力的分解物理本科教学技能比赛 教学设计.docx

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力的分解物理本科教学技能比赛教学设计

力的分解

【课题】力的分解

【教材】人教版高中物理必修1第三章第五节

【教学对象】高中一年级

【教学任务分析】

力的分解和力的合成是对立统一的，体现的是物理学上的对称美。

在新课教学中要联系力的合成的知识，以分力和合力的等效替代关系进行新课教学。

同时本节课也意在加强学生的等效替代思想，巩固对平行四边形的掌握。

力的分解是高中第一个重点也是第一个难点，也是整个高中物理的基础之一。

它是初中上高中的第一个台阶。

两个力的合成不再是同向的相加减，而是矢量运算。

所以本节课的教学任务是很重要的。

【学生分析】

在上力的分解前学生已经学习了力的概念--力是物体间的相互作用，力的表示--图示法和示意图，力的分类---效果力、性质力，力学中的三种力---重力、弹力、摩擦力。

上节课学习了力的合成、知道了解了分力、合力、以及它们之间的等效替代关系，还知道力的合成遵行平行四边形定则。

【教学目标】

1.知识与技能

（1）理解力的分解的概念。

（2）理解力的分解是力的合成的逆运算。

（3）掌握力的分解遵循平行四边形定则。

（4）掌握力的分解要根据实际情况来确定分力的方向。

2.过程与方法

（1）强化“等效替代”的物理思想

（2）培养学生观察实验及分析解决问题的能力

（3）培养应用数学工具解决物理问题的能力（几何知识）

3.情感态度与价值观

（1）培养学生参与课堂活动的热情

（2）培养学生运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识

【教学重点和难点】

重点

1理解力的分解是力的合成的逆运算；

2掌握运用平行四边形定则进行力的分解。

难点

力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。

【实验器材及课件】

1.实验器材：

模拟三角支架（包括绳子，铁块，橡皮筋，轻杆），平面模型（小车，绳子），斜面模型（斜面，小车，橡皮筋，书本）。

2.多媒体课件：

PPT课件视频AVI-郑和下西洋，falsh-拖拉机拉耙，flash-三角架受力分析

【教学流程】

1、教学流程图

活动Ⅱ

讨论分析

教学流程

1．教学流程图

活动Ш

学生动脑

活动I

讨论复习

力的合成

情景I

教师学生观看视屏

活动IV

学生动手感受

学生归纳，得

出结论

布置作业

2、流程图说明

情景I---播放视频-科技奥运-帆船比赛。

提出问题，为什么帆船能够逆风行驶，它蕴含了什么物理知识？

调动学生学习的积极性，让学生带着好奇进入课堂教学。

活动I教师提出有关上节课有关力的合成的相关问题，学生回忆并回答

在复习过程中学生巩固了上节课所学的知识，同时也为新的内容的学习打下了良好的基础。

活动II--学生分组讨论交流-拖拉机拉耙

演示flash--拖拉机拉耙，引导学生分析，分力与合力的关系，引出力的分解的概念，力的分解是力的合成的逆运算，所以也遵循平行四边形定则。

活动III--学生思考-挡板上的小球

学生动脑积极思考，力可不可以任意分解？

通过教师演示挡板上的球，得出力不可以任意分解？

紧接着提出，力应该怎样进行分解？

活动Ⅳ--学生动手感受实验-三角架

让学生经历科学探究过程学生分组模仿三角支架进行感受实验，教师引导学生做实验，引导他，们感受力的作用效果，通过学生亲身感受，归纳得出力的分解应该根据力的作用效果。

活动Ⅴ----Ⅵ-知识巩固

通过平面模型和斜面模型的例题，让学生学会应用力的分解的知识解决日常生活中的问题，提高学生的学习成就动机。

情景Ⅱ

展示帆船在顺风和逆风时的力的分解，从而解释帆船为什么能够逆风行驶

3．教学的主要环节本设计可分为三个主要的教学环节。

第一环节，通过问题情境和知识回顾为力的分解的新科教学打下基础。

第二环节，通过学生动脑动手过程中领悟力的分解的概念，得出力的分解遵循平行四边形定则，突破难点，力应该根据作用效果来分。

第三环节，师生对本课进行小结与反思。

【教学过程】

（一）创设情景，引入新课（约1.5分钟）

同学们，老师小的时候有一个梦想，那就是开着一艘船环游世界，在碧蓝碧蓝的大海上乘风破浪，接受大海对我的考验。

600多年前，我们的民族英雄郑和带领船队先后七次下西洋，他驾驶的是木制帆船，主要动力来自

现在让我们一起来观看一段郑和下西洋的视频

人生也犹如行驶在大海上的一艘帆船，我们的生活不会一帆风顺，不过我们可以化逆境为顺境。

那同学们你们知道为什么帆船能够逆风行驶吗？

它究竟和本节课学习的内容力的分解有什么内在的联系呢？

（2）复习回顾（30秒）

教师活动：

复习提问什么是合力、分力、力的合成；力的合成所遵守的法则是什么？

合力与分力的关系怎样？

学生活动：

思考并回答教师的问题。

设计意图：

复习上节课所学的有关力的合成的知识，引入新课题――力的分解。

教师：

我们前面学习了力的概念，力的表示，力的分类，学习了重力，弹力和摩擦力。

上节课我们还学习了力的合成。

教师:

什么是合力，什么是分力？

他们有什么关系？

学生：

教师：

什么是力的合成？

学生：

教师：

力的合成遵循什么？

学生：

（二）新课教学（约11分钟）

1引导分析拖拉机拉耙

教师活动：

利用多媒体展示耙的示意图和工作图，引导学生阅读课文并讨论

学生活动：

通过阅读课文。

观察示意图，讨论；在教师的引导下，回答问题

设计意图：

通过实际问题激发学生学习的兴趣，提出渐进的问题，培养学生在实际问题中发现问题，用物理语言解决问题的能力；并逐步引入本节的内容。

教师：

1、斜向上对杆的拉力F产生了什么效果？

学生：

1、一个效果是使耙克服泥土的阻力前进，另一个效果是把耙向上提。

教师：

2、这样的效果能不能用两个力F1和F2来实现？

方向怎样？

学生：

2、一个水平的力F1使耙前进，一个竖直向上的力F2把耙向上提。

教师：

3、F1和F2与F产生的效果是相同的，那么能个能用F1和F2来代替F呢？

学生：

3、可以。

教师活动：

教师总结引导：

1、F可以用F1和F2来代替，F1和F2就是力F的分力。

求一个力的分力叫做力的分解。

2、而F1和F2的合力就应该是F。

这说明力的分解和力的合成是怎样的关系？

学生活动：

这说明力的分解是力的合成的逆运算。

教师活动：

既然力的分解是力的合成的逆运算，那么力的分解也必然遵循平行四边形定则，即把一个已知力F作为平行四边形的对角线，那么，与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力。

而我们知道一条对角线可以做出无数个平行四边形，那么在进行力的分解的时候，可以有无数组解。

教师：

但在解决实际问题过程中能不能随意分解呢？

学生活动：

讨论、思考

2、挡板上的小球

教师活动：

展示挡板上的球，给出一个力的分解，球的重力可不可以这样分解？

学生：

可以。

教师：

同学们说可以，假如可以这样分解的话，给我一种感觉就是球对挡板有一个侧压力，如果撤去挡板，球应该往哪边滚动拉？

学生：

左边

教师活动：

撤去挡板，球没有运动，得出结论：

力不可以任意分解。

那么在实际情况中力应该怎么分解呢？

3、三角支架作用效果分析

教师：

这是一个三角支架，重力有哪几个效果？

学生：

（1）---教师活动：

用铅笔、绳套、钩码组成一套演示力的分解的实验装置，绳套一端系在食指上，一端系在铅笔末端，铅笔的顶端顶在掌心上。

在铅笔末端悬挂钩码，体会食指和掌心受力的情况，以体验拉力产生的效果，揣摩分力的方向。

（或该实验用让同学一手叉腰，另一同学按该同学的肘部或悬挂一重物，体会上臂和腰部的受力情况来完成。

）

学生活动：

学生积极配合，认真完成实验。

设计意图：

培养学生的动手操作能力

（2）--教师活动：

引导学生实验，提出问题：

学生活动：

学生通过亲自动手，亲身体会，讨论问题，得出结论：

教师：

1、食指和掌心有什么感觉？

学生：

l、食指有被拉伸的感觉．掌心有被刺痛的感觉。

教师：

2、这种感觉说明铅笔末端悬挂钩码后产生的拉力产生了怎样的效果？

学生：

2、一个是拉伸细线，一个是压紧铅笔。

教师：

3、若用两个力来代替悬挂钩码后产生的拉力，这两个力的方向怎样？

学生：

3、一个沿细线方向向外，一个沿铅笔向里。

教师：

4、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力的效果是相同的，那么能不能用这两个力来代替那一个力呢？

学生：

4、可以。

教师：

5、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力是什么关系？

学生：

5、这两个力是悬挂钩码后产生的拉力的分力。

设计意图：

通过实际操作和亲身体会，培养学生用物理语言分析问题，解决问题的能力。

（3）----教师活动：

教师引导学生思考；

学生活动：

学生讨论后进行作答：

教师：

l、悬挂钩码后产生的拉力可以怎样分解呢？

学生：

1、悬挂钩码后产生的拉力可以分解成一个沿细线方向向外的拉力，一个沿铅笔向里的压力。

教师：

2、为什么这么分解呢？

学生：

2、因为悬挂钩码后产生的拉力在这两个方向上产生了两个效果。

设计意图：

进一步探索，逐步推导。

（4）--教师活动：

教师引导学生总结：

学生活动：

学生讨论后进行作答：

教师：

那么在实际问题中进行力的分解时应遵循什么原则？

学生：

按照力的实际作用效果进行分解。

设计意图：

培养学生的概括能力

4、知识应用联系生活实际高大的桥常有很长的引桥

教师活动：

现在我们知道，在实际问题中进行力的分解时，要按照力的实际作用效果进行分解。

下面我们来研究一个实际问题。

在日常生活中，我们常常会遇到各式各样的桥，而一些高大的桥要造很长的引桥，这是为什么呢？

（关于什么是引桥教师要给予简单的解释。

）

学生活动：

学生积极思考，认真讨论，得到不同结论。

设计意图：

加强物理与生活实践的联系，培养学生在实际问题中发现问题的能力。

教师活动：

对于学生讨论的结论，教师先不进行评价，而是引导学生建立物理模型：

车辆经过高大的桥时，要先上坡，再下坡，我们能不能把车辆的运动看作一个物体在斜面上的运动呢？

学生活动：

在教师引导下，积极思考，抽象出物理模型培养学生建立物理模型。

设计意图：

培养学生建立物理模型，在模型中分析实际问题的能力。

教师活动：

演示：

用薄塑料板做斜面，将小车放在斜面上，让学生观察现象。

教师引导：

在斜面上运动的物体受到重力的作用，但它并没有竖直下落，而是要沿斜面下滑，那么在物体运动过程中重力产生了怎样的效果呢？

教师重点引导，必须让学生明确一定是力在受力物体上产生的效果。

学生活动：

学生经过观察、思考、讨论，看到的现象：

斜面被压弯，同时小车沿斜面下滑。

在教师引导下得到：

一是使物体沿斜面下滑，二是使物体压紧斜面。

设计意图：

培养学生分析物理问题，用物理语言解决物理问题的能力。

教师活动：

既然重力产生了这两个效果，那么重力应怎样分解呢？

学生活动：

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。

设计意图：

运用所学方法，解决实际问题

教师活动：

假设这个斜面的倾角为θ，那么重力的分力与倾角有什么关系？

试写出表达式。

学生活动：

学生独立推导，交流总结：

设计意图：

培养学生运算能力

教师活动：

通过这个表达式分析：

1、当θ变化时，F1和F2的大小如何变化？

2、在车辆上桥和下桥时，F1各起到什么作用？

3、通过这个结论，我们再来解释高大的桥为什么要造很长的引桥？

学生活动：

在教师引导下，用物理语言描述分析过程

1、当θ增大时，F1增大，F2减小。

2、上桥时阻碍车辆前进，下桥时使车辆越来越快。

3、引桥越长，θ越小，F1越小：

上桥时的阻碍作用减小，从而比较容易上桥，下桥时的加速作用会减小，从而保障行车时的安全。

设计意图：

把物理公式与生活实际联系起来，用物理语言解释生活现象。

通过分析日常生活中应用力的分解的现象，让学生知道物理与生活是息息相关的，培养学生观察生活现象，发现问题，建立物理模型，用物理模型解决问题，用物理语言解释现象的能力。

简单的介绍一下拖拉机拉耙的平面模型。

【呼应开头】

放映帆船在顺风和逆风时的受力分析，解释力的分解的妙用，解密帆船逆风行驶的奥秘。

同学们，物理就在我们的生活中，只要我们留心观察，就能感受到物理知识的奇妙和劳动人民的智慧。

这里我为同学们收集了一些我们身边的画面。

（图片最后停在拉链的图片）拉链是大家非常熟悉的东西，其实它可以归入本节课学习的斜面模型。

同学们，让我们放慢脚步，多去观察、思考、感悟身边的物理世界。

【小结】

教师小结，引导学生反思本课学到了什么，布置作业。

设计意图：

梳理本节课所学知识，通过作业的方式，使学生得到巩固提高。

【板书设计】

第六节力的分解

一、力的分解

1.概念：

求一个已知力的分力，叫力的分解

2.力的分解的法则：

平行四边形法则

二、实例分析

探究1:

三角架悬挂重物的拉力的作用效果

探究2：

斜向上拉力的作用效果

探究3：

斜面上的物体重力的作用效果