力的分解教学案例

力的分解教学案例 【教学设计】 西安市中铁中学 段彩凤 邮政编码：710054 力的分解第一课时 力的分解（第一课时）教学设计 西安市中铁学校 段彩凤 【教材分析】 本节内容是人民教育出版社出版的高中物理必修一第三章 相互作用中第五节力的分解，是继第四节力的合成后，对力的矢量性、合力和分力的关系、力的平行四边形定则的进一步加深理解和应用，是本章的一个重点。具体内容有力的分解的概念、力的分解的法则、在实际问题中分解力的方法、唯一解的条件、矢量相加的法则等。应分为两课时学习，本教学设计是第一课时。 【学情分析】 学生已经学习了合力和分力的定义，知道了合力和分力的关系，理解了 力的合成的平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力的大小和方向，所以理解力的分解的概念、力的分解是力的合成的逆运算、力的分解也遵从平行四边形定则难度不大，但对如何在具体问题中分解力，尤其是如何确定分力的方向出现困难。 【设计理念】 本节课内容与实际生活联系紧密，我的设计理念是从生产生活中提炼出模型，再走向生产生活。坚持以学生为主体，创设大量丰富的实验和情境：台秤上提升物体，斜面上放置物体，圆规上悬挂钥匙、在斜面和挡板间放置篮球等，让学生充分体验和认识具体问题中力产生的实际效果，轻松突破重难点。 【教学目标】 1、知识与技能 （1）理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。 （2）初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。 （3）会用作图法和直角三角形的知识求分力。 2过程与方法 （1）进一步领会“等效替代” 。 （2）通过探究尝试发现问题、探索问题、解决问题能力。 （3）掌握应用数学知识解决物理问题的能力。 3情感态度与价值观 （1）通过猜测与探究享受成功的快乐。 （2）感受物理就在身边，有将物理知识应用于生活和生产实验的意识。 【教学重点、难点】 重点：1、在具体问题中正确确定力的作用效果，进行力的分解。 2、会用平行四边形定则求分力，会用直角三角形知识计算分力。 难点：1、分力与合力的等效替代关系。 2、 根据力的实际作用效果进行力的分解。 【突破重点和难点的方法】 通过故事引入，激发学生兴趣；充分利用教学资源，创设大量丰富的实验 和情境，让枯燥的知识生动起来；学生分组探究解决问题，充分发挥集体智慧，给学生分组展示机会，调动学习热情，分享成果；联系实际，收获成功的快乐。 【教学手段、方法】 导学案+实验探究体验+合作讨论+多媒体 【教学用具】 电子台秤一个、带有细线的滑块一个、圆规一个、一串钥匙、自制斜面一个、自制带有竖直挡板铺有海绵的斜面一个、滑块一个、足球一个、刻度尺、多媒体 【教学过程】 （一）引入新课(2分钟) 故事引入：一天，小明和家人去郊游。在路上，他们看到一辆货车不小心陷 入了路边的泥坑中，很多大人在后边推，可是怎么也推不出来。这时，小明主动请缨，说：“我来试试!”只见他找到一根粗绳，把它的一端绑在车上，另一端绑在旁边的大树上，然后在绳的中央位置处稍一用力，竟然将车缓缓拉了出来。所有人都惊呆了：“难道，这，就是传说中的四两拨千斤？” 那么，是不是小明学过功夫，有什么特殊的本领呢？学完新课，我们再 来解答这个问题。 活动：教师讲故事，课件出示情景，学生听故事。 设计意图：故事引课，激发学生的学习兴趣。 （二）新课教学 一、检查导学案的完成情况（3分钟） 活动设计：教师叫两位学生分别汇报自己的复习学案和预习学案的内容，其 他学生纠错。 设计意图：复习合力、分力的关系，力的合成的方法，有助于学生加深对合 力和分力的“等效替代性”的理解，加深理解“平行四边形定则”，初步了解力的分解的概念，力的分解法则，为新课学习做好准备 。 二、新课教学 1、自主学习（4分钟） 师：通过预习，我们明确了力的分解就是已知合力求解分力的过程，力的分 解的法则也是平行四边形定则，可是我仍然有几个疑问：（课件出示问题） （1） 为什么力的分解是力的合成的逆运算？ （2） 分解一个大小、方向确定的力，如果没有条件限制，为什么能得到无 数组分力呢？ （3） 当已知两分力的方向，得到的分力是几组呢？具体怎样作图？ 活动设计：给学生三分钟时间，带着问题阅读教材64页的内容，必要时可 以画图；叫一个学生在黑板上画已知两分力方向时，力的分解图。三分钟后，叫学生依次回答问题，教师纠错，课件出示答案和作图方法，并强调问题答 案。 设计意图：解答学生的疑难问题，引导学生明确力的分解的任务是什么，并 且清楚当已知两个分力方向时，如何作图分解力的方法，为后边的教学打下 基础。 2、合作探究（10分钟） 师：由上面的问题，我们可以设想当在一个具体的问题中，如果能设法确定 合力的分力方向，就能利用平行四边形定则得到确定的分力了，而且我们还 可以用学过的三角形知识求解出两个分力。 活动设计：学生分为四组，提供必要的实验器材，要求学生在十分钟内完成 学案上本组的任务。强调：学习伽利略的研究思路：观察猜想实验 结论；最后的分力要用合力和已知角的三角函数值表示。 任务布置和仪器提供： 第一组：分解斜向上的拉力。提供仪器：电子台秤、带细线的滑块 第二组：分解斜面上物体的重力。提供仪器：斜面和滑块。 第三组：分解物体对三角形支架的作用力。提供仪器：圆规和重物。 第四组：分解竖直挡板和斜面间物体的重力。提供仪器：带有竖直挡板铺有 海绵的斜面、足球。 设计意图：通过猜测与探究享受成功的快乐；合作学习，发挥学生的主体地 位。 3、小组展示（15分钟） 活动设计：每个组派两名学生上台展示，分别从小组的观察、猜测、实验的 设计、实验现象、结论、合力的分解结果进行展示，组内其他成员可以补 充，外组成员可以提问。 设计意图：培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。 4、随堂检测（6分钟） 活动设计：师生共同总结在具体问题中分解一个力的三个步骤： 根据力的作用效果确定两个分力的方向. 根据平行四边形定则作出两个分力. 根据三角形知识计算分力的大小和方向. 学生5分钟内完成学案上的两个随堂检测题。教师公布答案，并简 单讲解。 设计意图：学生总结解题方法和步骤，并通过练习，熟练解题思路。 5、总结评价（3分钟） 活动设计：课件出示学习目标，学生对照学习任务，谈自己本节课的收获。 教师进行评价。 设计意图：培养学生的成就感，增强学习信心。 6、联系实际（3分钟） 活动设计：（1）师生共同思考分析课前故事“四两拨千斤”的物理原理。 （2）布置学生课外思考:高架桥为何要修很长的引桥？为什么刀 刃的夹角越小越锋利？ 设计意图：引导学生感受物理就在身边，有将物理知识应用于生活和生产 实验的意识。 （三）布置作业：课本66页1、2 力的分解教学设计 义乌中学 王树民 一 教学目的 课标内容 教学要求 二 教材分析 力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则，就定则而言，一个力的分解有无数个解，教材通过实例来说明力的分解的依据及如何根据力的实际效果来确定两个分力的方向，并用于解释日常生活中的有关现象，渗透了物理中的等效替代思想和研究方法的。本节课把物理与生活实际联系起来，用物理语言解释生活现象，充分发挥媒体的作用，通过学生亲身体验力的作用效果和设计探究性实验，激发学生的学习兴趣，培养学生动手操作和分析实际问题的能力、归纳问题的能力及运用数学解决物理问题的能力，有利于达成教学目的。 教学重点 使学生经历“合力与分力的关系”的探究过程，学习科学探究的方法，明确力的分解的依据及如何根据力的实际效果来确定两个分力的方向，并通过平行四边形定则确定分力的大小。 教学难点 （1）力的分解的依据、力的作用效果的确定及运用数学知识求解具体问题 （2）探究实验方案的设计 三学情分析 通过力的合成的学习，学生已基本明确了力的特征和力矢量的平行四边形定则，知道合力与分力的概念、等效与替代的思想，比较容易接受力的分解的含义和遵循的规律，但对力按效果分解的方法较难理解，教学中要充分利用生活中的资源和多媒体课件及DIS系统，通过生活实例让学生获得丰富的感性认识，并通过知识的应用激发学生的探究意识。学生应用数学知识分析合力与分力的关系时也有一定的困难，应适当放慢速度，培养学生作图的规范性。 四教学过程 教具： 重物、钩码、支架、细线、电子秤、滑块、薄木板、DIS实验器材、气垫导轨、模拟帆船、电风扇、实物展示台 教学过程的师生行为表 教学流程图 具体教学过程（实录） 新课引入： 老师：介绍要学习的课题力的分解（板书）。 （引言）力的分解内容我们没学过，但我们一直在用力的分解知识。 举例1：牙齿的作用。 举例2：生活中的一些情景，展示图片： 拖把拖地作用在拖把上的力（有什么效果，效果如何？） 盘山公路（为何曲折？） 铁架衍桥（人字形支架受力，如何选材料？） 展示帆船图片：说明风是动力，顺风最好，无风只好停赛。 设问：逆风时，帆船可以逆风前进吗？ 实验：气垫导轨上放模拟帆船：演示顺风时的情景； 再演示逆风时，帆不改变角度，船后退； 改变帆的角度，船前进了！ 帆船可以逆风前进，学了力的分解后我们就可以揭开其中的奥秘 新课教学 老师：前面学习了力的合成，今天要学习力的分解，我们自然会感觉到分解和合 成有什么联系？力的合成，是几个力的效果可以用一个力代替（强调等效替代的物理思想方法）；反过来思考，一个力也可以用几个力代替作用效果 力的分解求一个力的分力过程（板书） 力的合成遵循平行四边形，你认为力的分解遵循什么规律？说说你的理由？（师生互动，请同学说明遵循什么规律及理由），力的分解与力的合成互为逆运算，也遵循平行四边形定则。 分解规律平行四边形定则（板书） 老师：如果一个力分解成两个力，按平行四边形定则怎么求解？（先由学生说， 力的分解 教学目标 1知识与技能 （1）理解“力的分解”概念，知道力的分解遵守平行四边形定则； （2）初步掌握“实际问题中，一般要根据力的作用效果确定分力的方向”； （3）知道一定条件下，分力可以比合力大，而且可以大很多。 2过程与方法 （1）通过对实际问题的分析，培养学生“生活实例模型化”的思想方法； （2）使学生体验运用规范作图和直角三角形的知识求解分力的方法。 3情感态度与价值观 （1）通过组织探讨和探究实验，培养学生的合作精神，使学生体会到在相互交流和合作中可以提高自己的学习能力； （2）通过对实际问题的解答，培养学生的问题意识、条件意识，培养学生分析问题解决问题的能力，逐步养成发现问题，主动解决问题的习惯。感受物理的科学性和实用性，培植将物理知识应用于生活和生产实际的意识。 重点难点 重点：实际问题中，力的分解方法，会用作图法和直角三角形的知识求解分力。 难点：实际问题中，确定力的作用效果的方法。 教学资源 1多媒体课件 2相关的实验器材（绳子、实心球、电子秤、钩码、直尺、系绳的笔、自制的塔吊模型等） 设计思想 力的分解是力的合成的逆运算，本节课从知识内容和学生学情来看有两大突出特点，即：知识不难，难在应用；学生困惑，惑在实际。所以本节课的教学设计采用了教师引领学生暴露思维难点创设情境分层探究突破难点的设计思路，提供了多处让学生参与的活动，通过亲身感受力的作用效果，理解到效果的客观存在性，认识到效果的唯一确定性，得到按效果分解的科学方法。课堂教学中力求给学生提供较多生活情境和参与的平台，形成深刻的感受，达成新课程理念中的三维目标的立体整合。 课堂引入 活动一：趣味游戏把绳子拉直 游戏内容：在绳子上挂上质量为2kg的实心球后， 两 位同学“拼命拉”也无法把绳子拉直。 联系生活：生活中与之类似的实例有：观光索道、悬索大桥、斧头劈材等。 设计意图：创设冲突，点明主题。 衔接过渡：通过本节课的学习，我们就可以找到分析这一类问题的基本思路和方法，也就能够知道其中的奥秘所在了。 课堂教学 活动二：概念构建什么是力的分解？为什么要分解？怎样分解？ 演示实验：先用一个力F将橡皮绳拉 至O点，再用两个力F1、F2将橡皮绳 拉至O点。 设计目的：让学生体会F与F1和F2 可以等效替代，进而建立合力、分力、 力的合成以及力的分解等概念。 问题2-1：合力F还可以怎样分解？ 学生活动：演示合力F的不同分解方法，进而发现：在没有限制条件的情况下，一个力可以有无数种分解方法。 问题2-2：在具体的实际问题中，我们可以任意分解一个力吗？如果我们要求解橡皮绳AO段、BO段的弹力，应该怎样分解合力F？ 设计意图：让学生体会在具体的实际问题中，为了解决问题的方便，通常按照力的作用效果分解合力。 问题2-3：分力的方向已经确定，分力的大小应该怎样确定呢？ 设计意图：让学生知道力的分解遵循平行四边形定则，并知道画出力的分解图示的方法。 衔接过渡：接下来，我们学习的重点就应该是：如何确定力的作用效果？ 活动三：自主探究如何确定力的作用效果？（塔吊模型） 分组实验：学生利用系绳的笔、系绳钩码（50g）构建方 框内的塔吊模型。 设计意图：因为没有明显的形变，所以我们很难直接看到 塔吊吊上重物后，所产生的实际作用效果，这也是其他问 题中寻找力的作用效果时常遇到的问题，为此我们用放大 的思想，构建物理模型，用演示实验和亲身感受明确力的作用效果，这无疑是解决问题非常好的一个办法。 衔接过渡：接下来，我们就利用这种思想方法研究生活中常见的几个实例。 活动四：自主探究如何确定力的作用效果？（斜拉木块模型） 教学过程：生活实例建构模型猜想效果实验探究得出结论规范作图写出分力表达式。 设计意图：结合塔吊模型，引导学生总结出按力的作用效果分解力的一般步骤。 活动五：自主探究如何确定力的作用效果？（斜面滑块模型） 问题5-1：利用直尺、钩码（200g）、课本等器材，设计实验，观察钩码的重力的作用效果。 问题5-2：画出重力的分解图示。 问题5-3：写出分力的表达式。 设计意图：利用分析塔吊模型和斜拉木块模型的思路和方法，自主探究重力的作用效果。从表达式中可以看出，两个分力的大小是与斜面的倾角有关的，即改变斜面的倾角，两个效果将同时发生变化。为了让学生理论推理的结果得到体验，教师设计了两个生活中的应用实例，引桥和盘山路。 活动六：释疑解惑为什么绳子不可能被拉直？ 过程简述：理性分析：引导学生从“规范作图”和“理论推导”两