2019-2020年人教版高中物理必修一3.5 力的分解 教學(xué)設(shè)計(jì).doc

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2019-2020年人教版高中物理必修一3.5 力的分解 教學(xué)設(shè)計(jì) 宜昌市葛洲壩中學(xué) 一、教材分析 本節(jié)課是人教版必修一第三章“相互作用”的最后一節(jié),是學(xué)生進(jìn)入高中學(xué)習(xí)以來(lái)普遍認(rèn)為比較困難的一節(jié)內(nèi)容，難度在于兩個(gè)方面：一是“等效替代”這種物理思想的建立，這在于讓學(xué)生深層次的認(rèn)識(shí)為何要將力進(jìn)行合成和分解；二是不知“如何分”，分是按照實(shí)際效果來(lái)分，而找實(shí)際效果對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)很抽象的。所以教學(xué)設(shè)計(jì)的重心是放在如何在教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)等效替代的思想和如何尋找力的作用效果這兩個(gè)方面。 通過(guò)拖拉機(jī)斜向上拉耙的實(shí)例 概念：力的分解 理論探究：力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，遵循平行四邊形定則 學(xué)生作圖并發(fā)現(xiàn)：同一條對(duì)角線，有無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形； 實(shí)例比較：根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解 例題推進(jìn)， 習(xí)題探討 矢量相加法則：平行四邊形定則和三角形定則 教材編寫思路如圖1： 圖1 二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 第一方面：引入設(shè)計(jì) 以學(xué)生拔河引入課題。請(qǐng)兩名學(xué)生模擬拔河時(shí)僵持不下的狀態(tài)，教師用兩根手指輕松拉動(dòng)學(xué)生，引起學(xué)生好奇，從而引入新課。 第二方面：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際問(wèn)題的觀察與思考，讓學(xué)生感知“力的實(shí)際效果”，這樣使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)力的實(shí)際效果的確立。學(xué)生根據(jù)力的實(shí)際效果確定兩分力的方向，然后運(yùn)用平行四邊形定則進(jìn)行分解，訓(xùn)練學(xué)生用作圖法和計(jì)算法處理問(wèn)題的能力，強(qiáng)化“等效法”的思維教學(xué)。 教學(xué)過(guò)程：可用多媒體演示拖拉機(jī)拉耙、人拉箱子情境引入課題并提出問(wèn)題：斜向上的拉力產(chǎn)生的效果是什么？ 先讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)猜想，然后設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；緊接著提出斜面上的重力有什么樣的作用效果，組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，親身體驗(yàn)力的作用效果。最后照應(yīng)引入的“四兩撥千斤”，提出探究合力與分力的大小關(guān)系，讓學(xué)生用橡皮筋和鉤碼模擬抬水過(guò)程，通過(guò)橡皮筋的長(zhǎng)度來(lái)認(rèn)知分力大小的變化。 第三方面：數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用 分力與合力究竟是什么關(guān)系呢？通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到力的分解是按照力的實(shí)際效果來(lái)分解，而不是按人的意愿隨意地來(lái)分解，自然找到力分解的依據(jù)：根據(jù)力的實(shí)際效果進(jìn)行分解，從而確定兩個(gè)分力的方向，進(jìn)而提出如何作平行四邊形，讓每一位學(xué)生親自動(dòng)手畫矢量圖。學(xué)生在學(xué)習(xí)力的分解后，不能正確理解“分力與合力等效”的含義，對(duì)分力的性質(zhì)產(chǎn)生誤解，應(yīng)強(qiáng)調(diào)“分力與合力等效”這一原則，它們相互遵循平行四邊形定則，學(xué)生能用平行四邊形定則作分力和用三角函數(shù)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)算。 課堂上通過(guò)對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行投影展示和學(xué)生上臺(tái)演板，進(jìn)行數(shù)學(xué)方面分析。這里以斜面上重力分解為例： 圖2 重力G產(chǎn)生的效果（如圖2）：體驗(yàn)沿斜面向下的作用效果，對(duì)應(yīng)分力為G1，壓斜面的作用效果，對(duì)應(yīng)為分力G2，根據(jù)三角形關(guān)系可得： 三、教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖 探究4 探究3 探究2 探究1 創(chuàng)設(shè)物理情境引入新課 力的分解在生活中的應(yīng)用 新課教學(xué) 圖3 四、三維教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與能力 （1）回顧力的合成來(lái)認(rèn)知力的分解的概念，建立力的合成與分解互為逆過(guò)程的思想； （2）知道力的分解遵循平行四邊形定則,初步掌握根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定分力方向的原則，能用平行四邊形定則作出分力和用數(shù)學(xué)關(guān)系求出分力大??； （3）認(rèn)識(shí)分力和合力大小關(guān)系，并能用來(lái)解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。 2、過(guò)程與方法 （1）讓學(xué)生親自體驗(yàn)“怎樣探究力的實(shí)際效果”的過(guò)程，以實(shí)驗(yàn)帶動(dòng)探究過(guò)程，進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)分力代替合力的等效思維方法,體驗(yàn)“力的實(shí)際效果”。 （2）通過(guò)經(jīng)歷力的分解科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)自己觀點(diǎn)，驗(yàn)證物理規(guī)律，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)思想。 3、情感態(tài)度與價(jià)值觀 （1）讓學(xué)生通過(guò)合作探究體會(huì)成功的喜悅，并建立合作互助的科學(xué)探究思想； （2）體驗(yàn)從生活實(shí)際出發(fā)，探尋物理規(guī)律，再應(yīng)用規(guī)律解釋生活現(xiàn)象的過(guò)程，深刻體會(huì)物理來(lái)源于生活，服務(wù)于生活，從而認(rèn)識(shí)到學(xué)以致用才是物理學(xué)習(xí)的最終目的。 五、教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：（1）在具體問(wèn)題中正確確定力的作用效果，進(jìn)行力的分解。 （2）會(huì)用平行四邊形定則作出分力，會(huì)用直角三角形知識(shí)計(jì)算分力。 教學(xué)難點(diǎn)：（1）分力與合力的等效替代關(guān)系。 （2）探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。 （3）根據(jù)力的實(shí)際作用效果進(jìn)行力的分解。 六、教學(xué)工具 塑料薄板、重物、臺(tái)秤、鋼尺、小車、彈簧、橡皮筋、鉤碼、直尺、三角板 七、教學(xué)過(guò)程 探究1：對(duì)一個(gè)給定的已知力進(jìn)行分解 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn)評(píng) 1.引導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用平行四邊形定則對(duì)已知力進(jìn)行分解 教師巡視和指導(dǎo) 學(xué)生對(duì)一個(gè)已知力F進(jìn)行分解，通過(guò)實(shí)際操作學(xué)會(huì)規(guī)范作圖。 讓學(xué)生動(dòng)手作圖，感受力分解的要點(diǎn)。 2.總結(jié)作圖結(jié)果 投影展示學(xué)生作圖結(jié)果 學(xué)生觀察其他組的作圖結(jié)果，比較自己作圖，思考差異的原因 通過(guò)投影直觀認(rèn)識(shí)力分解的不唯一性 3.分析得出結(jié)論 指出力分解的不唯一性，提出實(shí)際該如何分解的問(wèn)題 根據(jù)作圖得出的結(jié)果，思考下面的問(wèn)題：既然力的分解不唯一，那么在實(shí)際分解某個(gè)力的時(shí)候，該如何去分解呢？ 培養(yǎng)學(xué)生積極參與意識(shí)，積極思考。 探究2：斜向上拉力的實(shí)際效果 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn)評(píng) 1.定性實(shí)驗(yàn)探索如何顯示拉力的實(shí)際作用效果 進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn) 圖4 學(xué)生觀察臺(tái)秤示數(shù)和物體狀態(tài)的變化。 通過(guò)直觀的現(xiàn)象讓學(xué)生感知力的作用效果。 2.總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 組織陳述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 感受實(shí)驗(yàn)效果，聽(tīng)教師講解，思考現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的作用效果 通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生體驗(yàn)我們身邊的物理。 3.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 組織引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)現(xiàn)象找效果 觀察臺(tái)秤的示數(shù)和物體狀態(tài)有什么變化，并比較觀察到的現(xiàn)象，分析作用在重物上斜向上的力有什么作用效果。 培養(yǎng)學(xué)生積極參與意識(shí)，積極思考，大膽推理。 4.規(guī)范作圖得出分解步驟 演示規(guī)范作圖 觀察教師作圖，學(xué)習(xí)作圖要點(diǎn)，規(guī)范作圖方法 通過(guò)規(guī)范演示，培養(yǎng)學(xué)生良好的作圖習(xí)慣 5.規(guī)范結(jié)論 小結(jié)并預(yù)留新的課題 回顧與整理總結(jié)實(shí)際收獲： 1. 學(xué)會(huì)如何分，如何作圖； 2. 實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)習(xí)的重要性； 3. 體會(huì)探究過(guò)程。 有利于知識(shí)的及時(shí)鞏固和重點(diǎn)知識(shí)的把握 探究3：斜面上物體重力的實(shí)際效果 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn)評(píng) 1.定性實(shí)驗(yàn)探索如何顯示重力的作用效果 教師巡視和指導(dǎo) 學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)通過(guò)搭建斜面，利用彈簧和鋼尺展現(xiàn)重力的作用效果。通過(guò)給定的器材，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與步驟。 讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，合作中尋找到物理學(xué)習(xí)的快樂(lè)。 2.總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 組織引導(dǎo)學(xué)生 實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)： 圖5 如圖5所示，將一只鋼尺的一端放在水平桌面上，另一端用物體墊高，形成一個(gè)斜面，將一用彈簧拉著的小車放在斜面上，觀察鋼尺和彈簧的形變。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生體驗(yàn)我們身邊的物理。教師耐心地聽(tīng)，并進(jìn)行適時(shí)引導(dǎo)，及時(shí)補(bǔ)充。 3.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 組織引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)現(xiàn)象找效果 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察到的結(jié)果，思考下面的問(wèn)題：小車對(duì)斜面和小車對(duì)彈簧產(chǎn)生了哪些作用效果？ 培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得出規(guī)律，認(rèn)知物理規(guī)律的生成過(guò)程。 4.定量分析 數(shù)據(jù)處理 觀察并及時(shí)提供技術(shù)支持 圖6 研究性小組的同學(xué)探討如何表示力的分解：如圖6所示，將重力G分解為G1和G2，則由幾何關(guān)系可知： G1=Gsinα G2=Gcosα 運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析G1、G2隨α的變化 定性分析過(guò)渡到定量計(jì)算，數(shù)形結(jié)合，提高學(xué)生的理性思維能力。 5.規(guī)范結(jié)論 組織引導(dǎo)，適時(shí)投影展示，預(yù)留新的課題 分析得出結(jié)論，并解釋生活現(xiàn)象 有利于知識(shí)的及時(shí)鞏固和重點(diǎn)知識(shí)的把握 探究4：合力和分力的大小關(guān)系 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn)評(píng) 1.定性實(shí)驗(yàn)探索抬水情景，探究合力與分力的大小關(guān)系 教師巡視和指導(dǎo) 學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)通過(guò)橡皮條拉鉤碼模擬抬水過(guò)程，改變橡皮條夾角，通過(guò)觀察橡皮條長(zhǎng)度變化感受分力大小的變化情況。 讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)，合作中尋找到物理學(xué)習(xí)的快樂(lè)。 2.總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 組織引導(dǎo)學(xué)生 緩慢增大兩手間的距離，改變橡皮條之間的夾角，同時(shí)注意觀察橡皮條長(zhǎng)度的變化，并思考橡皮條長(zhǎng)度的變化說(shuō)明了什么。 身邊常見(jiàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受物理就在我們身邊。 3.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 組織引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)現(xiàn)象分析結(jié)論 你將觀察到什么現(xiàn)象？說(shuō)明了什么？ 培養(yǎng)學(xué)生積極參與意識(shí)，積極思考，大膽推理。 4.作圖定性分析 幻燈片展示合力與分力大小關(guān)系 從實(shí)驗(yàn)感受過(guò)渡到作圖定性的認(rèn)識(shí)，從而確定合力和分力之間的大小關(guān)系，進(jìn)而解釋課前“四兩撥千斤”的奧秘。 作圖法的具體應(yīng)用，讓學(xué)生進(jìn)一步感受到作圖的重要性。 5.規(guī)范結(jié)論 組織引導(dǎo)，預(yù)留新的課題 規(guī)范學(xué)生表達(dá)，總結(jié)過(guò)程得出結(jié)論 有利于知識(shí)的及時(shí)鞏固和重點(diǎn)知識(shí)的把握 課堂小結(jié) 請(qǐng)學(xué)生歸納力的分解概念、遵循規(guī)律、分解的依據(jù)及力分解的一般步驟，教師一旁引導(dǎo)補(bǔ)充。 八、板書設(shè)計(jì) 力的分解 2．斜面上的重力 力的合成 一、力的分解 合力F 分力F1、F2 1.概念 力的分解 2.規(guī)律： 遵循平行四邊形定則 二、實(shí)例探究 1．斜向上拉物體的拉力 3.原則： 按照力的作用效果進(jìn)行分解 三、合力與分力大小關(guān)系 結(jié)論：合力可以比分力大，也可以比分力小