新课改教学案例—《力的合成》.doc

新课改教学案例力的合成 山东省济南第一中学 杨林萍 张永平物理是以实验为基础的科学，离开实验，物理就成为无源之水，本节课更体现了物理学的这一特点。平行四边形定责是矢量合成法则，而学生一直以来都习惯于代数运算，对矢量运算特别不习惯，因此在教学过程中要注意增加学生的感性认识。实验是学生接受物理知识最符合认知规律的方法，本节课的教学设计正是基于实验，让学生亲自实践，实验探究，培养学生的实验探究、团结合作、归纳总结等能力，这是实践出真知的要求，也是突破重点和难点的关键；同时，渗透了研究问题的一般方法：提出问题分析问题设计实验进行实验数据处理实验结论应用推广。 学科课 题课型高中物理力的合成新授课教学目标知识与技能：能从力的等效性来理解力的合成和合力的概念。能区分矢量和标量，能通过实验掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍法则。会用作图法求共点力的合力。 知道合力的大小与分力间夹角的关系，会用直角三角形知识计算共点力的合力。过程与方法：学生通过对比、分析日常生活中情形理解等效代替，知道代替的前提是等效。通过自主探究，培养学生实验、探究、处理数据的能力及相互协作、实事求是的精神。掌握处理问题的一般思路：提出问题分析问题解决问题应用与推广。情感态度与价值观：通过自主探究实验，了解物理规律的形成过程和等效代替思想的运用，体会学习的乐趣、成功的快乐，培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯。通过对具体问题的分析体现物理与生活的密切联系。教学重点平行四边形定则的探索应用教学难点在等效代替的基础上理解合力与分力的关系，理解平行四边形定则教法学法探究性学习、启发式教学教 学器 材学生实验器材：方木板、白纸、弹簧秤、橡皮筋、（或钩码1个）、细绳套、图钉、三角板、直尺平行四边形演示仪教 学 设 计内容教师活动学生活动设计意图基本概念一、 共点力：用多媒体展示几组日常生活中的情景：F1F2 F1F2 提出问题： 什么是共点力？学生对比分析归纳总结：如果几个力同时作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。 通过生活实例帮助学生理解共点力的概念，形象且印象深刻 二、 合力与分力用多媒体展示几组日常生活中的情景： 提出问题：从力的作用效果看，以上情形说明了什么？以拉弹簧为例，引出概念： 由于力F产生的效果与力F1、F2共同作用所产生的效果相同，可以用力F等效代替F1、F2的共同作用。力F就叫做力F1和F2的合力。等效代替是物理学中常用的方法。多媒体展示图片：提问：如何寻找力F1、F2的合力？学生回答完后多媒体展示图片：FFF1F2F1F2归纳强调：力F与力F1、F2等效，所以力F1、F2 的合力大小、方向均与力F相同，用等效代替的方法找出了力F1、F2 的合力观察比较分析讨论、归纳总结：一个力产生的效果与几个共点力共同作用所产生的效果相同用文字表述合力、分力的概念根据刚才的分析，思考讨论得出结论：只用一个测力计悬挂重物，则力F与力F1、F2等效培养学生观察分析归纳总结的能力强调等效抓住等效代替这个关键，通过实例帮助学生理解合力与分力的概念，让学生理解等效代替是物理学中常用的方法进一步加深巩固等效代替的思想 三、力的合成求几个力的合力叫做力的合成。F1F2一条直线上的二力合成 F1、F2同向,合力？F2F1 F1、F2反向,合力？具体到数字：F1=10N，F2=2N，合力？可以看出：合力不但与分力的大小有关，还与分力的方向有关。思考回答从最简单的一条直线上的二力合成入手，并将其数字化，给学生以感性认识。实验探究 互成角度的二力合成在日常生活中也常常见到两个力不在一条直线上而是互成一定的角度，这时合力与分力间又满足什么样的关系？分析引导：同学们的猜想都是从力的大小出发的，力是矢量还是标量？再次指出：合力与分力的大小、方向都有关。合力与分力间究竟满足什么关系？我们通过实验探究解决这个问题。明确实验目的：探究合力与分力的关系引导学生：实验应分几大部分个过程？发放实验器材：方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、图钉、三角板、直尺、橡皮筋（一半学生）、钩码（一半学生）猜想，个别学生回答，其他学生补充回答，进一步强化力的矢量性思考讨论确定实验思路：确定分力找出合力分析比较由特殊情形延展至互成角度的二力合成，变直接给出结论为实验探究，激发学生的学习兴趣。实验方案设计让学生设计实验方案如何确定分力、合力。组织学生共同讨论、改进双方的实验方案：首先肯定方案一的可行性:使橡皮筋伸长相同的长度，说明力的作用效果相同，确定了分力和合力。进一步指出：“橡皮筋伸长相同的长度”记录起来比较麻烦，有没有更简单的方法？组织学生进一步讨论还需要作哪些记录如何记录力的方向？两点近一点好还是远一点好？请一名同学把实验方案完整的叙述一遍组织引导同学讨论，对方案二进行修正：本案中如何确定力的作用效果相同？在学生思考的基础上给与提示：钩码上升可以是匀速的也可以是变速的，运动状态不好控制，即力的作用效果相同不好控制，应该怎样改进实验方案？请一名同学把实验方案完整的叙述一遍将两个实验方案进行对比，有何相同之处？记录数据时木板放置方式有何区别？根据器材设计讨论各自的实验方案。方案一：先用两个弹簧秤使橡皮筋伸长一定的长度，再用一个弹簧秤使它伸长同样的长度，记录弹簧秤的读数，再分析比较讨论回答：使橡皮筋伸长到同一个点。回答：力的方向两点确定一条直线远一点好方案二：先用两个弹簧秤拉着钩码上升，再用一个弹簧秤拉着钩码上升，记录结点的位置、弹簧秤的读数，细绳套的方向讨论回答：将钩码竖直静止悬挂都是先确定两个分力，再根据等效代替确定两个分力的合力。方案二木板应该竖直放置培养学生的分析判断能力、团结协作能力，归纳表达能力培养学生分析比较能力分组实验分组实验确定任意角度的两个分力及其合力,注意事项见大屏幕，走到学生中间观察、指导学生实验。分组实验，一个同学实验操作，一个同学进行实验记录。培养学生实验操作能力、协调合作能力。数据处理如何把力直观形象地表示出来？请同学们作出三个力的图示。观察三条有向线段，合力与分力间存在哪些关系？回扣前面学生的猜想，并进一步指出：这些都还不是合力与分力的定量关系，不是普遍适用规律，在数学上，要确定三条线段的关系，常常将它们归入到一个几何图形中去分析比较。投影仪展示部分同学的实验结果，再让同学观察自己的图象，思考这个四边形象什么图形？回答：力的图示用铅笔和尺子作出三个力的图示。观察自己所作图示，从大小和方向角度给出自己的结论。联系数学知识，思考得出结论：用虚线连接合力与分力的箭头端，得出四边形。看图、观察并回答：象平行四边形。培养学生严谨认真、实事求是的科学态度培养学生用数学方法处理物理问题实验结论给出结论：大量精确的实验表明，两个力的合成满足平行四边形定则。请同学们用自己的语言文字表述平行四边形定则的内容。大屏幕显示平行四边形定则的内容，并通过动画强调邻边、邻边之间的对角线。平行四边形定则是矢量合成法则，对位移、速度等矢量同样适用。归纳总结，进行文字表述。观察，理解，记忆培养学生归纳总结、分析表达能力加深学生的感性认识。强调矢量合成法则规律应用多媒体展示例：作用在同一个物体上的两个力，F1=45N，方向水平向右，F2=45N，与F1夹角120斜向上。求这两个力的合力F 的大小和方向。走到学生中间观察、指导。讲解例题：作力的图示 计算力的大小 测出夹角，说明力的方向阅读思考做题使学生学以致用，进步巩固所学。拓展一步F1、F2大小一定，随夹角的增大其合力如何变化?用平行四边形演示仪演示。合力什么时候最大，什么时候最小？合力的范围？练习：有两个力，一个是10N，一个是7N，它们的合力能等于2N、5N、9N、15N、18N吗？总结合力与分力可能的大小关系。如何求两个以上的力的合力？动画展示作图法求三个力的合力的不同过程。思考回答思考回答思考回答思考回答思考回答加深对平行四边形定则的理解掌握合力的大小范围并能处理简单的问题使学生举一反三小结提示学生回顾本节课所学内容思考并总结第五节 力的分解章丘四中 李俊鹏教学目标：一、知识与技能目标：1、使学生正确理解分力的概念，理解力的分解的含义2、使学生初步掌握根据力的实际作用效果确定分力方向的原则，掌握将一个已知力分解为两个互成角度分力的方法3、了解三角形定则及其简单应用二、过程与方法目标：1、深入体会等效替代的思维方法2、尝试科学探究的过程，掌握由猜想到实验验证的科学研究方法3、培养学生观察能力、分析能力、逻辑推理能力及概括和表述能力三、情感态度和价值观目标：1、使学生切身感受物理，对物理增强感性认识，使其自觉完成由感性认识到理性认识的升华，体验物理规律之美2、通过实验使学生切身感受知识的力量，激发其学习科学知识的内在动力3、培养学生严谨的学风、科学的实验态度和与人合作的团队精神教学重点：一、通过实例深入理解等效替代的方法以及分力、力的分解的概念二、通过实验引导学生总结并掌握按力的实际作用效果分解已知力的方法教学难点：通过实例使学生深入理解，分力与合力之间是等效替代关系而并非同时作用在物体上。同时掌握按力的实际作用效果，确定分力方向然后根据平行四边形定则分解已知力这一重要方法教学方法：实践假设猜想实验探究应用于实践教学用具：大砝码、台秤、玻璃板、带垂直板的斜面、海绵、钩码、带细线的小支杆、铁丝、断铁丝装置教学过程：一、导入新课创设情景，激发兴趣：通过男女生断铁丝游戏，激发学生学习兴趣，创设学习氛围。师：同学们说一般是男生力气大，还是女生力气大？生：男生力气大师：那我们班哪位男生力气最大？请上前面来。生：男生上来师：哪位女生敢向他挑战？生：女生上来师：下面请他们两位做个小游戏。男生用这样的装置双手用力拉铁丝，女生采用这样的一个装置向下压。看他们谁能将铁丝拉断？（介绍时向学生展示器材）生：完成游戏提出问题导入新课：为什么女生采用这套装置，能很容易拉断男生双手用尽全力都没有拉断的铁丝呢？师：要明白其中的奥妙就需这一节我们所要学习的知识力的分解师：板书课题力的分解；一、力的分解二、新课教学（一）力的分解通过演示实验介绍分力、力的分解的基本概念。使学生明确分力与合力之间的等效替代关系。师：下面我们做一个小实验来明确一下什么是力的分解（准备好小黑板）师：橡皮筋两端固定在黑板上，用手竖直向下拉一条悬绳，在该拉力的作用下两根橡皮筋都发生了伸长，结点到达的位置计为O。（边讲边做实验）师：现将两橡皮筋伸长的方向、及拉力画出来加以表示（边说边画）师：通过刚才的实验可以看出，竖直向下的拉力产生了两个实际的作用效果，使两根橡皮筋都发生了伸长。这一个力的作用就相当于分别沿MO施加一个力，沿NO施加一个力这样两个力共同作用所产生的效果。现在就用两个力作用看能否达到相同的作用效果。师：用两个力拉橡皮筋，使之效果相同。效果相同吗？生：相同师：几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。师：出示分力的概念（多媒体）1、分力：几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。师：求效果与原来那一个力效果完全相同的分力的过程就叫力的分解师：出示力的分解的概念（多媒体）2、力的分解：求一个力的分力叫做力的分解。诱导学生运用类比法，将演示实验与“互成角度的两个力的合成”实验进行对比，推理总结得出力的分解的法则平行四边形定则师：请同学们将刚才的演示实验与“互成角度的两个力的合成”实验进行对比，思考讨论力的分解应当遵循什么法则？生：两实验只是步骤恰好相反。由于力的合成遵循平行四边形定则，力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。师：（及时表扬鼓励）出示力的分解法则（多媒体）3、力的分解法则：平行四边形定则师：明确了力的分解法则，哪位同学能完成刚才我们所做实验中拉力F的分解？生：上来完成力F的分解（要求其他学生完成学案中力F的分解）师：点评学生的分解（及时表扬鼓励，及时纠错规范）师：在此如果我们仅仅知道力F的大小与方向，不知两分力的方向，请同学们思考，力F的分解还唯一吗？生：不唯一师：为什么现在的分解是唯一的？生：已知两分力的方向了师：我们是根据什么确定了两分力的方向？生：力F的实际作用效果师：那么在实际应用中，根据力的实际作用效果，将力分解的方法是否具有普遍意义呢？下面再看几个实例通过实例，引导学生按照实践假设猜想实验验证的基本步骤，通过实验验证及学生的切身感受，讨论并确认将一个已知力分解的基本思路，引导学生完成力的分解思路的总结4、实例分析：师：（边演示边说）请同学们猜想，斜向上的拉力会产生怎样的实际作用效果？ 实例一F生：竖直向上、水平向前 师：同学们的猜想是否正确呢？请观察实验，根据现象进行分析师：做实验，同学们看到什么现象？生：台秤示数减小，物体滑动师：试分析力F的作用效果生：力F产生了竖直向上、水平向前两个实际的作用效果师：非常好，这样我们便得到了两个分力的方向，请同学们根据我们所得的两分力方向，利用平行四边形定则，将力F进行分解（出示媒体）生：完成力F的分解师：展示正确解答（媒体展示）师：请同学们再思考这样一个实例，放在这一个斜面装置上的重物，它的重力会产生怎样的实际作用效果？实例二G生：垂直于两斜面的压力师：同学们的猜想是否正确呢？请观察实验，根据现象进行分析师：做实验，同学们看到什么现象？生：两块海绵都发生了凹陷师：试分析力G的作用效果生：力G产生了垂直于两斜面，压斜面的两个实际的作用效果师：非常好，这样我们便得到了两个分力的方向，请同学们根据我们所得的两分力方向，利用平行四边形定则，将力G进行分解（出示媒体）生：完成力G的分解师：展示正确解答（媒体展示）师：以上我们完成了斜向上的拉力F以及竖直向下的重力G的分解，下面我们大家共同做一组实验，切身感受一下力的作用效果。师：（边讲边演示）请同学们象我这样，将一个细绳套套在你的中指上，另一细绳套上挂上钩码，手掌保持竖直状态，将小杆撑在你的手掌上。感受一下竖直悬绳中的拉力产生了怎样的实际作用效果？改变杆与手掌间的角度再感受一下。师：哪位同学能结合你的感受，谈一下竖直悬绳中的拉力，产生了怎样的实际作用效果？生：竖直悬绳中的拉力，产生了沿斜绳向下拉中指和沿杆向里压手掌的两个作用效果师：其他同学同意他的观点吗？生：同意师：这样我们就根据切身感受，得到了竖直悬绳中拉力的两个分力方向，下面请同学们完成学案实例三中力F的分解（媒体展示分力方向）生：完成分解师：实物投影展示学生解答情况（及时给予表扬鼓励并纠正错误）师：请同学们观察，三幅图中两分力大小变化有怎样的规律？生：当合力一定时，随两分力间夹角的增大，两分力都将增大师：很好实例三FFF师：下面请同学们讨论总结，我们在实际应用中，将一个力分解的基本思路是怎样的？生：总结：根据实际情况，判断力的作用效果，确定分力的方向进而根据平行四边形定则将力分解通过例题解答总结解题方法计算法，与前面方法对比总结并转入矢量相加的法则师：明确了将力分解的基本思路，下面请同学们看这样一个例题师：（媒体展示）出示例题例题：如图所示，绳AB与杆之间的夹角为300，竖直悬绳中的拉力为F。求:AB绳中的拉力大小和杆所受压力的大小FAB300生：完成例题师：投影学生做的情况生：展示自己的解答思路师：（媒体展示）正确解答情况，强化规范解答，指明计算法师：无论是前面三个实例中所用的图示法，还是例题中所用的计算法。力与其两分力之间总遵循平行四边形定则，可见平行四边形定则是矢量运算的法则（二）矢量相加的法则师：板书二、矢量相加的法则1、平行四边形定则师：请同学们思考这样一个问题（媒体展示），如何求两个力的合力？生：作平行四边形，则两力所夹对角线就代表合力的大小和方向师：（媒体展示）出示正确地结果进行反馈师：请同学们再看这样一个问题师：（媒体展示）出示问题生：由A指向C的有向线段表示此人的合位移师：很好，这种把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做三角形定则师：板书2、三角形定则：把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做三角形定则师：如何理解三角形定则与平行四边形定则的联系？生：作两边的平行线，便可构成平行四边形。由此可见，三角形定则与平行四边形定则实质上是完全相同的师：很好，只是三角形定则在处理某些问题时比较简单（三）具体应用：师：下面请同学们讨论思考，前面我们所做的游戏中，为什么女生采用这套装置，能很容易拉断男生双手用尽全力都没有拉断的铁丝呢？生：用力下压时，两机械臂间的夹角增大，在两机械臂中会产生很大的拉力，将铁丝拉断师：很好，解释的非常精彩。由此我们也切身感受到，知识的力量是无穷的。所以，马克思曾经说过：“一个人如果具有了知识，就会变得具有三头六臂的本领”所以同学们要努力学好自己的学业师：同学们到底掌握的如何呢？下面看能否解决一个实际问题，请看学案中的反馈训练第二题生：讨论交流师：哪位同学能试着说一下你的思路？生：将绳拉紧并将两端分别绑在树和气车上，人由绳的中间用力向一侧拉绳，这样便可将汽车拉出师：做法完全正确，试解释其原理何在？生：当两分力间夹角很大时，用很小的力就可以在两分力方向上获得很大的力师：给予肯定师：下面请同学们试着总结一下，本节课我们都学了那些知识？生：主要学习了根据力的实际作用效果将力进行分解这一重要方法，还学习了当合力一定时，随两分力间夹角的增大，两分力都将增大。师：这位同学总结的很好，比较全面了（四）教学小结：师：今天这一节课主要是学习力的分解知识。通过学习，同学们要深入体会分力与合力之间的等效替代的关系。掌握根据力的实际作用效果将力进行分解这一重要方法。同时还要自觉的运用我们所学的知识去解释和解决现实生活中的实际问题，达到真正的学以致用。（五）作业：力的分解学案中的反馈训练第三题；思考讨论题：以学习小组为单位利用本节课所学知识分析：为什么高大的桥要建很长的引桥，为什么高山要建螺旋状的盘山公路？附板书设计力的分解一 力的分解 1分力2力的分解3力的分解法则二.矢量相加的法则1平行四边形定则2三角形定则附学案设计力的分解学案MNOF一、力的分解实验：实例一 实例二GF实例三FFF总结：例题：如图所示，绳AB与杆之间的夹角为300，竖直悬绳中的拉力为F。求:AB绳中的拉力大小和杆所受压力的大小FAB300二、矢量相加的法则1、平行四边形定则2、三角形定则：把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做三角形定则三、反馈训练1、根据力的实际作用效果，完成下列各图中力的分解GF2、一位同学发现，在离他不远处有一辆小汽车，陷在泥沼地里，司机费尽九牛二虎之力也不能将车推离困境，甚至连他去帮忙也无济于事。但是他在车的货箱中发现了一根较结实的长绳，同时又看见离车不远处有一颗大树。这时他高兴的对司机说有办法把汽车拉离泥沼地了。结果只他一人就把汽车拉离泥沼地了。这位同学是怎样办到的？请画出简图进行解释。3、如图所示，用F100N的力向下拉竖直悬绳，试求此时绳AO和绳BO所受拉力各是多少？300600ABFO4、以学习小组为单位利用本节课所学知识分析：为什么高大的桥要建很长的引桥，为什么高山要建螺旋状的盘山公路？分析当地桥的建筑结构，说明其建筑原理。司南版物理教案 第一节 力的合成山东师大附中王方明教学目标：一知识与技能理解合力、分力与力的合成的概念；通过实验探究认识力的平行四边形定则，并能够应用平行四边形定则求共点力的合力；训练规范实验操作技能，提高规范作图能力二过程与方法学会运用等效替代方法分析物理问题，理解几个分力与其合力的等效关系；体会实验的探究过程，构建实验探究过程模式三情感态度与价值观体会实验探究过程，培养团队合作精神，养成科学的实验态度，提高物理素养教学重点：理解合力、分力、共点力与力的合成的概念；通过实验探究认识力的平行四边形定则，并能够应用平行四边形定则求共点力的合力教学难点：用实验方法探究力的合成的平行四边形定则教学用具：探究力的合成的平行四边形定则创新演示实验仪器一套，钩码、细线等分组实验器材若干教学过程：一 新课引入教师：现在请大家看大屏幕图片中我可以用双手握单杠使身体平衡，也可以用单手握杠使身体平衡当用双手握杠使身体平衡时，身体同时受到两个斜向上的拉力F1、F2的作用当用单手握杠时，身体只受到一个向上的拉力F作用，那么F1、F2的共同作用效果与力F的作用效果是否相同？学生回答教师：再来看下面的例子图片中我可以用两根细线提着钩码使之平衡，还可以用一根细线提着钩码使之平衡，两种情况中，钩码分别受到拉力F1、F2和拉力F的作用，那么拉力F1、F2的作用效果与拉力F的作用效果是否相同？为什么？学生回答教师：象这样，当物体受到几个力的共同作用时，其作用效果常常可以用一个力来替代，我们就定义这一个力叫做那几个力的合力；原来的几个力叫做这个力的分力。通过刚才的分析我们知道，几个分力的共同作用效果与其合力的作用效果是等效的教师：如果我们已知几个力的大小和方向，求它们合力的过程或方法，叫做力的合成本节课我们就用实验来探究求几个力的合力的方法。依据从简单入手的原则，我们首先来探究求两个力的合力的方法二实验探究实验感受，提出问题教师：下面请大家来做一个小实验在每张课桌上都放有一个事先拴好两根细线的钩码，现在请大家象我这样把钩码提起，然后缓慢增大两根细线之间的夹角，注意体会两个拉力大小的变化情况，一会儿请同学说出自己的体会结果学生实验体会，然后回答教师：（切换图片）刚才几位同学都谈出了自己的体会，通过刚才的小实验，相信大家都体会到：随着夹角的改变，两个拉力的大小也发生了变化大家注意到没有，虽然两个拉力的大小和方向在改变，但两个拉力的共同作用效果却是不变的，始终与力F的作用效果相同那么拉力F1、F2与它们的合力F在大小和方向上到底存在什么关系呢？我们如何用实验进行定量研究呢？要研究F1、F2与它们的合力F在大小和方向上的定量关系，我们首先要准确测量出这三个力的大小，标定出这三个力的方向；然后运用力的图示表述出三个力的大小，方向和作用点现在请大家回忆一下，如何用力的图示来表述力的三要素？学生回答，教师同步作图：第一步选好标度；第二步确定力的作用点；第三步沿力的方向做出一条