力的合成与分解_教学设计

第四节 力的合成与分解教学设计【学习目标】知识与技能：（1）认识力的合成与分解遵守平行四边形定则，并可以有无数组解。（2）知道力按作用效果分解，并能根据具体情况运用力的平行四边形定则或三角形定则作图，并根据几何关系求解分力。过程与方法：强化学生心中“等效替代”的思想。培养学生利用数学方法解决物理问题的能力。使学生在探究的过程中领悟探究方法，并掌握观察和设计实验的能力。情感态度与价值观：（1）培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度。（2）培养学生科学的实验精神，使学生养成在生活中发现问题，研究问题的良好习惯。【学习重点和难点】重点：1力的平行四边形定则的应用，按效果进行力的合成与分解。2根据力的作用效果进行力的合成与分解。难点：1力的作用效果的确定。2力的合成与分解中对平行四边形及正交分解等方法的灵活应用。【教学设备】皮筋若干，白纸，木板，铁钉，弹簧测力计，力的合成与分解演示器，钩码若干，铅笔，细线，绳子，量角尺【教学流程】图片导入：展示生活中有关力的合成与分解的现象。（吸引学生的注意力）问题：力是如何分解和合成的？（明确探究目标，讨论设计探究方案）定性分析：合力的大小与分力的大小和分力之间的夹角有关2、弹性势能越大，对外做的功越多。讨论分析：由力是矢量来确定其合成方法。（将数学方法应用于物理学习中）开 始重点分析：力的合成与分解是利用等效替代的思路讨论：力是矢量，合力和分力可以进行等效替代探究1：力的合成与分力大小的关系探究2：力的分解和分力之间夹角的关系探究3：力的合成与分解是否遵循平行四边形定则交流讨论：力为矢量，力的合成与分解遵循平行四边形定则结束【教学内容与过程】教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图导入新课思考：提水桶的时候为什么两个人提比一个人提省力1教师：大家都在家里或者学校提过水吧，请大家回忆一下提水时的经历2当有人帮忙提的时候会更加轻松还是自己提的时候更加轻松？若是两人共同提水，怎么样提会让彼此都更加轻松呢？学生回忆，思考回答。当两人一起提水的时候要比自己提水轻松，而且两个人之间离得越远越轻松。从生活走向物理，引发学生思考，调动学习的积极性。引入概念讨论：一个人提水和两个人提水都可以把水桶提起来，但两个人提水更加省力，而且两人之间距离越大越省力，这些现象说明了什么？定义：力是矢量，在产生同样的作用效果时，所需要的一个力可以用两个甚至多个力进行等效替代1教师提问：通过上面的事例，能说明什么呢，力是有方向的吗？2请两位男同学和一位女同学上台表演。（拔河比赛）两个力气大的男同学使劲拉一根绳子，彼此都想把对方拉过来，但双方实力相当，再上来一位女同学在绳中间一拉，可以看到，为什么？是不是合力总比分力大？学生思考、讨论、回答。力是有方向的，是一个矢量。女同学可以轻松的将绳子拉向自己这方，可以说明合力不一定比分力大，合力可以小于各个分力。学生总结叙述。通过让学生自己进行体验并发表自己的看法，让学生可以充分体会寻找知识的乐趣，增加其学习兴趣。培养学生分析、归纳总结能力。定性分析分析：1在两分力的大小一定时，两分力的夹角越大，其等效的合力越小；2在两分力的夹角一定时，分力的大小越大，其等效的合力越大1利用力的合成与分解演示器，在各两端挂上一个质量相同的钩码，改变其夹角，观察弹簧测力计读数的变化2同样利用力的合成与分解演示器，固定两力的夹角，改变两端所挂钩码的质量，观察弹簧测力计读数的变化3老师提问：力的合成所得的这些结果是否适用于力的分解？学生讨论，回答。力是一个矢量，与方向和大小有关，因此合力的大小和分力的夹角及分力的大小有关。力的合成的这些结论也可以适用于力的分解通过实验演示对力的合成进行定性分析，并举一反三分析力的分解，加深学生对力的合成与分解的理解，调动他们探究积极性。实验原理通过实验现象让学生理解力的合成与分解的影响因素可以利用力分解后的一个力的大小的改变和精确的测量力的大小和夹角的方法来验证力的合成与分解是否遵循平行四边形定则教师指出：根据力是个矢量可以得出力遵循平行四边形定则，那么我们如何来验证力的合成与分解遵循平行四边形定则呢？1学生讨论、交流。2利用现有的实验器材，得出要使得合力与分力的作用效果相同的情况下才能验证力的合成与分解明确探究目标，引导学生自主探究。通过演示实验，让学生在理解功是能量转化的基础上，理解实验原理，突破教学难点。探究三利用橡皮筋的拉伸长度一样，确保其效果相同，并通过弹簧测力计可以准确的读出力的大小，而由其作用效果相同，可以知道所加的两个分力的一个合力等效。教师：在设计好的实验方案基础上，请大家进行实验，验证力的合成与分解遵循平行四边形定则教师指导学生进行实验，并提供学生图表。F1F2F合F误差1234做完后把数据填入到表格中并作图。提问：从得出的数据中我们可以发现什么规律呢？次数表格一：将橡皮筋固定在a点，演示用两个力f1f2拉动橡皮筋到o点，再演示用f力将橡皮筋拉到o点，记录到表格一中，并改变重复测试4次，记录在表格中，通过计算得出F合，将其与F对比计算其误差分组讨论和合作探究，培养他们的团结协作能力。让学生使用控制变量和验证的方法分析实验结果，培养学生分析和探究的精神培养学生对实验数据的处理能力探究一利用对于力的感觉，并通过探究一得出的结论，对实验的现象进行理论分析通过感受由于所挂物体质量的改变，通过感受其中一个分力的大小的改变，感受合力大小的改变通过对现有实验器材的利用，设计出可以体会并分析力的合成的实验，并对其进行作图分析，理解作图分析的方法将橡皮筋套在中指上，将铅笔与橡皮筋连接，铅笔尖端卡在手心处，体会一下铅笔的重力产生的效果，在铅笔上挂接上钩码，并改变钩码的大小，思考拉力 产生的效果培养学生的实验操作能力、解决实际问题的能力。探究三力的合成和分解的本质是一样的，而探究力的合成与分解与分力的夹角的关系时，可以简单的 利用对同一力分解时由于分力的夹角不同而对分力大小的影响利用同样质量度的钩码，通过增大，减小分力之间的夹角，而为了保持平衡，所得分力的合力必须与钩码所受的重力相等，且方向相反，因此可以通过观察分力大小的变化来定性的理解力的合成与分解与两分力的夹角之间的关系1教师提问：我们在定性分析了分力大小对合力的影响后，由于已学知识可得力的方向也对其有一定的影响，那我们怎么样验证呢？2教师提示：在研究里的方向对其作用时，需将力的大小恒定，以确保不会对是研究过造成影响。通过力的合成与分解本质相同，我们可以在研究力的合成之后利用力的分解验证力的方向对力的合成与分解的影响用桌上的弹簧测力计，橡皮筋和一个200g的钩码做一个小实验。将钩码挂在橡皮筋的中点C，先在橡皮筋的两端A、B上挂上弹簧测力计，再将其慢慢靠拢，再将A、B两端逐渐分开，观察在此过程中橡皮筋的长度及弹簧测力计的示数，是否变化，感受力的变化？1引导学生运用已有知识解决新问题。2由学生自己交流讨论得到结论，体验成功的快乐。3让学生在学习中学会举一反三，将所学的知识学以致用总结谈本节课的收获。教师引导学生回顾本节课的学习，总结探究的过程和方法。教师倾听，适当提示。学生总结本节课中运用的学科方法：控制变量法、对比分析法探究过程：猜想与假设、设计方案、实验验证、讨论分析等。体会探究学习的乐趣，产生学习成就感。课外