高中物理 34 力的合成与分解教学设计 粤教版必修1.docx

高中物理 34 力的合成与分解教学设计 粤教版必修1.docx

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高中物理34力的合成与分解教学设计粤教版必修1

力的合成与分解

一、课标要求

通过实验，理解力的合成与分解，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。

二、教学内容分析

力的合成与分解是粤教版必修1—1第三章第四节的内容，它在本章中占有重要的地位。

本章教材通过分析生活中的大量实际问题，让学生初步理解并掌握力的矢量性和解决矢量问题的平行四边行定则，在此基础上教材在力的合成与分解这一节中采用“探究性”实验教学。

教材让学生通过“猜想与假设、进行试验、总结归纳、得出结论”的探究过程，进一步培养了学生的实验探究能力，以及学习物理的兴趣。

力的分解是力的合成的逆运算，是求一个已知力的两个分力。

在对已知力进行分解时对两个分力的方向的确定，是根据力的作用效果进行的。

教材安排了探究式实验以及生活实例详细说明如何按照力的实际作用效果确定力的方向，渗透了理论联系实际的认识问题的方法观点，使学生更容易掌握力的分解。

通过本节课的学习学生能掌握平行四边形定则，为牛顿第二定律的应用乃至整个高中物理的学习奠定基础。

所以本节内容具有基础性以及预备性。

三、学情分析

1、学生通过前面知识的学习，已对力的基本概念、力学中三种常见的力、合力与分力的等效替代关系有了一定的认识，形成力一定的知识结构，为本节课的探究学习奠定了基础。

2、学生对矢量的知识已有一定的了解，只要教师引导得当，注重分析贴近学生生活的实际问题，学生就能较为容易的掌握本节内容。

3、在前面自由落体运动等知识的学习过程中，学生已接触过实验探究的过程，学生具备基本的探究能力。

如正确引导学生，学生便能通过实验探究，很好的掌握本节内容，同时使得各方面的能力有所提高，并激发对物理的学习兴趣。

四、教学目标分析

按教学内容和学情的分析确定如下教学目标

知识与技能

1、掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律；认识力的分解同样遵守平行四边形定则，可以有无数组解。

2、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。

3、会用作图法求解两个共点力的合成；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形的知识求合力。

4、知道力按作用效果分解，并能根据具体情况用力的平行四边形定则或三角形定则，根据几何关系求解分力。

过程与方法

1、能够通过上一节课所做实验归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。

2、通过具体实例，了解力的分解。

3、学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

情感态度与价值观

1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。

3、培养学生合作、交流、互助的精神。

五、教学重点和难点分析

教学重点：

通过实验归纳出力的平行四边形定则；力的平行四边形定则的应用；按效果进行力的分解。

教学难点：

运用数学工具求解物理问题，从实验中归纳总结出平行设备定则；力的作用效果的确定，力的分解。

六、设计思想

1、转变教师角色，以一个引导者的身份组织教学。

通过创设情境，激发生的学习兴趣和热情，引导学生明确学习目标，积极参与学习活动，指导学生进行科学探究，倡导小组合作学习方式。

2、渗透课程理念，注重科学探究。

新课程将科学探究纳入内容标准，旨在加强对学生科学素质的培养。

秉承新课程的宗旨，本节课将力的平行四边形定则与力的分解设计为学生探究环节以突破学习的难点。

由于此探究实验所需要器材简易，实验方法简单，实验现象明显，故学生很容易完成探究活动，体验到成功的愉悦。

为牛顿第二定律的应用乃至整个高中物理的学习奠定基础。

3、通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。

培养学生观察生活的能力，同时激发学生对生活的热爱。

落实从生活走向物理，从物理走向社会的理念。

4、物理与数学想渗透。

应用数学知识解决物理问题的能力是高中物理要求的五种基本思维能力之一，本节内容要求学生要会运用平行四边形、直角三角形、菱形等数学知识计算分力的大小，因此教学中有意识的培养学生的知识迁移能力。

七、教学资源与准备

塑料垫板、小车、砝码、台秤、木块等

八、教学流程图

九、教学过程设计

教学

环节

教学

内容

教学过程

教师活动

学生活动

教学意图

新课引入

同学们上一节课我们通过实验共同探讨了合力与分力的关系。

回忆一下我们画的虚线和原来的两个分力构成了一个四边形，这个四边形的是什么图形？

最为一般的结论是这两条虚线和两个分力组成的图形是平行四边形。

平行四边形。

以上一节课的实验分析为基础，明晰要研究的问题，更好的引导学生进行探究，激发学生的学习兴趣。

新课教学

一、

力

的

平

行

四

边

形

定

则

本节课我们根据上节课的实验继续探讨合力与分力之间的关系。

合力与两个分力处于平行四边形的什么位置?

平行四边形的对角线有两条，合力在哪一条上?

你能用自己的语言准确地描述合力与分力之间的关系吗?

这就是我们用自己设计的实验探究出的结论，这个结论叫做平行四边形定则．下面我们通过一个例题进一步加深对平行四边形定则的理解。

合力在平行四边形的对角线上，两个分力为平行四边形的两条邻边。

两个分力为邻边的之间的对角线上。

两个分力为邻边的之间的对角线上。

两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边，这两个邻边之间的对角线就代表了合力的大小和方向。

引导学生对所做实验进行总结归纳，提高学生思考问题，总结归纳的能力。

通过实验得出结论让学生知道实验的重要性。

新课教学

新课教学

新课教学

新课教学

新课教学

二、

合

力

的

计

算

三、

分

力

的

计

算

1、例题讲解

请大家仔细阅读例题。

例1：

物体收到两个力、的作用，根据力的平行四边形定则，可以求出这两个力的合力。

请同学说一下自己的思路。

用两脚器量得合力与分力的夹角为53°。

其实我们可以先运用数学，再回到物理的情景求合力：

在课本图3—4—1所示的平行四边形中，构成两个直角三角形。

根据三角形的几何关系，求得斜边的长度为

合力的大小为

查表可得合力与的夹角

出此以为我们更加常用的是直接将物理问题与数学方法相结合，得出结论更直接。

有没有同学告诉老师你的想法？

没错这样计算过程会更简单。

大家以后解这些题时都可以这样做。

根据三角形的几何关系，合力的大小为

合力与的夹角为

故

2、合力随夹角的变化情况，变化范围

如果改变两个力之间的夹角，将两个力之间的夹角改为60°和120°，则合力分别是多大?

根据我们上面的计算，在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力怎样变化?

什么情况下合力最大，什么情况下合力最小?

可见合力的范围在二力之和和二力之差之间．请同学们观看动画：

在两个分力夹角变化时合力大小的变化情况。

观看动画．进一步体会合力的大小和分力夹角之间的关系。

3、讨论与交流

前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理?

力的合成结果是否是唯一的？

1、提出问题

的分解应如何进行？

如何确定两个分力的方向呢？

根据平行四边形定则来分解又如何呢？

由同一条对角线可作出无数个平行四边形。

如下图所示。

由此可知，同一个力可以分解为无数对大小和方向都不同的分力。

在进行力的分解时，一般先根据力的作用效果来确定分力的方向，再依据平行四边形的定则来计算分力的大小。

在实际生活中，力的作用效果是如何体现的？

下面我们通过实验来进行探讨。

2、实验与探究

观察在斜面上的小车，其重力产生的效果。

大家仔细观察，我们的垫板是用塑料做的，而我们是用橡皮筋拉着放在斜面上的小车的，这是为什么呢？

请同学们仔细观察在小车上逐渐增加砝码，塑料垫板和橡皮筋的形变。

同学们小车对斜面和小车对橡皮筋产生了哪些作用效果？

3、总结归纳

通过以上实验，可知小车的重力根据作用效果可分为：

垂直于斜面的力G1和平行于下面的力G2。

我们在解决其它实际问题的时候也是力的分解也是按照力的作用效果来分的。

可以把力的分解原则和方法归纳如下：

原则：

根据力的作用效果。

方法：

根据力的平行四边形定则。

4、例题讲解

为了进一步理解力的分解的计算，下面大家来看看例2。

一质量为200kg的物体，置于倾角为30°的斜面上，求物体所受重力沿斜面和垂直于斜面方向的分力。

有没有同学可以来分析一下这道题？

解：

把重力G分解为沿斜面的分力G1和垂直于斜面的分力G2。

如上图所示。

由几何关系可知

代入数据得

即沿斜面的分力大小为1000N，垂直于斜面的分力大小为1730N.

同学们通过以上的分析我们知道力是按效果进行分解的，为了加深对分力的计算的理解，请打家课后以小组的形式对讨论与交流的内容进行探讨。

认真阅读题目

我是分这样几步进行的：

①选择标度，用1cm代表10N．

②用三角板作出两个力的图示．

③作出和两个力大小相等的平行线，完成平行四边形．

④连接两力之间的对角线，即表示合力．

⑤用刻度尺量出对角线的长度．

⑥通过比例关系求出合力的大小．

⑦用量角器量出合力与分力之间的夹角。

，得到合力的大小是?

50N，与45N的力的夹角是53°。

在课本图3—4—1所示的平行四边形中，线段的长度和方向表示力的大小和方向，将线段的大小和方向直接用力的大小和方向带入计算。

学生作图求解，投影学生作图。

合力随夹角的变大而变小，随夹角的变小而变大。

当两个分力之间的夹角为0°时两个力的合力最大，最大值为二力之和；当两个分力之间的夹角为180°两个力的合力最小，最小值为二力之差．

观看动画．进一步体会合力的大小和分力夹角之间的关系。

我们可以先求出两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

是唯一的，因为力是矢量，它的大小和方向是确定的。

力的分解是力的合成的逆运算。

认真听讲

用软的薄板做斜面是使小车重力压斜面的效果更加的明显；用橡皮筋是让学生更容易观察小车重力产生沿着斜面向下滑的作用效果。

重力的作用效果是使小车压紧斜面，同时使小车产生严斜面向下的运动趋势。

与同学讨论

总结归纳

题目求的是重力沿斜面和垂直于斜面方向的分力，确定了重力的分解方向，本题的答案是唯一的，我们可以直接依据平行四边形定则对重力进行分解

思考与计算

学以致用用刚学习的知识解决实际问题。

学生在分析问题的过程当中对新的问题有更深刻的理解。

一题多解，发散学生思维。

把数学知识引用到物理中来，使得学生解决物理问题的能力得到进一步提高。

能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围。

讨论与交流发散学生思维，提高学生合作与交流的能力。

提出问题，引起学生的注意与思考。

这样设计是使学生明确已知一个力，如果根据平行四边形定则可以作出无数多个分力。

科学探究即是学生的学习目标，也是重要的教学方式让学生从实验的角度将猜想假设具体化、程序化，并通过观察、比较、分析得出探究结论是很重要的。

总结归纳得出结论，培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

通过实例进一步加深新知识的理解，培养学生应用知识的能力。

清晰板书解题过程，使学生印象更深刻。

小结

本节