力的合成-教学设计

中学一节课教学设计课题名称：力的合成设计者班级：设计者学号：设计者姓名：设计指导教师:中学一节课教学设计教学内容力的合成设计者班级设计者学号姓名选用教材人教版必修1教学时数45分钟学习需求分析本章的名称为相互作用。在物理学中，物体间的相互作用抽象为一个概念：力。在初中学生已经知道力的三要素，并且在这章的前三节分别学习了重力、弹力、摩擦力的特点和规律，本节课来研究这几种力合力的特点和规律。因此在初中的基础上，学生需要掌握求合力的方法，即懂得平行四边形定则的原理，能用平行四边形定则求出合力，并知道平行四边形定则的适用情况。教学设计理念这节课以《新课程标准》理念构建新型课程教学模式，在设计上从学生熟悉的生活情境引入，引发学生的学习兴趣，实验探究过程让学生自己提出问题，进行实验，总结出数学模型，培养学生的自主学习能力。本节课要求学生深入感知探究，在由学生引出问题后，让学生探究，抓住学生的好奇心，以疑激学，巧设悬念，使学生在高昂的求知欲中探索新知，并且在不知不觉中将学到的知识转化为一种能力。学情分析本节课的授课对象是高一学生，高中生的学习思维处在形象思维向抽象思维转化的过渡期。他们的思维以形象思维为主，对直观现象比较感兴趣，喜欢动手，但欠缺对问题深入的思考及理性的思维。这次实验可以培养学生应用科学探究的方法来研究物理问题、验证物理规律，使学生计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，培养一定自主学习的能力。在初中，学生已经知道了力的本质（物体间的相互作用力）以及力的三要素（大小、方向、作用点），并且在本章的前三节已分别学习了重力、弹力、摩擦力的特点和规律，本节课来研究这几种力合力的特点和规律，并通过实验来探究求合力的方法，通过生活现象引入共点力的概念使学生能够理解并准确判断出平行四边形定则的适用情况。学习任务分析教材分析本节课内容的地位及作用《力的合成》是高中物理（必修1）第三章第四节的内容，是学习力学的基础内容，在高中物理中起着奠定基础的作用，既与初中时学生所学的知识有联系，还与在高中的往后学习内容相关，起到了初中向高中过渡的承上启下作用。本节内容先通过生活现象引入合力、分力以及共点力的概念，让学生提出问题，探究了合力的方法，通过探究实验的方法总结归纳了平行四边形定则。教材编排特点主体内容附加内容作用关系（1）生活中常常见到这样的事例：一个力的作用效果与两个或者更多力的作用效果相同。（2）当一个物体受到几个力的相互作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这样的力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。（3）求几个力的合力的过程就叫做力的合成。这里我们探究求几个力的合力的方法。（4）两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。（5）如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。（6）力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。（1）图片：一个成年人用的力与两个孩子用的力效果相同。（2）思考与讨论：假如这桶水的重量是200N，两个孩子合力的大小一定也是200N。现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200N吗？（3）实验：探究求合力的方法。（4）思考与讨论：根据力的平行四边形定则作图。可以看出，两个力F1、F2的合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角而变化。当夹角分别等于0度和180度时，怎么确定合力的大小与方向？（1）图片可以更形象的展示出等效替换，从生活现象出发，引发学生的兴趣，且能使同学们更容易进入课堂。（2）思考与讨论从上页那个图片（课题引入）出发，提出问题，挑起学生的好奇心，让同学善于思考，积极讨论，认真投入到课堂中去，同时为进行探究实验做铺垫。（3）此探究实验是由同学提出问题，进行假设，自己设计实验，进行实验，自己总结平行四边形定则，使学生养成科学探究的习惯，且有助于对知识的记忆和应用。（4）思考讨论引起学生的好奇心，在学生有能力的前提下，根据问题的提示，进行合力范围的求解，提高学生自主学习的能力。新课程标准对内容的要求通过实验理解力的合成与分解。知道共点力的平衡条件。能区分矢量与标量。能用力的合成与分解分析日常生活中的问题。例3：研究大小相等的两个力在不同夹角情况下合力的大小。教学重点（1）学生对合力分力概念的理解；（2）学生实验探究的过程；（3）学生对共点力的概念及情况判断；（4）学生对平行四边形定则的理解及应用。教学难点（1）学生对等效替代原理的理解及应用；（2）学生对实验现象的分析总结；（3）学生对平行四边形定则适用条件的理解及判断；（4）学生对求多个力的合力的范围的计算及掌握。学习目标阐明知识与技能（1）能从力作用的等效性理解合力与分力的概念，初步体会等效替代的思想。（2）能通过实验探究求合力的方法---力的平行四边形定则,并知道它是矢量运算的普遍规则。（3）会用平行四边形定则进行作图并计算。（4）知道合力的大小和分力夹角的关系。（5）能应用力的合成知识分析日常生活中的有关问题。过程与方法（1）强化“等效替代”的思想。（2）体验科学探究过程，了解科学研究方法，增强创新意识和实践能力。（3）通过实验探究，归纳概括出平行四边形定则，培养学生的观察、操作、探究、归纳总结能力。（4）培养运用数学工具解决物理问题的能力。情感态度和价值观（1）培养学生参与课堂活动的热情。（2）使学生计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，培养一定自主学习的能力。（3）使学生具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力、分析解决问题能力和交流合作能力。（4）培养学生将所学知识应用于生产实践的意识和勇气。教学策略制定教学方法讲授法、思考讨论法、实验探究法、归纳总结法教学媒体教材、教学参考书、课件、板书、实验仪器等本节课的知识梳理及其知识结构图本节课教材中的物理术语：相互作用、合力、分力、矢量、标量、平行四边形定则、共点力具体概念及其内容、特征等：（1）当一个物体受到几个力的相互作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这样的力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。（2）求几个力的合力的过程就叫做力的合成。（3）如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。具体原理、定律、定理的定性描述及定量表达式内容及其具体特征：（1）两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。（2）如果两个以上的力作用在一个物体上，也可以应用平行四边形定则求出他们的合力：先求出任意两个力的合力，在求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。（3）力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。用到的科学方法：自然观察法、对比观察法、分析综合法、等效替代法、理想模型法、实验探究法、归纳总结法知识结构图：情境导入一、合力与分力二、力的合成四、实验三、共点力一桶水一个成年人可以提起来，两个小孩也可以提起来，这说明了什么？都可以把水桶提起来，说明他们的作用效果相同。当一个物体受到几个力的相互作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这样的力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。求几个力的合力的过程就叫做力的合成。实验结论：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。平行四边形定则如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。等效替代原理一个力的作用效果与两个或者更多力的作用效果相同。同在一条直线上的二力合成：二力同向：F=F1+F2二力反向：F=F1-F2生活中很多情况，两个力并不在同一条直线上。探究求合力的方法重点思考：1.等效作用效果如何体现？2.如何将力的大小和方向直观地描绘出来？五、课堂小结生活中常常见到这样的事例结合板书，总结这节课所学内容，并布置作业。教学过程设计第一环节具体任务情境导入预计时间5分钟教师的课堂活动设计：学生参与课堂教学的活动设计：设计意图及实现的目标生活中常常见到这样的事例（如图所示）：一桶水一个成年人可以提起来，两个小孩也可以提起来，这说明了什么？生活中常见到更多的实例：等效替代：一个力的作用效果与两个或者更多力的作用效果相同。板书：§3.4力的合成一、等效替代：一个力的作用效果与两个或者更多力的作用效果相同。他们都可以把水桶提起来，说明他们的作用效果相同。（自然观察法、对比观察法）让课堂内容与生活相联系，可以是学生更好的进入课堂，激发学生的兴趣和好奇心。小结与过渡：现在，同学们已经找到问题的答案了，那我们怎么来分析呢？这又体现了什么呢？下面我们来讲分力与合力，看看力是怎么合成的。教学过程设计第二环节具体任务合力与分力预计时间5分钟教师的课堂活动设计：学生参与课堂教学的活动设计：设计意图及实现的目标当一个物体受到几个力的相互作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这样的力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。说明：在实际问题中，可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效替换。而不是物体又多受了一个合力。大家看下面这个图：哪个是分力，哪个是合力？板书：二、合力、分力当一个物体受到几个力的相互作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这样的力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。F1、F2为分力，F为合力。（很明显，学生可以很容易回答出来）引导学生从感性认识上升到理性认识，建立物理模型（抽象出合力、分力的概念）。这些力有相同的作用效果，他们之间一定存在某种关系，为了方便研究物理学将它定义成合力与分力。小结与过渡：现在大家知道了合力与分力的概念，那力到底是怎么合成的呢?下面我们来探究一下。教学过程设计第三环节具体任务力的合成预计时间7分钟教师的课堂活动设计：学生参与课堂教学的活动设计：设计意图及实现的目标力的合成：求几个力的合力的过程或方法。那同学们可以讨论一下当两个力在同一条直线上的时候，合力是多少吗？思考与讨论：假如这桶水的重量是200N，两个孩子合力的大小一定也是200N。现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200N吗？板书：三、力的合成求几个力的合力的过程就叫做力的合成。F1和F2两个数值相加不会正好等于200N思考与讨论从课题引入出发，提出问题，挑起学生的好奇心，让同学善于思考，积极讨论，认真投入到课堂中去，同时为进行探究实验做铺垫。小结与过渡：同学们想一下，生活中很多情况，两个力并不在同一条直线上，还能用上述方法来求它们的合力吗？教学过程设计第四环节具体任务共点力预计时间6分钟教师的课堂活动设计：学生参与课堂教学的设计意图及实活动设计：现的目标观察上面两个图中几个力的方向特点，同学们看它们有什么共同点呢？由此我们得出共点力概念共点力：作用在同一点或力的延长线交于同一点的力。我们只研究共点力的合成。提出问题：当两个共点力不在同一直线时，其合力与分力有何关系？是否是两个分力大小的直接加减呢？板书：四、共点力作用在同一点或力的延长线交于同一点的力。我们只研究共点力的合成。它们要么作用在同一点上，要么延长线交于一点。互成一定角度的两个力的合力不是这两个力大小的加减。应用图片使学生自己总结出的共点力的概念，提高学生自主学习的能力。提出问题可以使学生进一步参与课堂互动，并且为探究实验埋下伏笔。小结与过渡：那同学们想一下，互成一定角度的