2022年高一物理《力的合成（1）》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、2022年高一物理《力的合成（1）》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、 教學(xué)目標(biāo) 1． 知識(shí)和技能 （1） 理解合力、分力、力的合成的概念。 （2） 理解平行四邊形定則，并能初步運(yùn)用平行四邊形定則，通過(guò)作圖法求合力。 2． 過(guò)程和方法 （1） 通過(guò)合力、分力的概念理解，認(rèn)識(shí)等效替代的思想方法。 （2） 通過(guò)對(duì)力的平行四邊形定則的探究，感受實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的過(guò)程。 3． 情感、態(tài)度和價(jià)值觀 （1） 通過(guò)情景引入問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的主動(dòng)性。 （2） 通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的解決實(shí)際能力和相互合作、實(shí)事求是的作風(fēng)。 二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：（1）理解合力、分力的概念

2、 （2）力的平行四邊形定則 難點(diǎn)：通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，歸納出平行四邊形定則 三、教學(xué)設(shè)計(jì)思路和教學(xué)流程 教學(xué)設(shè)計(jì)思路： 本節(jié)課的重點(diǎn)是讓學(xué)生探究并理解力的平行四邊形定則，但是，由于高一學(xué)生是剛開(kāi)始接觸矢量方面的運(yùn)算，他們很難從數(shù)形結(jié)合的角度出發(fā)去研究物理規(guī)律，因此，在教學(xué)過(guò)程中，要加強(qiáng)教師的引導(dǎo)作用。 本課一開(kāi)始，就以同學(xué)拎水的情景引入，再通過(guò)舉例，從一些學(xué)生能夠感知和理解的日?，F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā)，加深了學(xué)生對(duì)等效替代的思想以及合力、分力概念的理解。 接著，讓學(xué)生帶著“誰(shuí)的力氣大”的問(wèn)題，通過(guò)用彈簧秤拉砝碼模擬拎水情景的小實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了合力與分力有哪些方面

3、的關(guān)系的研究，得出合力與分力在大小和方向上均有關(guān)的結(jié)論，為后面的探究實(shí)驗(yàn)做好了臺(tái)階。 在探究實(shí)驗(yàn)中，又通過(guò)一些問(wèn)題的設(shè)計(jì)，減少了學(xué)生在探究過(guò)程中可能遇到的困難，確立了研究的方向，避免了完全放手后，學(xué)生可能出現(xiàn)的盲目性。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中切實(shí)提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒔鉀Q實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生相互合作的精神和實(shí)事求是的作風(fēng)。 最后的DIS演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)屏幕上數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)的變化，對(duì)學(xué)生的感官造成了強(qiáng)烈的沖擊，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)平行四邊形法則的理解和運(yùn)用能力。 教學(xué)流程圖： 情景1 生活實(shí)例分析 等效替代的思想 合力、分力的概念 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1 合力與分力在哪些方面有關(guān) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2 平行四邊

4、形定則的探究 DIS演示實(shí)驗(yàn)1 平行四邊形定則的初步運(yùn)用 初步運(yùn)用 情景引入 實(shí)驗(yàn)研究 規(guī)律運(yùn)用 概念歸納 DIS演示實(shí)驗(yàn)2 四、教學(xué)過(guò)程 （一）情景引入 觀看一段錄像 師：在這段錄像中，我們看到了什么現(xiàn)象？ 生：有兩組同學(xué)在拎水，一開(kāi)始，是兩個(gè)女同學(xué)，后來(lái)一個(gè)男同學(xué)主動(dòng)幫助她們來(lái)拎。 師：兩個(gè)女同學(xué)的拉力和一個(gè)男同學(xué)的拉力，各自起了什么效果？這兩個(gè)效果是否相同？ 生：均是將桶拎起來(lái)，這兩個(gè)效果相同。 師：兩個(gè)女同學(xué)拉力的共同效果，就是將這桶水拎起來(lái)，一個(gè)男同學(xué)拉力效果，也是將這桶水拎起來(lái)，這兩個(gè)效果是一樣的。因此，我們可以用這一個(gè)男同學(xué)的拉力來(lái)替代掉這

5、兩個(gè)女同學(xué)的拉力，這就是“等效替代”。 （二）概念歸納 師：生活中，類(lèi)似這樣，一個(gè)力與幾個(gè)力的共同效果是相同的例子有很多，比如：房間里的吊燈，（圖片）有的是幾根鏈條，有的是一根鏈條，一根鏈條拉力與幾根鏈條的拉力均能將燈吊起，它們的效果是一樣的。同學(xué)們，討論一下，還能舉出哪些例子？ 學(xué)生討論 生：斜拉橋、桌子…… 師補(bǔ)充：背包、遮陽(yáng)篷（圖片） 師小結(jié)：如果我們能善于觀察，一定還會(huì)發(fā)現(xiàn)的更多。這么多的例子說(shuō)明了：在許多實(shí)際問(wèn)題中，物體可能不只受到一個(gè)力，而是幾個(gè)力的作用，但是，我們總能找到一個(gè)力使它的效果與這幾個(gè)力的共同效果，是相同的，而這個(gè)時(shí)候，我們把這樣一個(gè)力，就叫做這幾個(gè)力的

6、合力，而這幾個(gè)力就叫做這一個(gè)力的分力。這就是合力與分力的定義。 （三）實(shí)驗(yàn)研究 1．合力與分力有哪些方面的關(guān)系 師：在剛才的情景中，如果水沒(méi)有灑出，那么，是一個(gè)女同學(xué)出的力氣大，還是一個(gè)男同學(xué)出的力氣大？ 生猜想：男同學(xué)出的力大，因?yàn)樗粋€(gè)人出的力與兩個(gè)女同學(xué)出的力的共同效果是一樣的。 師：情況到底是怎樣的呢？我們將通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)親身了解一下。拎個(gè)水桶太重了，而且難以測(cè)量，所以，我們就用砝碼來(lái)模擬水桶。如果直接用手拉砝碼，無(wú)法讀出力的大小，所以，我們用彈簧秤去拉砝碼。好，請(qǐng)同學(xué)們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1 師：在實(shí)驗(yàn)中，你們發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？ 生：兩個(gè)拉力的夾角變大，拉力

7、的大小也變大。超過(guò)一個(gè)角度后，一個(gè)拉力就大于兩個(gè)拉力合力的大小。 師小結(jié)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)合力不變時(shí)，也就是說(shuō)兩個(gè)分力的共同效果保持不變時(shí)，兩分力的夾角越大，分力的大小就越大，反過(guò)來(lái)，兩分力的夾角越小，分力的大小就將越小。 力的夾角與力的什么有關(guān)？（齊答：方向）。這說(shuō)明了，我們要研究合力與分力的關(guān)系，除了看力的大小以外，還要看什么？（齊答：力的方向）。 2．探究合力、分力在大小和方向的關(guān)系：平行四邊形法則 師：要研究合力與分力在大小、方向上的關(guān)系，需要在一個(gè)平面內(nèi)，把合力與分力的大小、方向記錄下來(lái)。前面的這個(gè)實(shí)驗(yàn)很難記錄好分力的方向，所以必須采用另一組裝置來(lái)繼續(xù)研究。（老師將橡

8、皮筋固定在板上，然后施加兩個(gè)拉力拉橡皮筋）這兩個(gè)拉力起了什么效果？如果用一個(gè)力，怎樣來(lái)替代這兩個(gè)力的效果？ 生：使橡皮筋產(chǎn)生形變；用一個(gè)力拉伸相同的長(zhǎng)度。 （老師給學(xué)生一個(gè)錯(cuò)誤的演示） 師：我這樣拉行嗎？（齊答：不行）這兩個(gè)力的效果除了使橡皮筋產(chǎn)生形變以外，還跟橡皮筋被拉長(zhǎng)的什么有關(guān)？（齊答：方向）所以，我們一定要保證每次拉的時(shí)候，橡皮筋的長(zhǎng)度與方向是相同的。（老師給結(jié)點(diǎn)作一個(gè)記號(hào)，給學(xué)生提示） 師：我們?cè)鯓佑涗浐狭?、分力的大?。? 生：用彈簧秤測(cè)力的大小 師：我們?cè)鯓佑涗浐狭?、分力的方向? 生：作力的作用線 師：假設(shè)同學(xué)們已經(jīng)記錄好了合力與分力的大小與方向了，但是從這三條力的作

9、用線和三個(gè)力的大小讀數(shù)來(lái)看，能研究出什么規(guī)律來(lái)嗎？（齊答：不能）所以，我們還需要把合力與分力的大小和方向清楚地描述出來(lái)，用什么方法呢？（齊答：力的圖示法） 師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，如果一個(gè)人要一邊拉彈簧秤，一邊讀數(shù)，還要一邊描點(diǎn)，是不行的。所以，需要同學(xué)們兩人一組，相互配合，來(lái)共同完成。關(guān)于彈簧秤的使用說(shuō)明以及實(shí)驗(yàn)中其他的注意事項(xiàng)，請(qǐng)同學(xué)們參看屏幕上的要求來(lái)做。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2 師：合力與分力有什么規(guī)律？如果將分力的箭頭與合力相連，現(xiàn)在我們得到了什么？（ 生：平行四邊形 師：這只是一種猜測(cè)，怎樣證明一個(gè)四邊形是平行四邊形？ 生： 對(duì)邊相等；對(duì)角相等；角平分線平分…. 同學(xué)驗(yàn)證 3組同學(xué)

10、交流 師：幾組同學(xué)都證明了他們所畫(huà)的四邊形，基本上，是平行四邊形。下面很多同學(xué)也得到了相同的結(jié)果。當(dāng)然，有沒(méi)有同學(xué)沒(méi)有得出平行四邊形的呢？如果是這樣，你們也不要著急，課下，再好好想一想，是什么原因，找一找問(wèn)題可能出在了哪里。 師：這個(gè)平行四邊形，它的鄰邊和對(duì)角線反映了分力與合力的什么關(guān)系？鄰邊是什么？對(duì)角線是什么？ 生：鄰邊是分力，對(duì)角線是合力 師小結(jié)：這個(gè)結(jié)論說(shuō)明了：合力與分力的關(guān)系并非是簡(jiǎn)單的代數(shù)加減，而是滿(mǎn)足一個(gè)平行四邊形的關(guān)系。我們找到了進(jìn)行力合成的方法：平行四邊形定則。 （四）規(guī)律應(yīng)用 1．老師實(shí)驗(yàn)演示1 師：剛才同學(xué)們作了某些角度的力的合成，現(xiàn)在我來(lái)演示一下，當(dāng)角

11、度變化時(shí)，各分力變化的整個(gè)情況。（演示力的傳感器）這是力的傳感器，它比彈簧秤，更精確，能每時(shí)每刻反映出力變化的精確值，并將它輸入到電腦中顯示出來(lái)。下面請(qǐng)大家注意觀察我雙手的變化和屏幕上數(shù)字的變化。 老師實(shí)驗(yàn)演示 師：我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)兩個(gè)分力角度變大時(shí)，它們的大小也在變大。用什么方法解釋?zhuān)? 生：平行四邊形法則 師：因?yàn)檎麄€(gè)變化過(guò)程中，合力與分力始終滿(mǎn)足一個(gè)平行四邊形的關(guān)系，所以當(dāng)分力的夾角變化時(shí)，它們的大小也會(huì)改變。 2．老師實(shí)驗(yàn)演示2 師：在桌面上放置了兩個(gè)鐵架臺(tái)，上面都掛了滑輪，一根細(xì)線通過(guò)滑輪，兩端懸掛了各重2牛的砝碼。我用傳感器去拉線上的一點(diǎn)，緩慢的下移。線上的拉力保持2牛不變。

12、請(qǐng)同學(xué)們注意觀察兩線夾角的變化以及屏幕上數(shù)字的變化情況。 老師實(shí)驗(yàn)演示 師布置作業(yè)：傳感器的數(shù)據(jù)反映了什么力的大??？這個(gè)力是如何隨兩個(gè)拉力的夾角變化而變化的？若兩個(gè)力大小相等，均為2牛.當(dāng)兩力的夾角分別為：60度、90度、 120度和150度時(shí)，請(qǐng)用力的圖示求出它們的合力大??？合力的范圍是怎樣的? 小結(jié)： 這節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手動(dòng)腦，體驗(yàn)了一次研究的過(guò)程。我們不僅學(xué)到了解決問(wèn)題的方法，還培養(yǎng)了相互合作的精神。希望同學(xué)們能把這些收獲，更好的運(yùn)用到你們今后的學(xué)習(xí)生活中，不斷進(jìn)步。 五、教學(xué)反思 1．情景創(chuàng)設(shè) 在情景創(chuàng)設(shè)中，我設(shè)計(jì)了一段學(xué)生拎水的過(guò)程，并拍攝成錄像

13、，又取了當(dāng)中的一些畫(huà)面，分別在引入、設(shè)疑部分及后續(xù)教學(xué)中都有運(yùn)用。所以說(shuō)，這段情景不單單在這節(jié)課里起到了引入問(wèn)題，提高學(xué)生興趣的作用，它還貫穿于整個(gè)“力的合成與分解”的教學(xué)中，使得這部分的教學(xué)設(shè)計(jì)有較好的連貫性。應(yīng)該說(shuō)這段情景材料的準(zhǔn)備，是很有價(jià)值的。 2．學(xué)生探究實(shí)驗(yàn) 這節(jié)課在新教材中最大的變化就是將學(xué)生關(guān)于平行四邊形定則的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變成了探究性實(shí)驗(yàn)。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)的難度較大，如果要讓學(xué)生在一節(jié)課里充分地體驗(yàn)整個(gè)探究的過(guò)程，又感悟其中的方法，教師在教學(xué)中對(duì)框架和問(wèn)題的設(shè)計(jì)就尤為重要了。 第一次課堂實(shí)施，直接讓學(xué)生研究合力與分力的關(guān)系，這使學(xué)生感到有些茫然。首先，他們對(duì)合力與分力在大小

14、和方向上均有關(guān)，這一點(diǎn)就很難想象；接著，對(duì)在實(shí)驗(yàn)中如何用兩個(gè)力代替另一個(gè)力的效果，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作與分析，感到?jīng)]有方向；甚至包括作力的圖示這樣一些基本技能，都顯得不太熟練。因此，我們花了不少時(shí)間，直到下課時(shí)，也未能得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。 后來(lái)的課堂實(shí)施，充分考慮到了前面出現(xiàn)的問(wèn)題，作了很大的調(diào)整。在探究實(shí)驗(yàn)之前，先設(shè)計(jì)了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)親自的觀察，體會(huì)到合力與分力在大小和方向上均有關(guān)，明確了探究的方向。接著，又設(shè)計(jì)了一些問(wèn)題，給了學(xué)生充分的暗示，避免了實(shí)際操作中的困難。這樣，大部分的學(xué)生都能較快、較好地完成實(shí)驗(yàn)了，使得后面對(duì)結(jié)果的交流，以及規(guī)律的應(yīng)用部分都能得以很好的展開(kāi)。 二期課改后的新

15、教材，很強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，希望學(xué)生能盡可能地親自參與實(shí)驗(yàn)研究，促進(jìn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力和科學(xué)的態(tài)度。但是，探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)并不等同于教師完全的放手，某種程度上它對(duì)教師的能力要求更高了。如何設(shè)計(jì)教學(xué)的框架，能否準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)學(xué)生可能遇到地問(wèn)題，怎樣進(jìn)行合理的指導(dǎo)……有很多問(wèn)題都需要我們好好的思考。一旦有一個(gè)環(huán)節(jié)做得不夠，都會(huì)影響教學(xué)的效果，學(xué)生的能力得不到提高，三維的教學(xué)目標(biāo)也很難達(dá)成。 3．DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)用 DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）是二期課改中又一重要的舉措，用現(xiàn)代化的信息技術(shù)優(yōu)化了學(xué)科的教學(xué)，改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式。 在本課中利用了DIS力的傳感器，能精確地、實(shí)時(shí)地反映力大小的變化。屏幕上不斷變化的動(dòng)態(tài)畫(huà)面沖擊著學(xué)生的視覺(jué)，起到了很好的實(shí)驗(yàn)效果。