高中物理必修1力的合成教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理必修1力的合成教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计

一、设计思想：

由于本节课比较抽象，但实验比较直观，易于得到实验结论，我准备采用学生自主探究、合作交流、分组讨论与教师讲授相结合的方式进行教学。

让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，通过多样化的教学方式，帮助学生学习。

为了降低探究的难度，事先提出了探究时要注意的几个问题，以及在引导时用“建议用虚线的箭头端分别与两个合力的箭头端连接”等话语突破学生的思维障碍。

同时探究合力与分力变化关系时，借助几何画板等多媒体工具帮助学生理解。

一、核心素养：

（一）物理观念

1、从力的等效性理解力的合成和合力的概念。

2、通过实验使学生理解和掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。

3、知道合力的大小与分力间夹角的关系。

4、使学生知道矢量和标量的含义和区别。

（二）科学思维

1、通过生活现象感悟合力与分力，领会等效替代思想；

2、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。

（三）实验探究

1、培养学生能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；

2、培养学生具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案并且收集相关数据信息，并且分析处理信息，描述解释实验探究结果。

3、培养合作与交流的意愿与能力，准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。

（四）科学态度与责任

正确认识科学的本质，增强学生学习和研究物理的好奇心和求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于实验数据发表自己的见解，培养学生实事求是的科学态度。

二、教学重、难点：

㈠教学重点：

合力与分力的概念以及合力和它的分力是“等效替代”的关系。

㈡教学难点：

理解平行四边形法则并简单应用。

三、教学方法：

实验探究法；多媒体辅助教学法；小组合作交流、讨论、归纳相结合的教学方法。

四、课前准备：

木板、白纸、图钉、弹簧测力计、橡皮筋及细绳套、刻度尺、三角板

五、教学过程设计：

师生双边活动

流程

教师活动

学生活动

教学意图

问题情景导入

PPT展示图片：

《曹冲称象》

提出问题：

曹冲用什么办法称出大象的重量？

为什么称出石头的重量就可以知道大象的重量呢？

答：

先将大象赶到船上，在水没过船的位置做下标记，然后用很多石头代替大象，使水没到刚才的标记位置，最后称出石头的重量之和就是大象的重量。

1、引起学生兴趣；

2、从生活中理解等效替代的思想。

开始新课

过渡：

生活中，一个大人用力能够单独提起一桶水，如图，两个小孩用力也可以共同提起这桶水，那么，一个大人和两个孩子的作用效果一样吗？

大人所施加的力与两个小孩所施加的力之间又有什么关系呢？

回顾初中时的二力的合成：

同一直线上的两个力F1、F2（设F1>F2）的合成：

若F1、F2同向时F合＝，方向同，

若F1、F2反向时F合＝，方向同。

思考：

若是两个小孩提水桶施加的力均为100N，那么大人等效替代孩子的力为多大？

是否是200N？

答：

效果一样；

等效替代的关系

通过生活现象感悟合力与分力，领会等效替代思想

若F1、F2同向时F合=F1+F2方向同任何一力；

若F1、F2反向时F合＝▕F1－F2▏，方向同较大力。

思考答：

不是200，不能直接相加。

【合作探究一】

实验探究互成角度的两个力的合力的求法。

1、提供的器材

方木板、白纸、弹簧测力计（两个）、橡皮条、细绳套（两个）、刻度尺、图钉（若干）。

2、设计实验方案：

小组讨论，设计出操作可行的实验方案，方案中要重点体现以下几个问题：

1怎样保证合力和分力等效？

2力的大小怎样知道？

3力的方向如何确定？

4用什么方法在白纸上把力表示出来？

师：

学生分组讨论，设计出实验方案，并展示。

3、示范：

（插入微视频）

师：

由于本实验涉及影响实验结果的因素较多，由老师和几位学生事先进行了操作，给大家示范。

4、分小组进行试验：

进行实验，提醒注意操作过程中的注意事项。

5、获取数据，处理数据。

（展示学生的实验结果）

引导：

怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？

引导学生把三个力的末端用虚线连接。

6、实验结论：

在误差允许范围内：

FF′。

总结：

互成角度的两个力的合力的求法（力的合成遵循的法则）：

不在一条直线上的两个力合成时，以_______________________________________为邻边作__________________，这两个邻边之间的____________就代表合力的_________和_________，这个法则叫做平行四边形定则。

平行四边形定则适用于所有矢量的运算。

1、实验方案：

（1）钉白纸、固定橡皮筋（已系好绳套）

（2）两个弹簧秤拉，记下结点O点的位置，二力的大小、方向。

（3）一个弹簧秤拉，拉到同样的位置O，记下力的大小、方向。

（4）用力的图示表示三个力，观察并总结规律。

2、结论：

在实验误差允许的范围之内，F=F’。

3、平行四边形定则：

1、让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，增强团队意识。

2、培养学生具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案并且收集相关数据信息，并且分析处理信息，描述解释实验探究结果。

3、培养合作与交流的意愿与能力，准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。

【合作探究二】

合力大小与分力夹角的关系

思考与讨论：

1.根据力的平行四边形定则，两个力F1和F2的夹角在由0°变为180°过程中，合力的大小怎样变化？

你能不能确定出两个力的合力大小范围？

2.合力的大小一定大于分力的大小吗？

师：

先让学生分组讨论并画图分析。

（展示学生画的图，即他们的分析过程，发现并总结规律。

）

师：

用多媒体手段——几何画板更加清晰的展示他们之间的变化关系，使学生有更深刻的理解及认识。

学生分组讨论并做几何图形，通过数学方法解决物理问题。

1、合力随θ的增大而减小，合力大小的范围是：

|F1－F2|≤F≤F1＋F2。

2、不一定。

1、引导学生学会用数学方法处理物理问题。

2、认识数学工具在物理学发展过程中的应用

课堂总结

【课堂小结】

1、合力与分力等效替代。

2、矢量的运算法则——平行四边形定则。

3、两个力的合力范围：

|F1-F2|≤F≤F1+F2

【课后作业】

1、思考三个力的合力怎么求？

三个以上的力的合力怎么求？

2、教材64页1、3、4、题。

3、自学教材中第三章第四节共点力部分内容。

学生回顾本节课所学内容，并总结。

培养学生归纳总结的能力

课后反思

通过有效的教学手段，培养学生的科学素养，促进其提高。

在教学设计上，要切实以“学生发展”为本，利用一切条件创设情景，让学生主动参与到学习过程中，通过师生互动、生生互动，不断建构和丰富自己的知识。

让学生敢于和善于提出自己的见解和新方法，让学生初步掌握了科学探究的方法和思维方法，培养了学生的实验能力、观察能力、实事求是的科学态度以及创新精神。

课后反思

1、物理观念：

通过合力、分力以及平行四边形定则的学习，使学生应形成经典的物理观念，能用其解释自然现象和解决实际问题。

其中合力的概念的认知途径设计成让学生直接以定义出发进行实例判断，以让学生体验从理论到实践的思维过程。

2、科学思维：

力的合成定则分为同一直线的两力合成和互成角度的两力合成；前者以问题的形式让学生应用已学的知识进行推导，以让学生感受如何温故知新；后者的认知学习分为四步：

①判断能否将同一直线的结论迁移到互成角度的情况。

②分析不能迁移的原因。

③设计实验方案，记录矢量―合力与分力。

④研究记录情况，从中发现规律。

通过该节的学习，使学生应具有建构理想模型的意识和能力；能正确运用科学思维方法，从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论，并能解释自然现象和解决实际问题；具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测。

3、实验探究：

本节我将认知过程进行分化，降低了学生自主学习难度，依学情分析，我们预测只有分化成这四个环节，并且中间插入微视频做示范，才能使学生在课堂时间里完成自主学习的任务。

学生通过这些环节的自主学习培养了提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。

“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。

通过本节课的学习，使学生具有实验探究意识，能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案，使用各种科技手段和方法收集信息；具有分析论证的能力，会使用各种方法和手段分析、处理信息，描述、解释实验探究结果和变化趋势；具有合作与交流的意愿与能力，能准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。

4、科学态度与责任：

通过本节课的探究学习，学生能正确认识科学的本质；具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是的科学态度。

课标分析——核心素养

 一、物理观念

1、从力的等效性理解力的合成和合力的概念。

2、通过实验使学生理解和掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。

3、知道合力的大小与分力间夹角的关系。

4、使学生知道矢量和标量的含义和区别。

二、科学思维

1、通过生活现象感悟合力与分力，领会等效替代思想；

2、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。

三、实验探究

1、培养学生能在学习和日常生活中发现问题、提出合理猜测与假设；

2、培养学生具有设计实验探究方案和获取证据的能力，能正确实施实验探究方案并且收集相关数据信息，并且分析处理信息，描述解释实验探究结果。

3、培养合作与交流的意愿与能力，准确表述、评估和反思实验探究过程与结果。

四、科学态度与责任

正确认识科学的本质，增强学生学习和研究物理的好奇心和求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于实验数据发表自己的见解，培养学生实事求是的科学态度。

教材分析

《力的合成》是人教版《物理》（必修1）第三章第四节的内容。

力的合成所遵循的平行四边形定则是矢量运算的工具，是高中物理的“基石”，他所体现的等效替代思想是解决物理问题的一种重要思路，为后续学习牛顿运动定律做好铺垫，因此本节课在物理教学中的地位和作用至关重要。

因此，该节在教和学两方面都具有承前启后的作用；其涉及的物理研究方法和实验方法在高中物理中具有典型性，并使学生进一步认识到物理实验、物理模型、数学工具在物理学发展过程中的应用；采用自主、合作、探究等新型的学习方式，有助于培养学生的自主探究能力、训练严谨细致的科学态度和精神，提高学生的科学素养，促进学生全面素质的和谐发展。

本节课中用平行四边形法则求合力，等效力的理解对学生来说都有一定的难度，是物理学习中的一节重难课，需要学生自己通过自己动手实验来帮助理解。

学情分析

在学习本节课之前，学生已经学习了力的概念，对“力”有了较为深刻的理解和认识。

同时，学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法，在必修1第一章也已初步接触到位移的矢量合成，这为本节课的学习提供了基本的知识储备。

但是，学生对矢量的认识仍不深入，矢量运算使用的平行四边形定则对学生而言比较抽象，且涉及几何和三角等数学知识，有一定的难度。

学生在初中所学的求两个力的合力为代数运算，现在过渡到互成角度的力的合成遵循平行四边形定则的矢量运算，思维阶梯跨度较大，在认知水平上是一次质的跨越，这些都给本节课的教与学带来了困难。

评测练习

1．在探究求合力的方法的实验中，用一只弹簧测