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2019-2020年高中物理 3.5力的分解教案 新人教版必修1(I) 一、設(shè)計(jì)思想 力的分解和力的合成均是矢量運(yùn)算的工具，是高中物理的基石，對(duì)矢量學(xué)習(xí)起到承前啟后的作用。承前：是對(duì)學(xué)生從接觸位移開始的矢量學(xué)習(xí)的總結(jié)；啟后：為以后學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成和分解以及向心加速度打下基礎(chǔ)。同時(shí)力的分解也是對(duì)力的合成教學(xué)的很好補(bǔ)充，加深了學(xué)生對(duì)平行四邊形定則的理解，為以后學(xué)生解決動(dòng)力學(xué)問題打下基礎(chǔ)，那么這節(jié)內(nèi)容如何展開呢？ 物理概念的形成、物理規(guī)律的掌握、物理問題的解決是物理教學(xué)的三大中心任務(wù)。本節(jié)課的任務(wù)就是：什么是力的分解（概念）、力怎樣分解（規(guī)律）、力的分解有什么用（應(yīng)用）。本設(shè)計(jì)以情景支撐學(xué)生認(rèn)知，使其認(rèn)識(shí)什么是力的分解；以探究解除學(xué)生困惑，使其弄清力為什么要這樣分解；以應(yīng)用拓展學(xué)生思維，使其明白力的分解在實(shí)際中有哪些用途。其中情景的選取以貼近學(xué)生實(shí)際為原則，以學(xué)生游戲，拖地和拉行李箱等為背景展示知識(shí)，摒棄了教材中學(xué)生不太熟悉的拖拉機(jī)拉耙的情景，這樣可以讓學(xué)生在不知不覺中進(jìn)入知識(shí)的研究，而避免在陌生的情景中迷失方向。探究采用的是局部探究法，主要是實(shí)例中的力如何分解，即找到力的作用效果，局部探究中又穿插實(shí)驗(yàn)探究和理論探究?jī)煞N方式，使學(xué)生的腦、手得到充分的調(diào)動(dòng)。應(yīng)用穿插于每個(gè)實(shí)例的探究之后，而不是學(xué)完內(nèi)容后集中應(yīng)用，這樣有助于學(xué)生構(gòu)建物理模型，并能極大地提高學(xué)生應(yīng)用物理模型解決實(shí)際問題的能力。 總之，這堂課以情景為鋪墊，探究為手段，應(yīng)用為目的，圍繞力的分解這一中心，實(shí)例分析和實(shí)際應(yīng)用兩條主線交替進(jìn)行，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的方法，獲得具體的成果，得到成功的體驗(yàn)，使課堂效率達(dá)到最大值。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 （1）使學(xué)生正確理解分力的概念，理解力的分解的含義 （2）使學(xué)初步掌握根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定分力的方向的原則，掌握將一個(gè)已知力分解為兩個(gè)互成角度分力的方法。 過程與方法 （1）深入體會(huì)等效替代的思維方法 （2）嘗試科學(xué)探究的過程，掌握由猜想到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的科學(xué)研究方法 （3）培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力、邏輯推理能力及概括和語(yǔ)言表述能力。 情感態(tài)度和價(jià)值觀 （1）使學(xué)生切身感受物理，對(duì)物理增強(qiáng)感情認(rèn)識(shí)，使其自覺完成由感性到理性認(rèn)識(shí)的升華，體驗(yàn)物理規(guī)律之美 （2）通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生切身感受知識(shí)的力量，激發(fā)其學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的內(nèi)在動(dòng)力 （3）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。 2、教學(xué)流程設(shè)計(jì) 采用引導(dǎo)式教學(xué)法，在情景的基礎(chǔ)上，以學(xué)生思考探索為主，教師引導(dǎo)、與學(xué)生進(jìn)行交互式討論為主輔，讓學(xué)生一步步邁上學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的臺(tái)階。教學(xué)流程設(shè)計(jì)如下圖： 游戲 學(xué)生演示 提出課題 實(shí)踐應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)、猜測(cè) 驗(yàn)證、交流 實(shí)驗(yàn)探究 計(jì)算歸納 應(yīng)用2 應(yīng)用1 應(yīng)用3 實(shí)驗(yàn)探究 計(jì)算歸納 理論探究 計(jì)算歸納 回歸思考 交流總結(jié) 規(guī)律升華 情景 總結(jié)知識(shí) 歸納規(guī)律 實(shí)例2 問題2 實(shí)例3 問題3 實(shí)例1 問題1 3、教學(xué)資源 （1）教材：普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》必修1（人教版） （2）教學(xué)硬件：電腦、投影儀、顯示幕布 （3）教學(xué)軟件：PowerPoint （4）實(shí)驗(yàn)儀器：一條三米長(zhǎng)的繩子，自制斜面重力效果顯示教具、三角架受力顯示教具 4、教學(xué)過程 4.1游戲引入，激發(fā)興趣 （1）請(qǐng)班上兩位力氣較大的男生抓住長(zhǎng)繩的兩端，拉直繩子。再請(qǐng)一位比較瘦小的女生上來(lái)，問：這位女生能不能把兩個(gè)男生拖動(dòng)？（學(xué)生爭(zhēng)論） 女生在教師指導(dǎo)下從繩的中間用力輕易把兩個(gè)男生拖動(dòng)（學(xué)生驚訝） （2）這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)力的分解，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就可以知道其中的奧秘。 4.2情景鋪墊，建立概念 4.2.1給出兩個(gè)生活情景：拖地和拉行李箱 提問：這兩個(gè)模型中人對(duì)拖把和箱桿施加了什么樣的作用力？起到什么作用？ 等效 4.2.2以拖地情景為背景建立物理模型，理論探究 總結(jié)：①力F的作用效果與F1和F2共同作用的效果相同，F(xiàn)叫F1和F2的合力，F(xiàn)1和F2叫F的分力。 ②求一個(gè)力的分力的過程叫力的分解。力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。 ③力的分解遵守平行四邊形定則。 4.2.3提問：力的分解有什么作用？引導(dǎo)學(xué)生自己分析情景2中的力的情況。 總結(jié)：①通過力的分解可以求出一個(gè)力的兩個(gè)“貢獻(xiàn)”。 ②通過力的分解可以使關(guān)系由復(fù)雜變得簡(jiǎn)單。 4.3虛實(shí)對(duì)比，掌握方法 利用課件演示：將一個(gè)力分解，從理論上看，有無(wú)數(shù)種分解方法。 展示情景3：對(duì)兩條繩的結(jié)點(diǎn)施加向下的拉力，在這個(gè)實(shí)際問題中，這個(gè)拉力是不是也可以任意分解？（學(xué)生討論） 總結(jié)：力如何分解由所研究的問題決定，選擇力的分解方向要有利于問題的解決。一般情況下，要選擇按力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解。 4.4實(shí)例探究，拓展應(yīng)用 4.4.1利用課件給出實(shí)例1：把一個(gè)物體放在傾角為θ的斜面上，物體受到豎直向下的重力，但它并不能豎直下落。從力的作用效果看，應(yīng)該怎樣將重力分解？?jī)蓚€(gè)分力的大小與斜面的傾角有什么關(guān)系？ 實(shí)驗(yàn)探究：①利用放大形變來(lái)展示物體重力產(chǎn)生的實(shí)際效果 ②利用測(cè)力計(jì)來(lái)定量探究合力和分力大小間的關(guān)系 結(jié)論：斜面上物體重力的作用效果是使物體壓緊斜面和使物體沿斜面下滑。 理論計(jì)算（由學(xué)生進(jìn)行）： 討論：和的大小均和斜面傾角有關(guān)，越大，越大而越小。 實(shí)際應(yīng)用：給出大橋和滑梯的照片，問橋和滑梯的坡度為什么不能很大？（學(xué)生討論回答） 4.4.2利用課件給出實(shí)例2：解釋上課前做的游戲。 理論探究：①作圖法：引導(dǎo)學(xué)生簡(jiǎn)化模型，畫出力的分解的漸變圖，感受力的大小的變化。 ②計(jì)算法： 結(jié)論：將一個(gè)力分解成大小相等的兩個(gè)分力時(shí)，分力的大小隨夾角的增大而增大。（學(xué)生分析回答游戲中的奧秘） 實(shí)際應(yīng)用：①怎樣拉出陷入淤泥中的拖拉機(jī)？ ②怎樣做引體向上更省力？ ③為什么刀、斧要很鋒利才能劈開東西？ （引導(dǎo)學(xué)生分析回答） 4.4.3利用課件給出實(shí)例3：路燈支架中的三角形結(jié)構(gòu)的受力情況。 先引導(dǎo)學(xué)生簡(jiǎn)化模型，提出問題。 實(shí)驗(yàn)探究：利用放大形變來(lái)顯示力的實(shí)際效果。 結(jié)論：重力產(chǎn)生的兩個(gè)作用效果為拉緊細(xì)繩和向內(nèi)壓緊輕桿。即細(xì)繩受到沿繩向外的拉力，輕桿受到沿桿向里的壓力。 實(shí)際應(yīng)用：計(jì)算塔吊中鋼索和懸臂的受力情況。（由學(xué)生進(jìn)行） 討論：當(dāng)很小時(shí)，和都接近0，和就會(huì)很大，對(duì)材料的強(qiáng)度要求很高，所以鋼索的固定點(diǎn)不能距懸臂的固定點(diǎn)太近。但太遠(yuǎn)則材料消耗過多，因此要結(jié)合具體情況適當(dāng)選擇角。 4.5課堂總結(jié)，升華規(guī)律 4.5.1知識(shí)與技能方面 ①力的分解遵守平行四邊形定則 拓展：平行四邊形定則是所有矢量相加的法則 演化到三角形定則 注：三角形定則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的。 ②力的分解的一般步驟 確定力的作用效果 確定兩分力的方向 作平行四邊形 確定分力的大小和方向 4.5.2過程與方法 ①等效替代法 ②實(shí)驗(yàn)探究法 三、設(shè)計(jì)反思 教學(xué)過程是“兩個(gè)過程”，即科學(xué)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過程和學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)的思維過程的有機(jī)融合。教師設(shè)計(jì)、營(yíng)造的教學(xué)情境必須是與當(dāng)前的學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的、能反映當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容本質(zhì)的，這樣學(xué)生才能進(jìn)入一個(gè)輕松和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境，新建構(gòu)的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活和物理世界中得到應(yīng)用能讓學(xué)生體會(huì)到人與自然地和諧，從而更能引起情感的共鳴，使學(xué)習(xí)更主動(dòng)更有效。所以教師在教學(xué)設(shè)計(jì)是應(yīng)抓住這樣一條主線：用情景來(lái)作為科學(xué)知識(shí)發(fā)生發(fā)展的背景，讓學(xué)生融入其中；用探究來(lái)發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)過程中的思維；最后通過實(shí)際應(yīng)用來(lái)提升學(xué)生解決問題的能力，激發(fā)他們改造自然地?zé)崆?，增?qiáng)科學(xué)素養(yǎng)。具體實(shí)施過程中應(yīng)注重兩個(gè)問題：1、堅(jiān)持在教師的引導(dǎo)下，以學(xué)生的自主構(gòu)建、合作探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)為主。引導(dǎo)時(shí)盡量用學(xué)生熟悉的情景作為鋪墊，多設(shè)置相關(guān)問題。問題的解決能用實(shí)驗(yàn)的就要做好實(shí)驗(yàn)，有條件進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)的一定要分組進(jìn)行。理論探究要引導(dǎo)好力爭(zhēng)讓學(xué)生自主完成。這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使課堂更有效率。2、加強(qiáng)三維目標(biāo)的整合，重視科學(xué)方法的訓(xùn)練，不可輕視情感、價(jià)值觀的激勵(lì)作用。課堂上在學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的同時(shí)要潛移默化地滲透物理的思維方法，如等效法，圖像法，極限法等，逐步提高學(xué)生的各種能力，如建模能力，分析能力，數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力等。實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)多設(shè)置臺(tái)階，讓學(xué)生體驗(yàn)成功喜悅，層層深入。