《力的分解》教學設計

1、 力的分解教學設計 一、課標要求 通過觀察與體驗認識力的作用效果，學會根據(jù)力的作用效果對力進行分解，會用力的分解分析解決生活中的實際問題。 二、教學分析 1在教材中的地位和作用 在學此節(jié)內(nèi)容之前學生已經(jīng)學習了力的概念、力的表示及分類、力學中的三種力、力的合成。 力的分解是等效思想的具體應用，等效思想是物理學重要的思想方法之一，學習力的合成時學生已有所了解，本節(jié)教學要注意讓學生進一步了解和運用等效思想。 矢量是完全不同于標量的一類物理量，它的運算遵循平行四邊形定則。通過力的合成與分解掌握力的平行四邊形定則，為位移、速度、加速度、電場強度

2、、磁感應強度等矢量的學習、為牛頓定律乃至整個高中物理的學習奠定了基礎。 應用數(shù)學知識解決物理問題的能力是高中物理要求的五種基本能力之一，本節(jié)內(nèi)容要求學生要會運用平行四邊形、直角三角形、菱形等數(shù)學知識計算分力的大小，因此教學中要有意識的培養(yǎng)學生的知識遷移能力。 綜上所述，本節(jié)內(nèi)容是本章的重點也是難點，也是整個高中物理的基礎之一。 2學生情況分析 學生通過前幾節(jié)的學習已經(jīng)對力的基本概念和表示方法、力學中常見的三種力、合力與分力的等效替代關(guān)系有了一定的認識，形成了一定的認知結(jié)構(gòu)，并通過力的合成方法認識了力的平行四邊形定則，初步學會了應用幾何知識解決力學問題，為

3、本節(jié)課的學習奠定了基礎。 三、設計思想 1課時安排 考慮到學生的認知基礎及本節(jié)內(nèi)容的重要性和認知難度，筆者將本節(jié)內(nèi)容分兩課時處理，把“根據(jù)力的作用效果分解力”作為該節(jié)的第一課時內(nèi)容。 2兩類知識及教學策略 按照現(xiàn)代認知派關(guān)于知識的分類，筆者將本課時的新授知識和需要用到的原有知識分類如下： 陳述性知識： 力的作用效果改變物體的運動狀態(tài)，使物體發(fā)生形變。 力的平行四邊形定則。 力的分解的概念已知合力求分力。 其中力的分解的概念是新授課的陳述性知識。 對于陳述性知識，筆者采用的教學策略主要是

4、： 根據(jù)維果茨基的最鄰近發(fā)展區(qū)理論，學生原有知識越多就可能學得越多，新學知識與原有知識之間的差異就是學生的最近發(fā)展區(qū)，為了讓學生高效地掌握新授知識必須在新授知識與原有知識之間架設好橋梁。對原有陳述性知識采取回憶、再現(xiàn)的方式，以利于學生回顧舊知識、掌握新授知識，為學生建立新授知識與原有知識的聯(lián)結(jié)、對新授知識的加工和組織奠定基礎。 程序性知識： 根據(jù)力的作用效果和平行四邊形定則作圖的方法。 應用幾何知識計算分力。 應用力的分解方法分析實際問題。 對力的作用效果的認識采用體驗、實驗的策略，讓學生動手實驗，直接觀察獲得直接經(jīng)驗和直觀感受，對作

5、圖及應用數(shù)學知識解決實際問題等程序性知識采用教師指導、學生動手、師生對話共同總結(jié)歸納的策略，讓學生達成學習目標。 3指導思想 （1）設置真實問題情境 建構(gòu)主義理論認為：學習者要想完成知識的意義建構(gòu)，達到對所學知識所反映的事物性質(zhì)、規(guī)律及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法就是讓學習者到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受和體驗，獲得直接經(jīng)驗而不是只聆聽教師的講解。本課筆者創(chuàng)設了單手拉車的真實情境，讓學生產(chǎn)生強烈的探究欲望，主動地提出問題為什么一人二人都拉不動的車，老師能夠用單手拉動呢？秘密在哪里？激發(fā)學生的學習需要與內(nèi)在的探究興趣。 （2）引發(fā)學生的認知沖突&

6、#160;心理學研究表明，當學生接觸的新情境或新知識與原有的知識結(jié)構(gòu)不一致時，會打破學生原來的認知平衡，產(chǎn)生強烈的學習需要，迫切希望把新情境、新知識同化與順應到自己的知識結(jié)構(gòu)中去，以達到新的認知平衡。在學生的心目中，大車是不容易拉動的，而教師單手拉動了大客車這個情境就與學生的認知產(chǎn)生了沖突和矛盾，學生會急切地想了解其中的奧秘，帶著問題進入新課的學習。 （3）強調(diào)學生的主動參與 現(xiàn)代教育理論認為學生是學習的主人，是意義的主動建構(gòu)者。本節(jié)課通過設問、實驗、練習等環(huán)節(jié)全方位地調(diào)動學生參與，讓學生全身心地投入到學習中去。 （4）培養(yǎng)學生的動手能力 現(xiàn)代教育要求注

7、重培養(yǎng)學生的動手能力，本課設計了小實驗：觀察斜面上物體的重力的作用效果、拉橡皮筋的小實驗，這些小實驗簡單易做，不僅能培養(yǎng)學生的動手能力，還能讓學生養(yǎng)成實驗的習慣。 （5）引導學生合作、觀察與體驗 在學生實驗過程中，讓學生學會觀察實驗現(xiàn)象，學會與人合作，體驗實驗探究的快樂。 （6）加強學科知識與生活的聯(lián)系，指導學生解決實際問題。 新課改要求要加強學科知識與學生日常生活的聯(lián)系。物理學不是存在于物理學家頭腦中的抽象的科學，它源于自然與生活，就存在于我們的日常生活中。因此本節(jié)課注重引導學生觀察我們生活中的應用力的分解的大量事例，如盤山公路、行李箱、幼兒園的滑梯、

8、現(xiàn)代化的斜拉橋等，這些事例不僅讓學生學會應用理論解決實際問題，更能讓學生養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的良好學風，深刻理解科學的價值，感悟科學的魅力。 四、教學目標 1知識與技能目標 （1）理解分力的概念，認識力的分解是力的合成的逆運算，遵守平行四邊形定則，在無條件限制時一個力可以分解成無數(shù)對分力。 （2）認識力的分解可以從力的實際作用效果出發(fā)，并能根據(jù)具體情況運用力的平行四邊形定則求解分力。 （3）能應用力的分解分析生產(chǎn)生活中的實際問題。 2過程與方法目標 （1）初步領會“等效替代”的思想方法。 （2）通過實驗，讓學生嘗試在實

9、驗操作過程中發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題，并最終掌握規(guī)律，體會物理是建立在實驗基礎上的一門學科和數(shù)學是解決物理問題的工具 3情感、態(tài)度、價值觀目標 在實驗操作過程中感受主動和他人交往、合作及尊重他人的快樂，并使學生逐步養(yǎng)成認真、仔細、實事求是的科學態(tài)度和擁有將所學知識應用于生產(chǎn)實踐的意識和勇氣。 五、教學重點、難點 在具體問題中如何根據(jù)力的實際作用效果和平行四邊形定則進行力的分解。 六、教學流程圖  七、教學準備 1學生知識結(jié)構(gòu)要求學生在上本節(jié)課之前要求掌握以下內(nèi)容: 熟悉合力和分力的等效替代關(guān)系；

10、60;熟知力的合成及平行四邊形定則； 熟練掌握直角三角形三角函數(shù)和邊長的關(guān)系。 2學生分組實驗準備每兩人一組，每組準備如下器材： 系繩的小車一個、自制多功能木板一塊（一面貼有白紙）、三角板兩塊、橡皮條一根（系有繩套）、彈簧秤兩只。 3演示實驗器材：斜面上物體重力分解數(shù)字測力儀（自制） 4實物投影儀等多媒體設備 八、教學過程 教學內(nèi)容師生活動教學說明  開場白，觀看視頻   3分鐘很高興能來這里和同學們共同探究物理問題，相信我們一定能夠愉快地度過接下來時光。 同學們，

11、咱們班誰的力氣最大？ 大家都力推你，看來力氣確實不小。我這兒有人想和你比試一下。請看屏幕。 視頻展示大力士拉車 和他比誰的力氣大？（大聲） 我比他還厲害！我只用單手就可以拉動大車，而且車上還要坐滿人，你們相信嗎？（大聲） 視頻展示單手拉校車 大力士費了九牛二虎之力才拉動汽車，為什么我只用單手就能拉動？而且車上還坐滿了人！是不是我的力氣真的比他大？我拉動大車的奧秘是什么？讓我們帶著這個問題共同來探究力的分解。 板書力的分解創(chuàng)設情景，激發(fā)興趣，引入課題      

12、60;   探究水平面上物體所受拉力的分解 10分鐘課件展示大力士拉車（圖片） 問題導思大力士用繩斜向上拉車的力產(chǎn)生了哪些作用效果呢？讓我們先模擬下大力士拉車。 學生活動（教師先示范）請同學們用書墊起軟木板的兩端，讓木板水平，將小車放在木板中間，然后用繩拉動小車，觀察車的運動情況和木板的形變情況。（實驗必須讓學生明確要觀察什么？） 學生報告觀察到的現(xiàn)象教師進行評價。 這兩個效果相當于兩個力分別產(chǎn)生的：一個豎直向上的力F1把汽車往上提，一個水平的力F2使汽車前進，可見力F產(chǎn)生的效果可以與兩個力F1和F2共同作用的效果

13、相同，力F1和F2就叫做力F的分力。（分別展示力F，F(xiàn)1F2） 板書求一個力的分力就叫做力的分解。 力的分解是力的合成的逆運算。力的合成遵循平行四邊形定則，力的分解同樣遵循平行四邊形定則。 板書力的分解遵循平行四邊形定則。 課件展示拉黃包車、拉行李。 這些情景和大力士拉車的情景有共同之處，水平面上的物體都受到了斜向上的拉力，于是我們就把這類情景概括成這樣的模型： 水平面模型：位于水平面上的物體受到一個斜向上的拉力F的作用，該力與水平方向夾角為。  我們已經(jīng)知道力F產(chǎn)生了兩個作用效果，向上提的效果和向左拉的效果，那么

14、可以用豎直方向的力F1和水平方向的力F2來等效替代。 課件展示兩個分力方向 設問：知道這兩個分力的方向怎樣求這兩個分力的大?。课矣眠@條線段表示力F的大小，箭頭表示力的方向。（本節(jié)課第一次作圖最好由教師示范） 教師：請大家在探究報告上做圖，并用F和q表示出兩分力的大小。 展示學生作圖及表達式          通過與合成的類比，理解力的分解，進一步感受等效替代的思想方法。     從生活實際到建立物理模型。&

15、#160;  重點講拉力的作用效果、作圖方法及分力的計算。     探究斜面上物體重力的作用效果       15分鐘剛才我們探究了位于水平面上的物體在拉力作用下開始運動的情景，如果把物體放在斜面上，不用拉力也可能運動。 問題導思是什么力使物體運動起來了？斜面上的物體其重力產(chǎn)生了哪些作用效果？我們來體驗一下。 學生活動用夾子把系有小車的橡皮條固定在木板一端，抬起木板的這一端，觀察橡皮筋和木板的變化。 課件展示重力兩個分力方向（

16、這里有個轉(zhuǎn)換，橡皮筋拉長了說明重力有把橡皮條沿斜面往下拉的效果，如果不用橡皮筋物體將會下滑）     學生活動請同學們按照剛才的方法在探究報告上作平行四邊形，并根據(jù)已知條件寫兩分力的表達式 展示臺展示學生作業(yè)問題導思如果增大斜面的傾角，這兩個分力的大小會怎樣變化？ 學生：傾角越大，sin增大，cos減小。使物體下滑的分力減小，使物體壓緊斜面的分力增大。 實際情況如何呢？讓我們用實驗來觀察。 學生活動增大斜面傾角，觀察指針刻度和橡皮條長度的變化。 剛才同學們通過實驗定性地驗證了分力的變化，下面我們

17、來做定量研究（30°、37°） 結(jié)論： 1力的分解滿足平行四邊形定則。 2增大，使物體下滑的分力F1增大，使物體壓緊斜面的分力F2減小。 問題導思這是物理學經(jīng)常研究的斜面模型，模型是來源于生活的，請同學們想想在我們的生活中有哪些情景屬于斜面模型呢？ 我在這里給同學們準備了兩處情景的畫面，你能分析出其傾角大小和斜面用途的關(guān)系嗎？ 課件展示1螺旋狀的盤山公路；2公園的滑梯。 通過前面兩個實例的分析，可以看出：在實際問題中一個力往往有多個作用效果，按力的作用效果進行分解可以指導我們增強或減弱它的某種作用效果，以

18、利于我們的生產(chǎn)和生活。所以在實際問題中常按力的作用效果分解。 板書在實際問題中常按力的作用效果分解。 回顧剛才的探究過程，讓我們共同來歸納下力的分解的步驟。 板書分解力的步驟： 1分析力的作用效果，確定分力的方向； 2作平行四邊形； 3根據(jù)已知條件求分力。1從模型回歸生活實際。 2讓學生體驗重力的作用效果，掌握作圖方法及計算分力的方法，引導學生討論傾角變化分力如何變化，讓學生樹立“函數(shù)”的思想。 3讓學生在實驗中學會與人合作，感受合作的快樂。 4通過體驗，感受到實驗探究發(fā)現(xiàn)的快樂，初步領會由個別到一般的歸

19、納方法，聯(lián)系生活實際，感受物理建模的思想方法。    釋疑，回答為什么能夠單手拉車 6分鐘  剛才我們共同探究的兩種模型都是合力大于分力的情況，分力可能大于合力嗎？我們回到單手拉車的畫面。放慢畫面觀察我是怎樣拉車的。 問題導思手拉繩的力產(chǎn)生了哪些作用效果？手拉繩的力與繩拉車的力在大小上有什么關(guān)系？我們可以來模擬這個情景。 學生活動（先視頻展示操作）先用一只彈簧秤拉橡皮條的中點，記下結(jié)點的位置，這個力好比我用一只手拉繩的力。之后，用兩只彈簧秤同時拉到該結(jié)點處，使彈簧秤與橡皮條在一條線上，記下彈簧秤的示數(shù)和細繩套的方向，這兩個力好比繩拉車和樹的力。請同學們在白紙上記下兩分力的大小，畫出兩分力的方向（為方便比較同學們的測量結(jié)果，在用一只彈簧秤測量時統(tǒng)一用05N的力拉。） 展臺展示學生測得的不同分力 問題導思同學們都是用05N的力從中點拉，為