高中物理 第2章 第6节 力的分解教学设计 新人教版必修1.doc

力的分解教学设计一、教学分析内容分析：力的分解安排在学生学习了相互作用、重力、弹力、摩擦力和力的合成这些力学的知识之后，力的分解的学习是对前几节知识内容的深化。力的分解是力的合成的逆运算，学习力的合成时学生对等效思想已有所了解，等效思想是物理学重要的思想方法之一，本节教学注重让学生进一步体会等效思想，能够将力按照力的作用效果来分解。力的分解属于矢量运算，也遵循平行四边形定则，本节课通过力的分解，让学生进一步掌握力的平行四边形定则，为物理学中其他矢量运算的学习、为牛顿定律乃至整个高中物理的学习奠定了基础。所以说本节内容具有基础性和预备性，是本章的重点也是难点。学情分析：学生已经学习了力的基本概念、常见的三种力、合力与分力关系，具备了一定的认知结构。在 “力的合成”的学习中，已初步认识了物理学中等效替代的思想，并练习了用力的平行四边形定则求两个力的合力，对矢量的加法运算有了一定的认识，这为本节课探究力的分解奠定了基础，所以在本节课教学中以力的合成和力的分解之间的联系为切入点进行新课教学更易于学生理解。学习力的分解时，学生已经具备了一定的数学基础，能够利用平行四边形定则和三角函数的知识表示初分力的大小，教学时应引导学生将数学知识应用在物理的运算中。学生对较为抽象的“力的分解”的知识，理解上存在一些困难，所以在本节课的教学中，将不断的创设相应的物理情景，把物理知识与实际生活相联系，帮助学生理解。二、教学目标知识与技能：1、 在知道什么是分力和合力的基础上理解什么是力的分解；2、 知道力的分解的方法、原则和一般步骤；3、 会用力的分解的方法分析生活中相关现象；过程与方法：1、 通过理解力的分解的含义，使学生进一步体会“等效替代”的思想；2、 通过课堂实验，培养学生的观察和思维能力以及对知识的应用能力；3、 通过应用平行四边形定则求分力，培养学生利用数学工具解决物理问题的能力。情感态度与价值观：1、 通过学习根据力的实际作用效果进行力的分解，培养学生科学的思维习惯；2、 通过分析日常现象，培养学生探究周围事物的习惯。3、通过让学生应用平行四边形定则求分力，使学生了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。教学重点1、会用平行四边形定则求分力，知道力的分解的原则和一般步骤。2、会分析日常生活中与力的分解相关的问题。教学难点根据力的实际作用效果进行力的分解。三、教学方法创设情境法、演示实验法、启发式教学、交流讨论四、教学资源：多媒体设备、台秤、托盘、重块、长绳、铅笔、细绳、砝码、斜面、壶铃五、教学流程设计运用所学知识解释相关问题，将物理知识归于生活设置问题情境，引发学生思考；探究力的分解的方法三个典型实例分析解释生活中的相关现象通过“四两拨千斤”小游戏，激发学生兴趣，引发学生对相关问题的疑问。力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形法则需要用力的分解知识来解释的问题引起学生兴趣六、教学过程（一）引入新课：教师：在学习新的知识之前，我们先来玩个小游戏。请两个同学来模拟一下拔河的情景。拔河游戏：请两名身高体壮的男生拔河,请一名娇小的女生拉绳中间，将两名男生拉动。教师：这名娇小的女生能够轻易的拉动两个大力士，她是如何做到的？今天，我们学习了力的分解的知识之后，就能很好的解释这个现象了。（二）新课教学：1、什么是力的分解？温故知新：力的分解是力的合成的逆运算。教师：在学习新的知识之前，先复习一下力的合成的知识，请同学们看下面的图片：提问：运动员用一只手举起杠铃用力f，用两只手将杠铃举到相同的高度用力分别是f1和f2，力f和力f1和f2是什么关系？如何判断？教师：上节课学了已知分力求合力的过程称为力的合成；今天我们来学习已知一个力，求这个力的分力过程，即力的分解。2、力的分解的方法是什么？方法：力的平行四边形法则回顾：上节课我们用什么方法来求两个力的合力呢？（力的平行四边形法则）提问：已知一个力的大小和方向。如何求一个力的分力呢？教师：力的分解是力的合成的逆运算，同样可以用力的平行四边形法则来进行力的分解。提问：在进行力的合成时，已知两个分力求合力只有一个唯一的结果；那在进行力的分解时，一个已知的合力可以分解成多少组分力？ 如果已知两个分力的方向，有几组分力？ 总结：对于确定的一个力，没有条件限制时，可以有无数组分解方法。如果已知两个分力的方向，力的分解唯一。3、如何确定分力的方向：根据力的实际作用效果来分解教师：我们在进行力的分解时，往往先确定分力的方向。如何确定分力的方向呢？下面通过几个较常见的物理问题来探讨一下。（1）教师演示实验：水平面上物体受到的斜向上的拉力如何分解？f 实验步骤：在台称上放一个托盘，将一个重物放于托盘上，用斜向上的力拉着重物在铁板上前行，注意观察物理的运动和台秤的示数。 讨论分析：1、你观察到了么现象？说明这个斜向上的拉力对物体产生了哪些作用效果？ 2、可以将拉力f沿哪两个方向分解？ 3、如何确定分力的大小？小结：斜向上的拉力产生了使物体向前运动和减少物体对地面压力这两种作用效果，将拉力沿水平向前方向和垂直于地面向上方向分解，根据平行四边形定则写出分力的表达式。（2）教师演示实验：斜面上物体所受重力的分解应如何分解？实验步骤：将一个壶铃放在铺有海绵的斜面上，壶铃前面放一个带有海绵的挡板，让学生观察现象，并思考物体所受重力有怎样的作用效果。讨论分析：1、你观察到了什么现象？该现象说明重力产生了哪些作用效果？ 2、可以将重力g沿哪两个方向分解？ 3、如何确定分力的大小？小结：斜面上物体受到的重力产生了压挡板和压斜面这两个效果，那么重力可以分解为：一个沿斜面向下的力f1，一个垂直斜面向下的力f2。斜面的倾角为时，根据平行四边形法则可得：f1= g sin，f2 = g cos。问题：当变化时，f1和 f2的大小如何变化？上坡时，f1起到什么作用？解释为什么坡越陡越难上去？总结：当增大时，f1增大，f2减小。上坡时f1阻碍物体前进，坡越陡，越大，f1越大，阻碍作用越大，越难上坡。（3）学生实验：感受拉力的作用效果用铅笔、绳套、钩码组成一套模拟支架装置，进行学生实验。实验步骤：首先将绳套一端系在中指的根部，一端穿过铅笔的末端凹槽，让铅笔的笔尖部分顶在掌心上。然后在绳套末端悬挂钩码，体会食指和掌心受力的情况。讨论分析：1、食指和掌心的感觉说明悬挂钩码后在支架末端产生的拉力产生了怎样的作用效果？ 2、可以将钩码产生的向下的拉力沿哪两个方向分解？3、如何确定分力的大小？小结：食指有被拉伸的感觉掌心有被刺痛的感觉。钩码对支架末端的拉力产生了拉伸细线和压紧铅笔两个作用效果。分力方向一个沿细线方向向外，一个沿铅笔向里。4、应用：请同学解释课堂开始时的设疑，并进一步思考如何用较小的力将陷在泥潭中的车辆拉出？5、思考：观看千斤顶工作视频，思考千斤顶工作的原理。（三）课堂小结知识层面：1、什么是力的分解，力的分解和力的合成有什么关系；2、力的分解的方法，如何判断力的实际作用效果；3、力的分解的一般步骤和应用。能力层面：1、进一步体会物理中的等效思想；2、会用平行四边形法则计算分力的大小；3、感受物理知识在实际生活中的应用。板书设计： 等效 力的分解合成 1、 合力 分力分解2、方法：遵循平行四边形法则。 一个力 无数组分力 方向确定 一组分力3、如何分解：按力的作用效果来分教学反思：1、设计思路 物理知识都是源自于生活的，每一个抽象的物理模型都有它鲜活的生活原型。所以本节课在设计时注重从生活中提取素材，这样更易调动学生的学习兴趣，使学生真正融入到物理课堂中来。而在进行教学环节的设计时，则充分考虑到学生的认知特点，从学生已有的知识出发，由简到难，层层递进，这样可以降低学生学习新知识的难度。2、教学环节设计在课堂引入环节，进行了拔河游戏，一名娇小的女生能轻易拉动两名男生，使学生产生了认知冲突，激发了学生的求知欲。在学生的好奇下展开新课教学：（1）首先，教师带领着学生回顾 “力的合成”的知识，并以此为基础得出“力的分解”的定义，在学生已有的知识结构上进行新知识的建构，使学生理解起来更加容易。（2）接下来，教师引导学生探究“力的分解”的方法，同样从“力的合成”的方法入手。 “力的合成”遵循平行四边形定则，教师带领学生回顾平行四边形定则并引导学生思考“力的分解”是否遵循平行四边形定则，进而由力的分解是“力的合成”的逆运算，得出“力的分解”也遵循平行四边形定则，并与“数学中加法和减法互为逆运算遵循同一种运算法则”进行类比，帮助学生理解。（3）得出“力的分解”遵循平行四边形定则之后，教师引导学生应用已有的平行四边形的知识分析得到，当两个分力的方向一定时，一个合力只能分解成一组分力，进而引出本节课的教学重点，如何确定两个分力的方向将合力进行分解。在此过程中，教师在黑板上作出已知分力方向时应用平行四边形定则确定分力的图形，强调作图应规范。（4）教师引导学生探讨如何确定分力的方向。认识三个常见的物理模型：第一个是水平面上物体受到斜向上拉力的分解。该模型以生活中常见的人拉拉杆箱前行的例子引出，之后教师进行演示实验，用斜向上的力拉着重物在台秤上沿水平面运动。演示实验之后，教师提出三个精心设计的问题，引导学生通过思考得出了分力的方向分别沿拉力作用效果的方向。之后，教师和学生共同总结出应按力的作用效果将力进行分解。这个过程中，教师的提问很关键，应根据合力和分力的等效关系设计出问题，通过回答问题学生可自己得到分力的方向，教师在提出问题后应给学生充分的时间去思考，并在得出分力的方向之后，引导学生根据平行四边形定则和三角函数的知识确定分力的大小。此时给学生一些时间做出该力的分解。第二个模型是斜面上物体受到重力的分解，该模型用生活常见的物体在斜坡上运动为例引出。和第一个模型的教学过程类似，教师进行演示实验，并提出三个有针对性的问题，引导学生得出分力的方向，进而根据平行四边形定则和三角函数的知识确定分力的大小。同样的思考模式帮助学生强化认识力的分解的一般过程。第三个模型是支架末端拉力的分解，此时让学生动手去实验，亲自体会支架末端拉力产生的作用效果，并应用刚学的方法作出分力，进一步加深学生对力的分解知识的理解。（5）通过三个模型的学习，学生对力的分解已经有较深的认识，此时让学生再去思考课堂开始时的游戏现象，让学生应用学到的知识去解释该现象。学生经过思考讨论之后，能够利用力的分解的知识得出产生该现象的原因，基本达到学以致用的目的。（6）在此基础上，举出生活的实例，启发学生思考，进一步拓展学生对力的分解的应用能力。3、教学中有待改进的地方 按照教学思路完成教学之后，教学设计的意图基本上都得到了实现，学生能较好的理解和应用“力的分解”的知识。但教学过程中还存在一些有待改进的地方：（1）对力的分解的一般方法强调的还不够，如果每学习一个模型之后都强调一次，会加深学生的理解。（2）应该给学生更多的思考空间，教师提问之后不必急于给学生太多的提示。教师的提示会引导学生跟着教师的思路走，但在一定程度上限制了学生的思维，应再多给一些时间让学生去思考，才能充分的锻炼学生的思维能力。（3）本节课的应用环节，如果学生对力的分解的知识掌握的较好，可以在该环节引导学生进行更多的拓展，进一步提高学生的能力。附：力的分解学案1、 定义： 2、 力的合成和分解都遵循 。在没有任何条件限制的情况下，一个力可以分解成 组分力，当两个分力的方向一定时，一个力可以分解成 组分力。3、 力的分解时要按照力的 确定分力方向。f【模型1】水平面上物体受到斜向上拉力f，如何分解？思考：（1）拉力f产生了哪些作用效果？（2）