力的等效和替代教案

《力的等效和替代》教案一、教学目标1.知识与技能：（1）理解力的合成与分解与等效替代的关系（2）知道合力与分力的几何关系是构成平行四边形2、过程与方法：（1）在探究过程中理解等效替代的科学研究思想（2）培养实验设计与探究的能力3、情感、态度与价值观：（1）领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。（2）在探究过程中培养学生的协作、交流能力。（3）联系日常生活现象，并能建构起简单的物理模型加以分析。二、教材分析本节内容是粤教版独有的，在力的合成与分解前加上这节内容，让学生对等效替代思想先有一定的认识，再通过实验探究合力与分力的关系，这符合了粤教版物理教材尊重历史、尊重自然的特点。教材通过对力的三要素、力的图示复习，得出准确表示力的方法，为规律的得出提供依据。接着通过生活实例给学生渗透合力与分力的等效与替代的思想，让抽象的概念具体化，并激发学生寻找合力与分力的关系的兴趣，进行实验与探究，在实践中得出规律，为掌握平行四边形定则的学习做好铺垫。矢量的运算法则是高中物理知识的一大难点，本节通过引导学生进行实验与探究活动，使学生在活动过程的体验中找寻物理规律，让学生感受到学习过程的快乐，同时增强了对该知识点的理解。三、学情分析在前面的学习中，学生已基本掌握了力的特征，但对力的图示还未牢固掌握，特别是标度的选择，因此要在实验探究前要加以复习。而合力与分力的概念、等效与替代的思想都比较抽象，学生较难理解，应通过生活实例让学生获得感性认识。高中刚刚接触到矢量概念，在寻找合力与分力的关系时可能有困难，应适当降低探究的难度，重在探究过程的体验，在体验过程中，给予他们适当的启发和帮助，以培养他们兴趣和热情。四、教学重点和难点1、教学重点（1）理解基本概念和等效思想（2）让学生经历“合力与分力的关系”的探究过程，学习科学探究的方法。2、教学难点（1）探究合力与分力关系（平行四边形定则）并能理解应用（2）实验方案的设计以及从实验现象总结得出实验规律五、教具方木板、白纸、图钉、弹簧测力计（两个）、细绳、橡皮筋、刻度尺、三角板、水杯、自制教具六、教学过程设计老师活动学生活动设计说明及媒体运用复习提问引入：1、力的三要素是什么？2、有哪些方法可以较准确地表示出一个力？3、这两种表示方法有何不同？请大家画图说明回答：1、力的三要素：大小、方向、作用点2、力的图示和力的示意图3、力的图示能更准确的表示出力；画力的图示前必须要选标度（画图说明）力的三要素、力的图示、力的示意图初中已学过，学生有一定的基础，因而以提问方式为主线，层层深入等效思想举例说明生活中的等效替代，从曹冲称象的故事，到钱币、电阻这些贴近学生学习生活的素材，提出等效的思想，让学生体会生活处处有这种思想方法，感觉到非常实用。知道生活中等效替代的例子，并能体会和理解等效的思想。从学生熟悉的知识入手，可以帮助学生理解，同时提高学生的学习兴趣。基本概念1、讨论交流，提出问题：两个小孩共同提起一桶水和一个大人单独提起一桶水，两次作用力产生的效果相同吗？请大家草稿纸上画出两次人对水桶的作用力的示意图。2、老师在黑板上画出力的示意图，引入力的等效替代。3、引出合力、分力、共点力的概念，并解释力的合成与分解。1、观察并回答：两次作用力产生的效果相同。（画出两次人对水桶的作用力的示意图）从生活现象中的等效替代联想到力的等效替代。2、讨论与交流：生活中其它类似的例子3、理解各个基本的概念，并初步尝试用概念对自己的所举例子进行分析，那些作用力相当合力，哪些作用相当分力。因为两种情况的作用效果是等效的，所以两个力可以相互代替。1.两个小孩提水的力F1、F2称为分力2.大人提水的这个力F称为合力。3.从力的作用效果相同出发，根据具体情况进行力的替代的过程，叫力的合成与分解。寻找“等效力”猜想与假设：既然合力与分力可以等效替代，那么它们之间存在什么关系呢？结合初中所学知识，说出你的猜想。合力就是两个分力的数值代数和或差。探究小实验：1、把相同的水杯提高至相同高度，分别读出弹簧测力计的读数。2、列出数据表格给学生比较。3、提问：合力和分力之间究竟存在什么样的关系？1、读出弹簧测力计的读数并记录。2、得出“合力不是分力的简单相加减”的结论，知道它们存在与简单代数之和不同的另外运算定则。3、猜想合力与分力之间的关系。力的作用效果相同，得到合力和分力，再从弹簧测力计读数分析两者关系。设计实验，验证猜想：1、设置“如何找合力、如何从实验中获取力的大小和方向、借助于什么来探究几何关系三个问题对学生实验进行引导。2、让学生利用已备有实验仪器，设计实验方案。学生讨论、交流，利用备有的实验仪器进行设计，说明实验步骤方木板、白纸、图钉、刻度尺、三角板实验与探究：学生进行实验，教师加以指导，及时发现问题根据自己设计的实验方案，进行实验，记录弹簧秤的读数和力的方向，画出力的图示，找寻规律。引导得出结论启发:请同学们以两个分力F1、F2为邻边作平行四边形画平行四边形，得与分力共点的对角线，用它和已有的合力比较，有什么规律?老师解释误差的存在。自己发现合力和分力可以看成平行四边形的邻边及其对角线。误差评估：在误差范围内，可认为实验有可靠性和准确性。初步小结合力的合成应遵循平行四边形合成定则！而不是简单的代数加减运算！知道并理解平行四边形法则：如果用表示两个共点力F1和F2的有向线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向都可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。拓展应用1、让学生猜想合力、分力的大小与分力夹角之间的关系。（前提：两分力大小一样）2、利用自制教具演示分析合力、分力的大小与分力夹角之间的关系。1、猜想合力、分力的大小与分力夹角之间的关系。2、观察老师演示实验，得出结论。3、利用结论解释日常生活中的现象。合力一定时，分力夹角越大，分力越大。分力一定时，分力夹角越大，合力越小。比较两种情况下，哪一种体操选手能更省力？