鲁科版-高一物理力的合成与分解

第二编中学物理教材教法分析（4）第十七章小单元教材分析示例-----力的合成与分解（新高一教材◆第五章第一单元）[P80-88]（原高一教材◆第一章第二单元）[P12-17]物理专业2009级本科班☆2012年春季㈠教材地位：基础性：本单元知识处于新教材第五章第一小单元（原高一物理第一章第二小单元），本小单元，在前面讲述力的基本概念和力学中常见的三种力的基础上，讲述力的合成和分解，本单元是进一步学习高中力学知识的基础，特别是研究不在同一直线上的运动和力的关系及受力分析的基础知识，它在初中学习了力的初步概念，力的图示和同一直线上二力的合成的基础上来研究互成角度的力的合成，多力合成以及力的分解。（初二选学内容：第八章，第6节互成角度的力的合成）在初中初步介绍的基础上，本单元知识要为进一步学习力学知识打下扎实基础（从运用方面，使中学生初步熟悉对一个物体的受力分析，会画出正确的受力图）对物体的受力分析贯穿整个力学教学中。预备性：在知识上和运用上都处于高中力学的预备知识，因此反应在知识上和运用上都要有一个“度”。不要讲得过难，应循序渐进，对力的合成与分解，不要求分析较复杂的情形，对比较复杂情形，要结合运动和力关系与牛顿运动定律学习进行分析研究，学生才能更好地掌握。本单元是后面继续学习动力学和静力学等知识所必需的预备知识。方法性：互成角度力的合成与分解，应用“力的平行四边形法则”，这是互成角度两个矢量的加减的重要方法，如速度的合成与分解，动量的合成与分解等；（共点）力的（直角）三角形解法、（直角坐标）正交投影法等也是矢量运算的基本方法；在物体受力分析中，合力与分力是属于“等效代替”，等效代替法为物理学中常用方法。新课标高中《物理》教材中：物理1（共同必修）第1章绪论第2章运动的描述第3章匀变速直线运动的研究第4章相互作用第5章力与平衡导入感悟平衡之美第1节力的合成第2节力的分解第3节力的平衡第4节平衡条件的应用第6章力与运动㈡教学目的：（一）原高一《物理》本单元教材教学目的⒈理解力的合成和合力的概念和力的分解与分力的概念；⒉掌握平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力；⒊要求知道合力的大小与分力间的夹角的关系；⒋理解力的分解是力的合成的逆运算，会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力；⒌理解合力与分力不是实际的力，而是从力的作用效果（等效性）来考虑的（因此合力、分力不存在反作用力）。（二）新课标高一《物理1》中教学目的1.能独立完成有关的实验，并通过实验理解力的合成与分解，从力作用的等效性来理解力的合成和合力概念。2.能正确区分矢量和标量，通过实验掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍法则。3.会用作图法求共点力的合力，会计算在同一直线上的几个共点力的合力。4.理解分力的概念，能理解力的分解是力的合成的逆运算。5.理解力的分解要以该力作用的实际效果为根据。6.能根据平行四边形定则用作图法求分力，会用直角三角形的有关知识计算分力。7.掌握力的正交分解法。8.能应用力的合成与分解分析日常生活和生产中的问题。（以上1-8属“知识与过程”教学目的）9.通过共点力概念以及合成、分解等规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。（9.过程与方法）10.通过学习，能领略自然界的奇妙和和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘。有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。（10.情感态度与价值观）㈢重点难点：重点：①力的平行四边形定则;②用作图法求共点力的力的合成和力的分解。难点：①正确使用力的平行四边形定则和作图法;②理解合力与分力不是真实力;③力的合成在动力学上是难点（不知向哪个方向合成）（规律：物体加速度方向，即合力方向）;④力的分解在静力学上是难点（到底向哪个方向分解）（规律：被分解的力在哪个方向产生了力的效果，就向哪个方向分解）。㈣教材特点：本单元是力学基本知识，是后面学习的动力学和静力所必需的预备知识，本单元只研究静力学规律。在学习三种三种不同性质的力之后，由大多实际问题中，物体不只受到一个力和实验研究，引入课题，提出合力，分力，力的合成、分解等概念和力的平行四边形定则，进而提出两个以上的共点力求全力和方法。分析两个力F1和F2的合力F的大小与方向随F1和F2之间的夹角而变化的规律，并思考讨论。通过例题介绍直角三角形解法讨论二力之合F与二力夹角关系。通过实例介绍分力与力的分解（例如，拖拉机拉犁）力的分解是力的合成的逆运算（遵守平行四边形定则）同一个力F可分解为无数对大小、方向不同的分力。讲过力的分解之后，不要求用力的分解处理静力学问题，因为平衡问题宜于用平衡条件来处理，这在后面静力学部分会讲到，不处理静力学问题可使本章不致过难。（2）高中物理课程标准教材《物理1》物理1（共同必修）第1章绪论第2章运动的描述第3章匀变速直线运动的研究第4章相互作用第5章力与平衡导入感悟平衡之美第1节力的合成第2节力的分解第3节力的平衡第4节平衡条件的应用第6章力与运动第五章力与平衡导入感悟平衡之美第一节力的合成第二节力的分解第三节力的平衡第四节平衡条件的应用第5章力与平衡导入感悟平衡之美第1节力的合成1.共点力的合成2.共点力合成的平行四边形定则第2节力的分解1.分力力的分解2.力的正交分解3.力分解的应用第3节力的平衡第4节平衡条件的应用第五章力与平衡导入感悟平衡之美第一节力的合成第二节力的分解第三节力的平衡第四节平衡条件的应用本节要点矢量的运算平行四边形法则通过实验，理解力的合成用力的合成方法分析问题教科书设计通过现象深入认识合力通过实验理解力的合成方法用力的合成方法分析问题矢量叠加的平行四边形法则教科书设计通过现象深入认识合力通过实验理解力的合成方法用力的合成方法分析问题矢量叠加的平行四边形法则教科书设计通过现象深入认识合力通过实验理解力的合成方法用力的合成方法分析问题矢量叠加的平行四边形法则可将P83“讨论与交流”提前，让学生做完实验后，通过讨论对力的合成方法有进一步的认识。通过现象深入认识合力通过实验理解力的合成方法用力的合成方法分析问题矢量叠加的平行四边形法则教科书设计从2力的合成拓展到3力及多力的合成方法第五章力与平衡导入感悟平衡之美第一节力的合成第二节力的分解第三节力的平衡第四节平衡条件的应用本节要点矢量的运算力的正交分解方法通过实验，理解力的分解用力的分解方法分析问题教科书设计通过现象与实验深入认识力的分解问题用力的合成方法分析问题矢量叠加的平行四边形法则教科书设计通过现象与实验深入认识力的分解问题用力的合成方法分析问题力的正交分解方法教科书设计通过现象与实验深入认识力的分解问题用力的合成方法分析问题矢量叠加的平行四边形法则新教材在本单元围绕共点力的合成与分解展开讨论。由于矢量与标量有完全不同的运算法则，因此教材在讨论了共点力及其合成的有关概念后，重点探讨了平行四边形定则。接着讨论力的分解并指出分解实际上是合成的逆运算，以使学生能将合成与分解有机联系起来。教材在编写上十分注意按照学生的认知规律，从具体到抽象阐述有关物理概念；主要展示物理学的研究方法，以及物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用；注意结合实际，尤其是学生日常生活中的实际问题，创设真实的问题情景来帮助学生学生和掌握有关的物理概念和物理规律，促进他们将所学的物理理论与现实的生产、生活实际相结合。㈤教法分析（教材教法建议）：新教材对关于平衡的静力学问题，留到本章第二单元讲，本单元不作过多讨论，以降低学生学习难度。重视物理实验，通过实验理解力的合成与分解，从力作用的等效性来理解力的合成和合力概念。做课本上力的合成演示（新教材P81）时，应注意：①用悬挂钩码法，钩码不要和竖立的底板接触，以免与底板发生磨擦；②滑轮轴上加些润滑油，减少实验误差；③应选择适当的分力F1和F2的大小和夹角，使合力F大小恰好是一个砝码的整数倍，如选择F1∶F2∶F=3∶4∶5或1∶1∶1等。用圆形测力计（J2105型）做实验，现象直观，操作也较方便。为使实验结果能纠正学生错误观念，应使其中一次实验的合力大小小于任何一个分力。自制一个二力合成模拟演示器，如右图可演示二分力间夹角从0°→180°逐渐变化时的合力大小和方向变化情况。起重机小实验：感受绳拉力与杆压力，讲解时以共点力情况为主。起重机小实验：感受分力（新教材P84），绳拉力与杆压力，讲解时以共点力情况为主。使学生能正确区分矢量和标量。通过实验掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍法则。会用作图法求共点力的合力。例：力的合成实验理解力的分解要以该力作用的实际效果为根据。能根据平行四边形定则用作图法求分力，会用直角三角形的有关知识计算分力。掌握力的正交分解法。注意引导学生应用力的合成与分解分析日常生活和生产中的问题。例：力的合成与分解(变角变力分析)[作业布置]1.进行节教材教法分析——第6章第2节牛顿第二定律（高一新教材《物理1》P106），并写出教材教法分析；2.分小组利用课外进行教材教法分析——第6章第2节牛顿第二定律（高一新教材）[另外]1.见习材料、见习情况登记表和“加速度”教案、“光现象”课堂评议等，没交的同学请尽快交来。2.各微格教学小组要将没交的微格教案和评价表交来。没交的同学请尽快交来。3.作好实验考试预习，下周一、二下午考。实验报告有缺交的同学请尽快交来。实验考试安排一、实验操作考试（当场抽签、独立完成）内容：1、用J0203型打点计时器，测定重锤自由下落的加速度；2、研究中学“测定金属的电阻率”实验。时间：初定下周三、四（5.23、24.）下午分四组，分别是：1∶30-2∶45一组；3∶00-4∶15一组；4∶30-5∶45一组；6∶00-7∶15一组。(每组应提前15分钟到考室，做实验准备工作。)二、实验理论考试内容：“实验绪论”内容和教材上有关实验教学内容。时间：下周三（5.23.）第四节（一节课）。实验考试复习内容：实验一电火花（或电磁）打点记时器的调整及使用（P352）（四种数据处理法）；实验五测定金属的电阻率（学生实验研究和设计P509）（万用电表自带）；教材第七章、第十九、二十章有关内容；补充教学内容：实验绪论(07级)PPT。F=下课，再见！MaE=MC2F=MaE=MC2F=Ma