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2019-2020年高中物理 3.5力的分解教案1 新人教版必修1 設(shè)計(jì)思路 本課主要采用自主學(xué)習(xí)，教師引導(dǎo)為主，將小游戲、多媒體（PPT）、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)滲透到物理教學(xué)，實(shí)現(xiàn)物理的整體教學(xué)。以帆船圖片和小游戲?qū)?，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，通過對(duì)生活實(shí)例分析，引導(dǎo)學(xué)生如何將實(shí)際問題抽象為物理模型，為什么以及怎樣將一個(gè)力根據(jù)力的作用效果分解。最后，學(xué)生知道用所學(xué)的知識(shí)分析實(shí)際的物理問題來完成這個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)。 教學(xué)目標(biāo) 內(nèi) 容 1、知識(shí)與技能 目標(biāo) （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。 2、過程與方法 目標(biāo) （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表述能力。 3、情感態(tài)度和 價(jià)值目標(biāo) （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)的力亙，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)度和與人合作的團(tuán)隊(duì)精神。 教學(xué)重點(diǎn)與 難點(diǎn) 重點(diǎn)：1、通過實(shí)例深入理解等效替代的方法以及分力、力的分解的概念。 2、通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)產(chǎn)掌握按力的實(shí)際作用效果分解已知力的方法 難點(diǎn)：通過實(shí)例使學(xué)生深入理解，分力與合之是等效替代關(guān)系而不是同是作用在物體上的。同時(shí)掌握按力的實(shí)際作用效果確定分力，然后根據(jù)平行四邊形定則、分解已知力的方法。 教學(xué)流程 激趣引入——實(shí)踐假設(shè)猜想——實(shí)驗(yàn)探究——應(yīng)用于實(shí)踐 教學(xué)資源、用具 ppT、自制簡(jiǎn)易三角支架、繩子、三角板（學(xué)生自備）、鉤碼、小木板、橡皮筋、小物塊 內(nèi)容 師生活動(dòng) 教學(xué)設(shè)計(jì)意圖 引 入 新 課 （顯示幻燈片）看大海與帆船的圖片 師：“乘舟側(cè)畔千帆過，病樹前頭萬木春”，千帆從各個(gè)方向過，有的船順風(fēng)，有的船逆風(fēng)，帆船為什么可以逆風(fēng)而行？這個(gè)問題學(xué)完之后再解釋。 學(xué)生游戲：女生與兩名男生的拔河游戲。 師：同學(xué)們說一般是男生力氣大，還是女生力氣大？ 生：男生 師：班上哪兩位男生力氣最大？請(qǐng)上前面來 （男生上臺(tái)） 師：哪位女生敢向他們挑戰(zhàn)？ （女生上臺(tái)） 師：下面請(qǐng)他們?nèi)蛔鰝€(gè)小游戲，剛開始男生站在一起，女生能否拉動(dòng)他們兩個(gè)？站開一些再拉呢？最后把繩繃直，一個(gè)人站一邊，女生從中間拉呢？ 生：（完成游戲，結(jié)果是當(dāng)一人站一邊拉直繩時(shí)，女生從中間很輕松地拉動(dòng)兩位男生） 師：為什么女生采用最后一種方式很容易拉動(dòng)男生呢？學(xué)習(xí)這一節(jié)的知識(shí)——力的分解就明白其中的奧妙了。 師：板書課題——力的分解 游戲是人的天性，通過游戲的方式，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 概 念 （一） 力的分解 師：復(fù)習(xí)上節(jié)課的力的合成，（顯示幻燈片），一個(gè)大人提水和兩個(gè)小學(xué)生提水的效果是相同的，這一個(gè)力叫做那兩個(gè)力的合力。反過來，生活中我們常?？梢砸姷剑旱蹉^用多股滑輪代替一股滑輪將貨物提起，斧頭用一個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)強(qiáng)大的效果將木頭劈開…‥可見，用兩個(gè)或多個(gè)力等效替代一個(gè)力，在很多情況下可以使我們的問題迎刃而解，這節(jié)課我們就來求求這些神奇的分力。 師：幾個(gè)力如果共同產(chǎn)生的效果跟原來一個(gè)力產(chǎn)生的效果相同，這幾個(gè)就叫做那個(gè)力的分力。 師：求效果與原來那一個(gè)力效果相同的分力的過程，就叫做力的分解。 幾個(gè)力F1、F2 效果相同 一個(gè)力F 力的分解 力的合成 [板書]一、力的分解：求一個(gè)力的分力叫做力的分解 通過具體實(shí)際例子介紹分力、力的分解的概念，使學(xué)生明確分力與合之間的等效替代關(guān)系。 師提出問題：請(qǐng)同學(xué)們思考討論力的分解，應(yīng)當(dāng)尊遵循什么法則？ 預(yù)測(cè)學(xué)生回答：兩實(shí)驗(yàn)步驟恰好相反，由于力的合成遵循平行四邊形法則，力的分解是力的合成逆運(yùn)算，也應(yīng)當(dāng)遵循平行四邊形定則。 [板書]二、力的分解法則：平行四邊形定則 師：明確了力的分解法則，哪位同學(xué)能完成學(xué)案上這個(gè)已知力的分解？ 生：（學(xué)案上完成力的分解） 師：點(diǎn)評(píng)，看看旁邊同學(xué)畫，圖形是否一樣？ 運(yùn)用對(duì)比方法，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)力的合成與分解進(jìn)行對(duì)比，避免概念的混淆，又促進(jìn)了知識(shí)的遷移。 師：如要我們只知道力的大小與方向，不知兩分力的方向，那么力下的分解還是唯一的嗎？可分解為幾對(duì)分力？ 學(xué)生：不唯一，可分解為無數(shù)對(duì)分力 師：對(duì)，就好比10等于哪兩個(gè)數(shù)相 加，有無數(shù)個(gè)答案，那么已知一個(gè)合力 分解成兩個(gè)分力，也是可以分解成無數(shù) 對(duì)的分力，如圖示： 通過該 問題培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。 過渡：一個(gè)已知力究竟分解到哪兩個(gè)方向上去，這要根據(jù)力的實(shí)際效果來確定。 實(shí) 例 分 析 (一)實(shí)例分析：學(xué)會(huì)按實(shí)際作用效果分解力 探究一、坐在斜坡上的人受到的重力，會(huì)產(chǎn)生怎樣的效果？ G22 G1 G θ θ 師：我們可以把它抽象為一個(gè)在斜面上的物體，如圖傾角為θ的斜面上放有一個(gè)物體，如圖所示。該物體受到的重力G能產(chǎn)生哪些作用效果？應(yīng)當(dāng)怎樣分解重力？分力的大小各是多大？ （學(xué)生思考討論得出猜想或假設(shè)） 學(xué)生：向下滑，壓斜面的兩個(gè)作用效果。 （學(xué)生活動(dòng)）利用桌面的材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 (利用直尺和鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。) （學(xué)生上臺(tái)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)，用薄木板與重物演示,并得出結(jié)論。） （1）G方向豎直向下，又不能下落；所以在垂直于斜面方向產(chǎn)生緊壓斜面的力的作用效果；在沿斜面方向上使物體產(chǎn)生沿斜面向下滑動(dòng)的效果。 （2）兩分力方向確定了，分解是唯一的。 （3） 總結(jié)：我們?cè)趯?shí)際的問題中，可以根據(jù)力的作用效果將這個(gè)理進(jìn)行分解，它們產(chǎn)生的效果是相同的，所以可以用這兩個(gè)力來等效代替這一個(gè)力。 [板書]三、分解依據(jù)：力的作用效果 師：θ角的變化對(duì)兩個(gè)分力有何影響？ 學(xué)生：θ增大G1增大，G2減小；θ角減小時(shí)，G1減小，G2增大。 (聯(lián)系實(shí)際) 出示圖片：利用力的分解的知識(shí)解釋，為什么高大的橋都要建很長(zhǎng)的引橋？公園里的滑滑梯很陡？ 學(xué)生：因?yàn)殚L(zhǎng)長(zhǎng)的引橋可以減小上坡的傾角，即使G1減小，使上坡容易下坡安全?；菰蕉?，傾角越大，重力沿斜面向下的分力越大，越容易滑下來。 探究二、觀看圖片（幻燈片顯示塔吊）貨物隊(duì)鋼絲繩的拉力產(chǎn)生了怎樣的作用效果？ F ⊙ 我們把它抽象為如圖所示的三角支架，作用在三角支架上的力F作用效果怎樣，如何分解？分力的大小各為多少？ （學(xué)生活動(dòng)）用細(xì)桿、繩套、鉤碼組成一套演示力的分解的實(shí)驗(yàn)裝置，繩套一端系在手指上，一端系在細(xì)桿末端，細(xì)桿的頂端頂在掌心上。向下拉繩，體會(huì)手指和掌心受力的情況，以體驗(yàn)拉力產(chǎn)生的效果，揣摩分力的方向。 （請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)成果） 學(xué)生通過親自動(dòng)手，親身體會(huì)，得出結(jié)論：食指有被拉伸的感覺，掌心有被刺痛的感覺，兩個(gè)作用效果一個(gè)是拉伸細(xì)線，一個(gè)是壓緊鉛筆，方向一個(gè)沿細(xì)線方向向下，一個(gè)沿鉛筆向里。 力的分解的示意圖如圖： F F1 F2 F1=F/sinθ F2=F/tanθ θ θ 根據(jù)三角形的關(guān)系求出 F1=F/sinθ F2=F/tanθ 探究三、作用在繩上的O點(diǎn)的力F，產(chǎn)生什么樣的作用效果？該如何分解？θ角的變化對(duì)分力的大小有何影響？ 學(xué)生：力F產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，分別是沿AO方向斜向下拉AO繩和沿BO方向斜向下拉BO繩。 F A B O θ F2 F1 F （學(xué)生活動(dòng)）用橡皮繩吊住鉤碼，改變橡皮繩之間的夾角，觀察橡皮繩的長(zhǎng)度變化。 教師：根據(jù)這三個(gè)實(shí)例的解決過程，請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)一下力的分解的步驟： 1、分析力的作用效果，根據(jù)力的作用效果確定分力的方向。 2、應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行分解。 3、利用三角函數(shù)求出兩個(gè)分力。 采用提出問題——學(xué)生猜想——實(shí)踐探究——得出結(jié)論的教學(xué)方法 ，從學(xué)生熟悉和形象直觀的事例入手，通過一系列的迷你小實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生親身體驗(yàn)感受力的作用效果，從而理解如何根據(jù)力的實(shí)際效果來確實(shí)兩個(gè)分力的方向，掌握按力的作用效果分解力這一重要方法。 學(xué)以致用 一、解釋為什么小女生可以拉動(dòng)男生？ 教師：同學(xué)們能不能就此來解釋一下為什么小女生能拉動(dòng)兩個(gè)男生？ 學(xué)生：兩個(gè)男生在僵持的過程中，繩子中間施加的力就產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，拉兩端的繩子，當(dāng)夾角很大時(shí)，力雖然很小，繩子上的張力卻很大。 二、現(xiàn)在應(yīng)用我們今天所學(xué)知識(shí)來制定實(shí)驗(yàn)方案：怎樣估測(cè)出棉線所能承受的最大拉力?(器材:米尺,質(zhì)量為200克的鉤碼一組, 棉線) 師：兩位同學(xué)為一組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，之后上來匯報(bào)你們的思路？ d 線長(zhǎng)L F F2 F1 生：將砝碼掛在棉線上，逐漸增大夾角，記錄斷裂的時(shí)刻兩繩之間的距離，并測(cè)出繩子的長(zhǎng)度，作出砝碼重力的兩個(gè)分力，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系，可求出砝碼的重力的兩個(gè)分力的大小，即為繩子的最大拉力。 師：回答得很好，能說說它的道理何在？ 師引導(dǎo)學(xué)生回答并總結(jié)：當(dāng)兩分力間夾角很大時(shí)，用很小的力就可以在兩分力方向上獲得很大的力，繩子就很容易斷。 應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解釋和解決生活中的現(xiàn)象和問題，體現(xiàn)了物理和生活緊密相連，同時(shí)培養(yǎng)分析問題，解決問的能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的。 課 堂 小 結(jié) 師：這一節(jié)課學(xué)習(xí)力的分解知識(shí)，知道分力與合之間的等效替代的關(guān)系，掌握根據(jù)力的實(shí)際作用效果分解力的重要方法，學(xué)習(xí)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題達(dá)到學(xué)以致用。 作業(yè) 課外研究: 教師：前段時(shí)間我從網(wǎng)上看到一則消息，很是奇怪，今天拿出來和同學(xué)們共同探討一下。 鄭和船隊(duì)駛風(fēng)技術(shù) 船遇逆風(fēng)，只要將帆面傾斜到一定角度，風(fēng)吹到帆面上形成垂直帆面的風(fēng)力，就能推動(dòng)船向前航行。 ------摘自Inter網(wǎng) 下面我們來觀看一個(gè)視頻：08奧運(yùn)帆板運(yùn)動(dòng)殷劍奪冠瞬間。 教師：正是由于殷劍掌握了高超的駛風(fēng)技術(shù)，化逆風(fēng)為順風(fēng)，才能奪得這枚寶貴的金牌。 其實(shí)，同學(xué)們?nèi)绻軌蛘覝?zhǔn)自己人生的帆，調(diào)整好帆向，化逆風(fēng)為順風(fēng)，化逆境為順境，一定能找到屬于自己的一片天空。課后，同學(xué)們?nèi)ゲ殚喯嚓P(guān)資料，結(jié)合本節(jié)課所學(xué)的力的分解，去找出帆船。可以逆風(fēng)而行的原因 小結(jié): 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如何將一個(gè)已知力進(jìn)行分解，并且利用身邊的器材進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)，得出了結(jié)果，更重要的是，我們利用了今天學(xué)習(xí)的知識(shí)解決了身邊很多實(shí)際問題，這也說明了物理源于生活，生活處處有物理。 板書設(shè)計(jì)： 一、力的分解：求一個(gè)已知力的分力 幾個(gè)力F1、F2 效果相同 一個(gè)力F 力的分解 力的合成 二、分解規(guī)律：遵循平行四邊形定則 三、分解依據(jù)：按力的實(shí)際作用效果分解。 四、實(shí)例分析