教学设计-力的合成.doc

第二章 B 力的合成上海市青浦区第二中学 刘佳琦一、教学任务分析力的合成是在学习了生活中常见的力之后，从等效的角度对两个力作用效果所遵循规律的深入探究。力的合成是解决力学问题的一个重要方法，是以后学习牛顿运动定律的基础之一，也是中学阶段其他矢量运算的基础。力的合成是本章教学的重点。学习本节内容需要的知识有：力的矢量性、力的三要素、力的图示和等效的思想方法。从教材“泗水拔鼎”故事情景入手，让学生通过模拟“拔鼎”（即提杠铃片）的游戏提出问题，感悟等效思想，建立“共点力”、“合力与分力”、“合成与分解”等概念。在学生亲身体验的基础上，教师用演示，为学生进一步的探究搭建一个台阶，再引导学生通过实验探究，归纳出平行四边形定则。学生通过探究实验，讨论合力与分力的大小关系，加深对平行四边形定则的认识，完成对“泗水拔鼎”等实际问题的解释。本设计强调学生的参与和亲身体验，在学习过程中感受等效替代的思想方法，通过对简单实际问题的研究，知道力的合成在实际中的应用，从而自觉联系生活、生产和科技实际，激发求知欲望和研究周围事物的兴趣。我校是区普通高中，学生基础一般，具备一定的初中物理知识，在运用物理规律解决问题方面存在能力的差异。在教学过程中，要预先复习两个方向相同或相反的力的合成，在此基础上再涉及到互成角度的两个力的合成，通过探究实验得出平行四边形定则，使学生由浅入深、层层递进得出规律。在本设计中，不仅教会学生互成角度的两个力的合成规律，还要教授学生实验探究的物理方法。二、教学目标：1、 知识与技能：知道共点力，理解力的合成的概念，理解平行四边形定则，使用实验仪器运用实验探究的方法研究得出合力与分力的关系；2、 过程与方法：通过实验探究过程学习平行四边形定则，通过自主活动做出矢量合成的模型，培养学生动手实验的能力，感受矢量求和的方法：3、 情感态度价值观：通过有关力的合成的实例分析，感悟力的合成在桥梁、工地及日常生活中的实际意义和应用价值，感悟科学和人文的结合，进一步培养学生学习物理的兴趣。三、教学重点、难点：重点：互成角度的两个力的合成及平行四边形定则难点：平行四边形定则的探究及运用该定则解题四、学习资源1、学生实验器材 每两人一套画图板、橡皮筋、弹簧秤(2个)、三角尺、白纸、绳套、铅笔。（装置参考教材例图）2、自制powerpoint课件五、教学设计思路本设计包括共点力和力的合成两部分内容。本设计的基本思路是：借境激疑实验探究实际运用。即借“泗水拔鼎”故事之景，建立共点力的概念，引出等效概念和力的合成问题；通过学生实验探究，归纳得出平行四边形定则；通过学生课堂习题和小结深化对力的合成的理解。本设计要突出的重点和要突破难点是：探究并理解力的平行四边形定则。方法是：借“泗水拔鼎”故事之景，让学生通过模拟“拔鼎”（即提杠铃片）的游戏，提出“共点力”、“合力和分力”、“力的合成与分解”的概念，感悟等效思想；通过实验让学生通过实验探究，归纳得出平行四边形定则，从而突出重点，并突破难点。本设计强调学生自主探究和亲身感受，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育，重视学生合作意识、团队协作精神和实事求是的科学态度的培养。完成本设计的内容约需1课时。六、教学流程1、教学流程图活动III分析解释平行四边形定则求合力情景IDIS演示实验活动I模拟“拔鼎”合力分力活动II学生实验等效替代合成分解问题I设问共点力合力范围七、教学过程：教师活动学生活动设计意图引入课题：以郦道元所著的水经注。泗水为例，引出“拉出大鼎”包涵的物理知识：涉及“力的合成”的内容学生阅读并翻译理解课本中内容包括的物理知识通过“泗水拔鼎”的故事引出本节的内容，让学生有感性的认识，激发学习兴趣问题：为什么那么多人拔鼎却未拔出？谈论回答：很多人同时向各个方向拉，力会相互抵消学生讨论，教师提问，提高学生的兴趣和求知欲让学生列举现实生活中的例子举例：链索悬挂日光灯，交通运输中的牵引绳，纤夫拉纤的绳子拉力，斜拉桥上的绳索等等从古代的故事当中回到现实生活中，进而回到课本中来教师归纳：绳索上有力的作用，可以合成在一起体会刚才回答的例子进入主题：力的合成通过杨浦大桥的桥墩受力的实例得出：一、 力的合成1、 合力：能够替代几个力的这个力叫做合力。2、 力的合成：求合力的方法叫做力的合成3、 共点力：作用于物体上同一点或力的作用线可以相交在同一点的力叫共点力。例：让学生在教师的具体讲解下理解：物体受几个力共同作用，我们可以用一个力代替这几个力共同作用，其效果完全相同，特别要理解共点力的概念，以后的力的合成都是围绕共点力展开的。让学生在理解的基础上做例题。让学生逐步体会等效替代的思想，理解这一物理方法。二、 共点力的合成1、 同一条直线上的两个力的合成：例：两个共点力，F1=3N，F2=4N，（1）若两个力同向，则F合=（ ）F1 F2 F1+F2 F合与F1F2方向相同（2）若两个力同反，则F合=（ ） F1 F2 F2-F1F合与F1F2中大的力(即F2)方向相同学生对老师举的例题讨论解题，得出第一、二题的答案，不仅得出两个合力的大小还要判别出合力的方向，会用“等效替代”的思想计算合力，学生回答问题时，老师加以点评，调动学生活动的积极性从两个同方向的共点力和两个反方向的共点力合成着手，引导学生讨论互成角度的两个共点力怎样去合成，进一步引出本节的重点内容“探究实验”2、互成角度的两个力的合成： F1 F2三、设计实验：1、假设可能出现的结论：以两个共点力F1F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力F的大小和方向就可用F1F2夹的对角线来表示学生思考、分组讨论，尝试通过设计探究实验得出一定结论给出一定的时间让学生在老师的指导下进行探究实验的设计，并且进行课堂交流，老师进行点评，得出可行的设计方案以方向相同及相反的两个力的合成为铺垫，进一步让学生探究互成任意角度两个力的合成，引到需要解决的问题上这一部分是本节课的重点内容，要让学生充分参与实验的整个过程，感受设计实验、动手操作、得出结论的2、 探索研究： （1） 实验目的：研究合力与两个分力的关系（2） 实验器材：图钉、图板、白纸、橡皮筋、弹簧测力计（2个）、刻度尺、量角器（3） 实验步骤： 在图板上固定白纸，用一枚图钉固定在A点，套上细绳，细绳拴上两根橡皮筋 两根橡皮筋挂上两个弹簧测力计拉成一定角度，结点拉到一点O点，读出两边拉力大小F1F2，标出方向B、C点 只用一个弹簧测力计拉至节点与O点重合，读出F大小 用力的图示法画出F1F2的矢量线段，并以F1F2为邻边做平行四边形，画出过O点的对角线 比较画出的对角线与F矢量线段的关系 学生设计实验：1、方法原理：2、仪器选择：3、实验步骤：4、分析归纳：（通过具体实验得出下图所示的实验报告纸） 学生探究实验设计的效果如何直接影响得出结论的准确程度，因此在这一部分的教学中要花较多的时间进行指导，包括实验目的的确定、器材的选择和步骤的安排，既要符合实验的实际需要，又要简单易行，既快又好的完成相关实验得出实验结论。 3、 通过比较，得出相应结论：用F1F2矢量线段为邻边做平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用F1F2所夹的对角线来表示学生用做出来的实验报告纸进行比较、思考，观察画出的对角线与F的矢量线段是否重合，并挑选部分学生拿实验报告纸用多媒体实物投影进行表述，教师进行点评通过教师点拨，学生自行设计实验，并在老师指导下完成实验，最后得出准确结论4、 老师交代课后完成“自主活动”：用木片（或塑料片）制作一个平行四边形模型，过夹角的对角线用含橡皮筋的编制带拉紧，夹角可以随意改变。学生应在教师指导的基础上制作该模型，观察思考当分力间夹角变化时，橡皮筋所代表的合力大小和方向怎样改变？从课本的知识到实际理解、制作和运用，进一步加深对平行四边形定则的理解和掌握，理解该定则使用于一切矢量。四、例: F1 F2 F 标度学生操作练习,掌握平行四边形定则，用刻度尺、量角器得出合力的大小和方向用例题巩固所学知识，一般的夹角使用这种方法五、计算法求合力：F1F2相互垂直，计算合力 O F1F2 F 书上示例一：F1=30N，F2=40N，相互垂直，求合力的大小和方向？思考并进行相关计算，让学生回答，教师点评：F=（F12+F22）1/2合力的方向可用合力与F1的夹角表示：tan= F2/ F1 学生求解：F=50N，=530共点力的合