2019-2020年高一物理《力的合成（1）》教學設(shè)計.doc

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2019-2020年高一物理《力的合成（1）》教學設(shè)計 一、 教學目標 1． 知識和技能 （1） 理解合力、分力、力的合成的概念。 （2） 理解平行四邊形定則，并能初步運用平行四邊形定則，通過作圖法求合力。 2． 過程和方法 （1） 通過合力、分力的概念理解，認識等效替代的思想方法。 （2） 通過對力的平行四邊形定則的探究，感受實驗探究物理規(guī)律的過程。 3． 情感、態(tài)度和價值觀 （1） 通過情景引入問題，激發(fā)學生的學習興趣和探究的主動性。 （2） 通過探究實驗，培養(yǎng)學生的解決實際能力和相互合作、實事求是的作風。 二、 教學重點和難點 重點：（1）理解合力、分力的概念 （2）力的平行四邊形定則 難點：通過探究實驗，歸納出平行四邊形定則 三、教學設(shè)計思路和教學流程 教學設(shè)計思路： 本節(jié)課的重點是讓學生探究并理解力的平行四邊形定則，但是，由于高一學生是剛開始接觸矢量方面的運算，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，在教學過程中，要加強教師的引導作用。 本課一開始，就以同學拎水的情景引入，再通過舉例，從一些學生能夠感知和理解的日?，F(xiàn)象和規(guī)律出發(fā)，加深了學生對等效替代的思想以及合力、分力概念的理解。 接著，讓學生帶著“誰的力氣大”的問題，通過用彈簧秤拉砝碼模擬拎水情景的小實驗，進行了合力與分力有哪些方面的關(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，為后面的探究實驗做好了臺階。 在探究實驗中，又通過一些問題的設(shè)計，減少了學生在探究過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，學生可能出現(xiàn)的盲目性。在實驗過程中切實提高了學生的實驗?zāi)芰?、解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學生相互合作的精神和實事求是的作風。 最后的DIS演示實驗，通過屏幕上數(shù)據(jù)的動態(tài)的變化，對學生的感官造成了強烈的沖擊，加強了學生對平行四邊形法則的理解和運用能力。 教學流程圖： 情景1 生活實例分析 等效替代的思想 合力、分力的概念 學生實驗1 合力與分力在哪些方面有關(guān) 學生實驗2 平行四邊形定則的探究 DIS演示實驗1 平行四邊形定則的初步運用 初步運用 情景引入 實驗研究 規(guī)律運用 概念歸納 DIS演示實驗2 四、教學過程 （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：有兩組同學在拎水，一開始，是兩個女同學，后來一個男同學主動幫助她們來拎。 師：兩個女同學的拉力和一個男同學的拉力，各自起了什么效果？這兩個效果是否相同？ 生：均是將桶拎起來，這兩個效果相同。 師：兩個女同學拉力的共同效果，就是將這桶水拎起來，一個男同學拉力效果，也是將這桶水拎起來，這兩個效果是一樣的。因此，我們可以用這一個男同學的拉力來替代掉這兩個女同學的拉力，這就是“等效替代”。 （二）概念歸納 師：生活中，類似這樣，一個力與幾個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。同學們，討論一下，還能舉出哪些例子？ 學生討論 生：斜拉橋、桌子…… 師補充：背包、遮陽篷（圖片） 師小結(jié)：如果我們能善于觀察，一定還會發(fā)現(xiàn)的更多。這么多的例子說明了：在許多實際問題中，物體可能不只受到一個力，而是幾個力的作用，但是，我們總能找到一個力使它的效果與這幾個力的共同效果，是相同的，而這個時候，我們把這樣一個力，就叫做這幾個力的合力，而這幾個力就叫做這一個力的分力。這就是合力與分力的定義。 （三）實驗研究 1．合力與分力有哪些方面的關(guān)系 師：在剛才的情景中，如果水沒有灑出，那么，是一個女同學出的力氣大，還是一個男同學出的力氣大？ 生猜想：男同學出的力大，因為他一個人出的力與兩個女同學出的力的共同效果是一樣的。 師：情況到底是怎樣的呢？我們將通過一個實驗來親身了解一下。拎個水桶太重了，而且難以測量，所以，我們就用砝碼來模擬水桶。如果直接用手拉砝碼，無法讀出力的大小，所以，我們用彈簧秤去拉砝碼。好，請同學們動手實驗。 學生實驗1 師：在實驗中，你們發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？ 生：兩個拉力的夾角變大，拉力的大小也變大。超過一個角度后，一個拉力就大于兩個拉力合力的大小。 師小結(jié)：通過實驗我們發(fā)現(xiàn)：當合力不變時，也就是說兩個分力的共同效果保持不變時，兩分力的夾角越大，分力的大小就越大，反過來，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，需要在一個平面內(nèi)，把合力與分力的大小、方向記錄下來。前面的這個實驗很難記錄好分力的方向，所以必須采用另一組裝置來繼續(xù)研究。（老師將橡皮筋固定在板上，然后施加兩個拉力拉橡皮筋）這兩個拉力起了什么效果？如果用一個力，怎樣來替代這兩個力的效果？ 生：使橡皮筋產(chǎn)生形變；用一個力拉伸相同的長度。 （老師給學生一個錯誤的演示） 師：我這樣拉行嗎？（齊答：不行）這兩個力的效果除了使橡皮筋產(chǎn)生形變以外，還跟橡皮筋被拉長的什么有關(guān)？（齊答：方向）所以，我們一定要保證每次拉的時候，橡皮筋的長度與方向是相同的。（老師給結(jié)點作一個記號，給學生提示） 師：我們怎樣記錄合力、分力的大??？ 生：用彈簧秤測力的大小 師：我們怎樣記錄合力、分力的方向？ 生：作力的作用線 師：假設(shè)同學們已經(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用線和三個力的大小讀數(shù)來看，能研究出什么規(guī)律來嗎？（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，用什么方法呢？（齊答：力的圖示法） 師：這個實驗中，如果一個人要一邊拉彈簧秤，一邊讀數(shù)，還要一邊描點，是不行的。所以，需要同學們兩人一組，相互配合，來共同完成。關(guān)于彈簧秤的使用說明以及實驗中其他的注意事項，請同學們參看屏幕上的要求來做。 學生實驗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，怎樣證明一個四邊形是平行四邊形？ 生： 對邊相等；對角相等；角平分線平分…. 同學驗證 3組同學交流 師：幾組同學都證明了他們所畫的四邊形，基本上，是平行四邊形。下面很多同學也得到了相同的結(jié)果。當然，有沒有同學沒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，找一找問題可能出在了哪里。 師：這個平行四邊形，它的鄰邊和對角線反映了分力與合力的什么關(guān)系？鄰邊是什么？對角線是什么？ 生：鄰邊是分力，對角線是合力 師小結(jié)：這個結(jié)論說明了：合力與分力的關(guān)系并非是簡單的代數(shù)加減，而是滿足一個平行四邊形的關(guān)系。我們找到了進行力合成的方法：平行四邊形定則。 （四）規(guī)律應(yīng)用 1．老師實驗演示1 師：剛才同學們作了某些角度的力的合成，現(xiàn)在我來演示一下，當角度變化時，各分力變化的整個情況。（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。下面請大家注意觀察我雙手的變化和屏幕上數(shù)字的變化。 老師實驗演示 師：我們發(fā)現(xiàn)：當兩個分力角度變大時，它們的大小也在變大。用什么方法解釋？ 生：平行四邊形法則 師：因為整個變化過程中，合力與分力始終滿足一個平行四邊形的關(guān)系，所以當分力的夾角變化時，它們的大小也會改變。 2．老師實驗演示2 師：在桌面上放置了兩個鐵架臺，上面都掛了滑輪，一根細線通過滑輪，兩端懸掛了各重2牛的砝碼。我用傳感器去拉線上的一點，緩慢的下移。線上的拉力保持2牛不變。請同學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。 老師實驗演示 師布置作業(yè)：傳感器的數(shù)據(jù)反映了什么力的大??？這個力是如何隨兩個拉力的夾角變化而變化的？若兩個力大小相等，均為2牛.當兩力的夾角分別為：60度、90度、 120度和150度時，請用力的圖示求出它們的合力大?。亢狭Φ姆秶窃鯓拥? 小結(jié)： 這節(jié)課我們通過實驗，動手動腦，體驗了一次研究的過程。我們不僅學到了解決問題的方法，還培養(yǎng)了相互合作的精神。希望同學們能把這些收獲，更好的運用到你們今后的學習生活中，不斷進步。 五、教學反思 1．情景創(chuàng)設(shè) 在情景創(chuàng)設(shè)中，我設(shè)計了一段學生拎水的過程，并拍攝成錄像，又取了當中的一些畫面，分別在引入、設(shè)疑部分及后續(xù)教學中都有運用。所以說，這段情景不單單在這節(jié)課里起到了引入問題，提高學生興趣的作用，它還貫穿于整個“力的合成與分解”的教學中，使得這部分的教學設(shè)計有較好的連貫性。應(yīng)該說這段情景材料的準備，是很有價值的。 2．學生探究實驗 這節(jié)課在新教材中最大的變化就是將學生關(guān)于平行四邊形定則的驗證性實驗變成了探究性實驗。但是這個實驗的難度較大，如果要讓學生在一節(jié)課里充分地體驗整個探究的過程，又感悟其中的方法，教師在教學中對框架和問題的設(shè)計就尤為重要了。 第一次課堂實施，直接讓學生研究合力與分力的關(guān)系，這使學生感到有些茫然。首先，他們對合力與分力在大小和方向上均有關(guān)，這一點就很難想象；接著，對在實驗中如何用兩個力代替另一個力的效果，如何進行實驗操作與分析，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，我們花了不少時間，直到下課時，也未能得出實驗的結(jié)論。 后來的課堂實施，充分考慮到了前面出現(xiàn)的問題，作了很大的調(diào)整。在探究實驗之前，先設(shè)計了一個小實驗，讓學生通過親自的觀察，體會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)計了一些問題，給了學生充分的暗示，避免了實際操作中的困難。這樣，大部分的學生都能較快、較好地完成實驗了，使得后面對結(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。 二期課改后的新教材，很強調(diào)以學生為主體的探究性實驗的教學，希望學生能盡可能地親自參與實驗研究，促進學習的主動性，培養(yǎng)解決實際問題的能力和科學的態(tài)度。但是，探究性實驗的教學并不等同于教師完全的放手，某種程度上它對教師的能力要求更高了。如何設(shè)計教學的框架，能否準確地預(yù)計學生可能遇到地問題，怎樣進行合理的指導……有很多問題都需要我們好好的思考。一旦有一個環(huán)節(jié)做得不夠，都會影響教學的效果，學生的能力得不到提高，三維的教學目標也很難達成。 3．DIS實驗系統(tǒng)的運用 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)化了學科的教學，改變了傳統(tǒng)的實驗方式。 在本課中利用了DIS力的傳感器，能精確地、實時地反映力大小的變化。屏幕上不斷變化的動態(tài)畫面沖擊著學生的視覺，起到了很好的實驗效果。