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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、設計思想 力的分解和力的合成均是矢量運算的工具，是高中物理的基石，對矢量學習起到承前啟后的作用。承前：是對學生從接觸位移開始的矢量學習的總結；啟后：為以后學習運動的合成和分解以及向心加速度打下基礎。同時力的分解也是對力的合成教學的很好補充，加深了學生對平行四邊形定則的理解，為以后學生解決動力學問題打下基礎，那么這節(jié)內容如何展開呢？ 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的三大中心任務。本節(jié)課的任務就是：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（應用）。本設計以情景支撐學生認知，使其認識什么是力的分解；以探究解除學生困惑，使其弄清力為什么要這樣分解；以應用拓展學生思維，使其明白力的分解在實際中有哪些用途。其中情景的選取以貼近學生實際為原則，以學生游戲，拖地和拉行李箱等為背景展示知識，摒棄了教材中學生不太熟悉的拖拉機拉耙的情景，這樣可以讓學生在不知不覺中進入知識的研究，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驗探究和理論探究兩種方式，使學生的腦、手得到充分的調動。應用穿插于每個實例的探究之后，而不是學完內容后集中應用，這樣有助于學生構建物理模型，并能極大地提高學生應用物理模型解決實際問題的能力。 總之，這堂課以情景為鋪墊，探究為手段，應用為目的，圍繞力的分解這一中心，實例分析和實際應用兩條主線交替進行，充分調動學生的積極性，讓學生體驗科學研究的方法，獲得具體的成果，得到成功的體驗，使課堂效率達到最大值。 二、設計內容 1、三維目標 知識與技能 （1）使學生正確理解分力的概念，理解力的分解的含義 （2）使學初步掌握根據力的實際作用效果確定分力的方向的原則，掌握將一個已知力分解為兩個互成角度分力的方法。 過程與方法 （1）深入體會等效替代的思維方法 （2）嘗試科學探究的過程，掌握由猜想到實驗驗證的科學研究方法 （3）培養(yǎng)學生觀察能力、分析能力、邏輯推理能力及概括和語言表述能力。 情感態(tài)度和價值觀 （1）使學生切身感受物理，對物理增強感情認識，使其自覺完成由感性到理性認識的升華，體驗物理規(guī)律之美 （2）通過實驗使學生切身感受知識的力量，激發(fā)其學習科學知識的內在動力 （3）培養(yǎng)學生嚴謹?shù)膶W風、科學的實驗態(tài)度。 2、教學流程設計 采用引導式教學法，在情景的基礎上，以學生思考探索為主，教師引導、與學生進行交互式討論為主輔，讓學生一步步邁上學習相關知識的臺階。教學流程設計如下圖： 游戲 學生演示 提出課題 實踐應用 實驗、猜測 驗證、交流 實驗探究 計算歸納 應用2 應用1 應用3 實驗探究 計算歸納 理論探究 計算歸納 回歸思考 交流總結 規(guī)律升華 情景 總結知識 歸納規(guī)律 實例2 問題2 實例3 問題3 實例1 問題1 3、教學資源 （1）教材：普通高中課程標準實驗教科書《物理》必修1（人教版） （2）教學硬件：電腦、投影儀、顯示幕布 （3）教學軟件：PowerPoint （4）實驗儀器：一條三米長的繩子，自制斜面重力效果顯示教具、三角架受力顯示教具 4、教學過程 4.1游戲引入，激發(fā)興趣 （1）請班上兩位力氣較大的男生抓住長繩的兩端，拉直繩子。再請一位比較瘦小的女生上來，問：這位女生能不能把兩個男生拖動？（學生爭論） 女生在教師指導下從繩的中間用力輕易把兩個男生拖動（學生驚訝） （2）這節(jié)課我們來學習力的分解，通過這節(jié)課的學習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給出兩個生活情景：拖地和拉行李箱 提問：這兩個模型中人對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：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求一個力的分力的過程叫力的分解。力的分解是力的合成的逆運算。 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？引導學生自己分析情景2中的力的情況。 總結：①通過力的分解可以求出一個力的兩個“貢獻”。 ②通過力的分解可以使關系由復雜變得簡單。 4.3虛實對比，掌握方法 利用課件演示：將一個力分解，從理論上看，有無數(shù)種分解方法。 展示情景3：對兩條繩的結點施加向下的拉力，在這個實際問題中，這個拉力是不是也可以任意分解？（學生討論） 總結：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，要選擇按力的實際作用效果進行分解。 4.4實例探究，拓展應用 4.4.1利用課件給出實例1：把一個物體放在傾角為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，應該怎樣將重力分解？兩個分力的大小與斜面的傾角有什么關系？ 實驗探究：①利用放大形變來展示物體重力產生的實際效果 ②利用測力計來定量探究合力和分力大小間的關系 結論：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。 理論計算（由學生進行）： 討論：和的大小均和斜面傾角有關，越大，越大而越小。 實際應用：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？（學生討論回答） 4.4.2利用課件給出實例2：解釋上課前做的游戲。 理論探究：①作圖法：引導學生簡化模型，畫出力的分解的漸變圖，感受力的大小的變化。 ②計算法： 結論：將一個力分解成大小相等的兩個分力時，分力的大小隨夾角的增大而增大。（學生分析回答游戲中的奧秘） 實際應用：①怎樣拉出陷入淤泥中的拖拉機？ 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？ （引導學生分析回答） 4.4.3利用課件給出實例3：路燈支架中的三角形結構的受力情況。 先引導學生簡化模型，提出問題。 實驗探究：利用放大形變來顯示力的實際效果。 結論：重力產生的兩個作用效果為拉緊細繩和向內壓緊輕桿。即細繩受到沿繩向外的拉力，輕桿受到沿桿向里的壓力。 實際應用：計算塔吊中鋼索和懸臂的受力情況。（由學生進行） 討論：當很小時，和都接近0，和就會很大，對材料的強度要求很高，所以鋼索的固定點不能距懸臂的固定點太近。但太遠則材料消耗過多，因此要結合具體情況適當選擇角。 4.5課堂總結，升華規(guī)律 4.5.1知識與技能方面 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質是一樣的。 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實驗探究法 三、設計反思 教學過程是“兩個過程”，即科學知識的發(fā)生發(fā)展過程和學生認識科學知識的思維過程的有機融合。教師設計、營造的教學情境必須是與當前的學習任務相關的、能反映當前學習內容本質的，這樣學生才能進入一個輕松和諧的學習環(huán)境，新建構的知識在現(xiàn)實生活和物理世界中得到應用能讓學生體會到人與自然地和諧，從而更能引起情感的共鳴，使學習更主動更有效。所以教師在教學設計是應抓住這樣一條主線：用情景來作為科學知識發(fā)生發(fā)展的背景，讓學生融入其中；用探究來發(fā)展學生認識科學知識過程中的思維；最后通過實際應用來提升學生解決問題的能力，激發(fā)他們改造自然地熱情，增強科學素養(yǎng)。具體實施過程中應注重兩個問題：1、堅持在教師的引導下，以學生的自主構建、合作探究的學習活動為主。引導時盡量用學生熟悉的情景作為鋪墊，多設置相關問題。問題的解決能用實驗的就要做好實驗，有條件進行分組實驗的一定要分組進行。理論探究要引導好力爭讓學生自主完成。這樣才能充分發(fā)揮學生的主體作用，使課堂更有效率。2、加強三維目標的整合，重視科學方法的訓練，不可輕視情感、價值觀的激勵作用。課堂上在學生學習新知識的同時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，逐步提高學生的各種能力，如建模能力，分析能力，數(shù)學知識應用能力等。實際應用時應多設置臺階，讓學生體驗成功喜悅，層層深入。