行四邊形的,也要尊重實驗,實事求是。教師要特別說明:即使今天我們所有組都得到了平行四邊形規(guī)律,就一定能說明分力和合力滿足平行四邊形定則嗎?在科學(xué)探究中這樣做可嗎?(學(xué)生能意識到這樣做不妥)
[教師活動]
總結(jié)說明:因為我們只做了有限的幾組實驗,就得出結(jié)論。這當(dāng)然不可。】茖W(xué)探究往往要通過不同情況下的對大量實驗數(shù)據(jù)的分析論證才能得出具有普遍意義的科學(xué)規(guī)律,有時還需要通過理論證明才能加以推廣。而我們這節(jié)課只做了有限的實驗,其實兩分力和合力的關(guān)系滿足平行四邊形定則,早就被科學(xué)家證實了,大多數(shù)同學(xué)得到這個結(jié)論,而少數(shù)同學(xué)未能得到,那是因為實驗中出現(xiàn)了問題,可能是實驗誤差(讀數(shù)誤差、作圖誤差、系統(tǒng)誤差),甚至是操作上的錯誤。請學(xué)生下課后分析造成的原因。事實證明不僅力的合成滿足平行四邊形定則,所有的`矢量合成都滿足。讓學(xué)生返回到前面學(xué)習(xí)位移時的幾個問題,用平行四邊形定則重新看待那些問題。
例題分析
教科書中的例題比較簡單,但學(xué)生在作圖時常常不規(guī)范,教師要強(qiáng)調(diào)學(xué)生注意
1.合力,分力要共起點,虛線,實線要分清。
2.合力,分力標(biāo)度要相同,作圖要準(zhǔn)確。
3.對角線要找準(zhǔn),不要忘了方向。
讓學(xué)生再思考
思考分力一定時,隨著夾角的增大合力如何變化?提出引體向上的例子,然后觀看動畫,讓學(xué)生總結(jié)得出合力與分力間夾角θ關(guān)系:
學(xué)生討論以后通過多媒體動畫演示,讓學(xué)生總結(jié)得出以下結(jié)論:
合力與分力間夾角θ關(guān)系:
①θ=0°時,即F1、F2共線同方向:
F合=F1+F2?合力方向與兩個力的方向相同
、讦龋180°時,即F1、F2共線反方向:
F合=|F1-F2|合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同。
③夾角θ越大,合力就越。
F合隨F1和F2的夾角增大而減小
、芎狭Φ娜≈捣秶海麱1-F2|≤ F合≤ F1+F2
⑤ F合可能大于、等于、小于F1、F2
小結(jié)
先讓學(xué)生自己小結(jié),老師在黑板上出示小結(jié)提示,補(bǔ)充和糾正學(xué)生的不足之處。
【布置作業(yè)】
課后練習(xí)1,2小題。
【板書設(shè)計】
5.1力的合成
一、合力、分力、共點力
1.合力、分力、共點力的概念
二、力的合成
1.求幾個分力的合力叫力的合成
2.同一直線上的兩個力的合成
同方向:合力的大小等于兩分力大小之和,合力的方向與任意一個分力方向相同。
反方向:合力的大小等于兩分力大小之差,合力的方向與較大的分力方向相同。
3.互成角度的兩個力的合成滿足平行四邊形定則,即以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作出平行四邊形,這兩個鄰邊之間所夾的對角線就代表合力的大小和方向。
力的合成教學(xué)設(shè)計7
一、課標(biāo)要求
1.2.1認(rèn)識重力、彈力和摩擦力.通過實驗,了解胡克定律。知道滑動摩擦和靜摩擦現(xiàn)象,能用動摩擦因數(shù)計算滑動摩擦力的大小
1.2.2通過實驗,了解力的合成與分解,知道矢量和標(biāo)量.能用共點力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題
二、教材分析
本章講述的是關(guān)于“力”的基礎(chǔ)知識,是學(xué)習(xí)動力學(xué)的基礎(chǔ)和準(zhǔn)備。內(nèi)容包括重力、彈力、摩擦力、力的合成、力的分解、牛頓第三定律、共點力的平衡。本章內(nèi)容與初中學(xué)過的有關(guān)力學(xué)知識聯(lián)系密切,是初中知識的擴(kuò)展和深化,是今后學(xué)好其他力學(xué)知識的基礎(chǔ),受力分析和共點力的平衡、力的合成與分解,在高考中占有重要的地位。
所謂基礎(chǔ)性,就是要為學(xué)習(xí)力學(xué)知識打下扎實的基礎(chǔ)。從知識方面來說,就是理解力的初步概念,理解重力、彈力、摩擦力產(chǎn)生的條件和特性,會進(jìn)行力的合成和分解。從運用方面說,是初步熟悉對一個物體的受力分析,會畫出正確的受力圖,掌握初步的受力分析,會用共點力的平衡條件來解決問題。
本章內(nèi)容與舊版教材相比,刪減了四種相互作用,增加了探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系,牛頓第三定律,共點力的平衡把牛頓第三定律和共點力的平衡提前到第三章更符合新課程標(biāo)準(zhǔn),更有利于學(xué)生知識體系的構(gòu)建來形成。
教科書第一章,第二章學(xué)習(xí)的是關(guān)于運動學(xué)的知識,不涉及發(fā)生各種運動的原因。本章學(xué)習(xí)的是關(guān)于力的知識,并研究當(dāng)加速度等于0時物體所受各個力之間的關(guān)系----合力為0,開始建立運動和相互作用的關(guān)系。本章在高中物理教學(xué)中占有重要地位,在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)方面具有重要意義。
2.1本章教材與以往教材在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的變化
第一,把牛頓第三定律由原來在牛頓運動定律之后,提前放入本章,這就為解答共點力平衡問題的受力分析奠定了必要的知識基礎(chǔ)。為此,本章在重力、彈力、摩擦力的后面,增加“牛頓第三定律”一節(jié)課文,并在該節(jié)課文中,專門設(shè)立了一個“物體受力的初步分析”小標(biāo)題,為分析“共點力的平衡”問題設(shè)下伏筆。
第二,把力的合成和分解設(shè)計為一節(jié)課,其教學(xué)目標(biāo)很明確,只要求學(xué)生會用等效替換的方法根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行力的合成和分解的運算,并不要求學(xué)生解答具體實際情境中的受力問題,而把這些問題放在“共點力的平衡”中去解決,這有利于幫助教師理解和規(guī)范力的合成和分解的教學(xué)目標(biāo)。
第三,把“共點力的平衡”由原教科書中牛頓第二定律應(yīng)用的特例,變?yōu)橐粋獨立知識點,放在牛頓第二定律之前學(xué)習(xí),并且作為本章的一個重點。學(xué)生在學(xué)習(xí)共點力平衡的過程中,所形成的一些科學(xué)思維方法,將為學(xué)習(xí)和應(yīng)用牛頓第二定律帶來幫助,有利于循序漸進(jìn)地形成運動與相互作用觀念。
2.2從整個高中物理課程的視角設(shè)計教學(xué)目標(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)把力的合成和分解教學(xué)要求降低為“了解”,并要求“能用共點力的平衡條件分析日常生活中的問題”,明確指出分析日常生活中的受力問題,所用的知識是共點力的平衡條件,而不是力的分解。力的分解不過是共點力平衡問題解答中的一個數(shù)學(xué)計算步驟,它不屬于運動與相互作用觀念的核心知識。為此,教科書把力的合成和分解合并為一節(jié)課文,在該節(jié)課文中,突出“等效替換”的思想,不要求學(xué)生用力的分解求解實際情境中物體的受力問題,學(xué)生會用平行四邊形定則求解有確定方向的力的分解問題就可以了。分力的方向(坐標(biāo)系的選擇),是以后學(xué)習(xí)共點力的平衡和牛頓第二定律時根據(jù)問題解答的需要來確定的。
這樣,既規(guī)范了學(xué)生解答靜力學(xué)和動力學(xué)問題的思路在培養(yǎng)學(xué)生運動與相互作用觀念,又提升了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知道合力和分力的概念,體會等效替換的思想
2.通過實驗探究,得出力的合成和分解遵從的法則----平行四邊形定則
3.會用作圖和三角函數(shù)的知識求解合力或者分力
4.知道矢量相加遵從平行四邊形定則,標(biāo)量相加遵從算術(shù)法則。能區(qū)別矢量和標(biāo)量。
四、重點難點
4.1重點
4.1.1通過生活實例,體會等效替代的物理思想
4.1.2通過實驗探究,得出求合力的方法----平行四邊形定則,知道力的分解是力的合成的逆運算
4.2難點
4.2.1會用作圖法和直角三角形知識求共點力的合力
4.2.2會應(yīng)用平行四邊形定則或三角形定則進(jìn)行矢量運算
五、教學(xué)準(zhǔn)備
5.1教師準(zhǔn)備
多媒體課件、方木板、白紙、圖釘、彈簧、細(xì)繩套、刻度尺、鉛筆等
5.2學(xué)生準(zhǔn)備
課前預(yù)習(xí)、學(xué)具及實驗準(zhǔn)備
六、教學(xué)設(shè)計
6.1情境引入
師:播放多媒體課件,回顧曹沖稱象的故事,滲透等效替換的思想。引導(dǎo)學(xué)生思考“問題欄”的問題:一個靜止的物體在某平面上受多個力作用,物體將向哪個方向運動?在保證力的作用效果不變的前提下,這幾個力如何用一個力來代替?
生:學(xué)生觀察、思考、回答問題。
師:通常物體都會受到多個力的作用,許多情況下這些力共同的作用效果可以與某個力單獨作用時產(chǎn)生的效果相同。
【設(shè)計意圖】用學(xué)生很熟悉的故事引出課題,較快集中學(xué)生的注意力,既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,又提出一個可以探究的問題。
6.2新課教學(xué)
【任務(wù)一】共點力及其特征
1共點力教師活動:多媒體展示下圖
生:討論,思考,作出物體受力分析圖,分析作用在同一個物體上幾個力的特點
學(xué)生分析得出:一個物體受到幾個外力的共同作用,如果這幾個力有共同的作用點或者這幾個力的作用線交于一點,這幾個外力稱為共點力。
教師活動:根據(jù)師生共同的分析總結(jié),可視為共點力的情況通常有以下幾種:
(1)幾個力同時作用于同一點(即力的作用點相重合),如圖甲所示
(2)同時作用在同一物體上的幾個力,雖然作用點并不重合但是這幾個力的作用線的正向或反向延長線能夠相交于同一點,如圖乙所示
(3)物體被視為質(zhì)點時,作用在物體上的幾個力就認(rèn)為是共點力,如圖丙所示
2合力和分力
教師活動:多媒體展示圖片,并按照圖片內(nèi)容準(zhǔn)備一桶水,請同學(xué)們完成演示
教師展示圖片,學(xué)生作出水桶的受力分析圖
師生共同討論:引出一個大人提起一桶水與兩個小孩共同提起一桶水的“等效”,并從受力分析的物理情境中提出“等效替代”的思想,引出合力和分力的概念。
1)概念:假設(shè)一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,假設(shè)幾個力共同作用的效果跟某個力單獨作用的效果相同,這幾個力叫做那個力的分力。
2)理解:
1合力與分力之間的關(guān)系是一種等效替代關(guān)系,一個力的作用效果可以與多個力的作用效果相同,即一個力可以由多個力來代替,反之亦然
2合力是其所有分力的共同效果,并不是單獨存在的一種新力,受力分析中合力與分力不能同時出現(xiàn)。
【設(shè)計意圖】歸納合力與分力的關(guān)系:等效性、同體性、瞬時性
【任務(wù)二】探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律
提問:一個物體受到作用在一條直線上的兩個力,怎樣來求這兩個力的合力呢?
學(xué)生根據(jù)初中所學(xué)的知識回答問題:
(1)若兩個分力方向相同時,則兩個力相加,合力大小為:F=F1+F2
(2)若兩個分力方向相反時,則兩個力相減,合力大小為:F=|F1- F2|
1.師生共同總結(jié)引出力的合成和力的分解的概念
①求幾個共點力的合力的過程叫作力的合成
、谇笠粋力的分力的過程叫作力的分解
教師進(jìn)一步提問:互成角度的兩個力的合力,如何求解F與F1、F2之間的大小關(guān)系又如何兩個互成角度分力的合力大小是否等于兩個分力之和、之差呢
【設(shè)計意圖】通過問題的一步步深入,由淺入深,逐步引出探究實驗的內(nèi)容,符合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣,易為學(xué)生所接受。
2.探究兩個互成角度的力的合成
教師進(jìn)一步提出指導(dǎo)性建議,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案,提出系列問題:
(1)根據(jù)我們的實驗方案的設(shè)計,需要怎樣選擇實驗器材
(2)如何保證分力與合力的作用效果相同
(3)力的大小和方向該如何確定
(4)怎樣研究分力和合力的關(guān)系
學(xué)生活動:思考、交流、討論、設(shè)計方案
教師活動:收集學(xué)生們的實驗方案,多媒體展現(xiàn)如下方案:
學(xué)生猜想、討論、分析解決問題的方法及思路
教師參與學(xué)生的討論,圍繞實驗方案設(shè)計進(jìn)行:如何設(shè)計方案,探討合力的求法
學(xué)生活動:
(1)挑選器材
(2)寫出具體的實驗方案(可簡寫)
(3)寫出簡單的實驗步驟
(4)設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格
學(xué)生分小組進(jìn)行實驗操作,觀察實驗數(shù)據(jù),交流、討論
教師指導(dǎo),及時幫助學(xué)生糾正錯誤,適時的引導(dǎo)點撥,引導(dǎo)學(xué)生做好數(shù)據(jù)記錄
【設(shè)計意圖】學(xué)生分組動手實驗,培養(yǎng)他們的實驗操作能力和團(tuán)隊合作意識,讓學(xué)生獲得對科學(xué)的熱愛和親近感,體驗科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性,獲得成就感。
教師結(jié)合學(xué)生的討論提出問題
(1)我們能否從幾何關(guān)系上尋找它們的關(guān)系教師展示課件,分力合成的過程。
(2)從幾何上來尋找關(guān)系,即是將合力與分力的末端連接起來,是一個四邊形,會是一個什么樣的四邊形
師:如何對實驗得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理呢
學(xué)生交流討論,回答:(1)作出力的圖示(2)作出分力和合力所形成的四邊形
教師引導(dǎo)學(xué)生處理實驗數(shù)據(jù),引導(dǎo)學(xué)生得出是個平行四邊形
引導(dǎo)學(xué)生提出猜想:兩個力的分力與合力末端的連接后一定形成一個平行四邊形
【設(shè)計意圖】提出具有指向性的問題,幫助學(xué)生形成思考問題的思路,避免學(xué)生走一些不必要的彎路;根據(jù)學(xué)生的具體情況,這些問題全部由學(xué)生來進(jìn)行探究還不太切合實際,所以還要體現(xiàn)老師的引導(dǎo)性,讓學(xué)生在討論中思考問題,培養(yǎng)合作的精神和交流的習(xí)慣。
實驗結(jié)論:互成角度的兩個力合成時,如果以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向,這個法則叫作平行四邊形定則。
提出問題:分力F1和F2的`大小一定時,想一想合力F的大小和方向隨著F1和F2的夾角變化的變化情況
教師點撥:得出分力F1和F2的大小一定時,合力的取值范圍:兩分力的夾角θ(0°≤θ≤1800)不確定時,合力大小隨夾角θ的增大而減小,所以合力大小的范圍是:|F1- F2|≤F≤F1+ F2
提出問題:三個共點力的合力怎樣求解三個以上的共點力的合力如何求解呢
學(xué)生討論交流,找出方法:先求出任意兩個力的合力,再求出這個合力跟第三個力的合力,直到把所有的分力都合成進(jìn)去,最后得到結(jié)果就是這些力的合力
師:力的分解是力的合成的逆運算,知道物體受到一個力的作用,怎樣來求解這一個力的分力呢
學(xué)生猜疑,討論交流思路:
(1)幾何知識分析,對于一條對角線,可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形
(2)實際問題中,要依據(jù)力的實際作用效果或需要分解(下一節(jié)課重點講)
教師與學(xué)生一起對一個力的分解進(jìn)行分析,并將知識進(jìn)行遷移,平行四邊定則也可稱為三角形定則。三角形定則,把兩個矢量首尾接,從第一個矢量的始端指向第二個矢量的末端的有向線段就表示合矢量的大小和方向,如圖所示
【設(shè)計意圖】通過以上對知識的拓展,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生動腦思考,體會物理的學(xué)習(xí)是無止境的,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,專研的精神
教師活動:投放例題【教材P70】
例題,某物體受到一個大小為32 N的力,方向水平向右,還受到另一個大小為44N的力,方向豎直向上,通過作圖求出這兩個力的合力的大小和方向。
學(xué)生讀題審題,說明解題思路及方法。之后教師投放解題過程。
【設(shè)計意圖】教師收集學(xué)生的解答信息,投放學(xué)生的解題過程,師生共同分析,對解題規(guī)范進(jìn)行強(qiáng)調(diào)說明,提高學(xué)生解決問題的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性的意識。
【任務(wù)三】矢量和標(biāo)量
學(xué)生閱讀教材P70相關(guān)內(nèi)容,結(jié)合預(yù)習(xí)情況,了解矢量和標(biāo)量的特點,舉例說明所學(xué)過的物理量哪些是矢量?哪些是標(biāo)量?
(1)矢量:既有大小又有方向,相加時遵從平行四邊形定則的物理量
學(xué)生舉例:力、位移、速度、加速度等
(2)標(biāo)量:只有大小,沒有方向,求和時按照算術(shù)法則相加的物理量
學(xué)生舉例:質(zhì)量、時間、路程、功、功率、電流等
6.3課堂小結(jié)
1分力與合力的三性
2分力與合力的大小關(guān)系
3作圖法求合力的大小
選標(biāo)度——作F1、F2圖示——作平行四邊形
6.4作業(yè)設(shè)計課后P71的“練習(xí)與應(yīng)用”第1、3、4、6、7題
七、板書設(shè)計
教學(xué)反思
1思維過程:現(xiàn)象--本質(zhì)--規(guī)律--應(yīng)用
思維方法的滲透深度,需要進(jìn)一步挖掘。
2教學(xué)活動:以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),問題為主線
探究式教學(xué)中,程序性原則與開放性原則的把控,需要實踐中找到更優(yōu)解。
3學(xué)生行為:討論--交流--自主探究
能否突破學(xué)習(xí)本領(lǐng)【提出問題、收集信息、尋找證據(jù)、解釋重構(gòu),遷移...... 】,教學(xué)的目的是掌握學(xué)習(xí)本領(lǐng)。課堂的及時評價需要不斷升級。
4教學(xué)效果:三個任務(wù)、合作精神
設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)基本完成,對于學(xué)科素養(yǎng)的提升,需要不斷重組構(gòu)建。
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