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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(shè)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(xué)習(xí)起到承前啟后的作用。承前：是對學(xué)生從接觸位移開始的矢量學(xué)習(xí)的總結(jié)；啟后：為以后學(xué)習(xí)運動的合成和分解以及向心加速度打下基礎(chǔ)。同時力的分解也是對力的合成教學(xué)的很好補充，加深了學(xué)生對平行四邊形定則的理解，為以后學(xué)生解決動力學(xué)問題打下基礎(chǔ)，那么這節(jié)內(nèi)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(xué)的三大中心任務(wù)。本節(jié)課的任務(wù)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(yīng)用）。本設(shè)計以情景支撐學(xué)生認(rèn)知，使其認(rèn)識什么是力的分解；以探究解除學(xué)生困惑，使其弄清力為什么要這樣分解；以應(yīng)用拓展學(xué)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(xué)生實際為原則，以學(xué)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(xué)生不太熟悉的拖拉機拉耙的情景，這樣可以讓學(xué)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(xué)生的腦、手得到充分的調(diào)動。應(yīng)用穿插于每個實例的探究之后，而不是學(xué)完內(nèi)容后集中應(yīng)用，這樣有助于學(xué)生構(gòu)建物理模型，并能極大地提高學(xué)生應(yīng)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(yīng)用為目的，圍繞力的分解這一中心，實例分析和實際應(yīng)用兩條主線交替進行，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，讓學(xué)生體驗科學(xué)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(shè)計內(nèi)容 1、三維目標(biāo) 知識與技能 （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)初步掌握根據(jù)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(xué)探究的過程，掌握由猜想到實驗驗證的科學(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語言表述能力。 情感態(tài)度和價值觀 （1）使學(xué)生切身感受物理，對物理增強感情認(rèn)識，使其自覺完成由感性到理性認(rèn)識的升華，體驗物理規(guī)律之美 （2）通過實驗使學(xué)生切身感受知識的力量，激發(fā)其學(xué)習(xí)科學(xué)知識的內(nèi)在動力 （3）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、科學(xué)的實驗態(tài)度。 2、教學(xué)流程設(shè)計 采用引導(dǎo)式教學(xué)法，在情景的基礎(chǔ)上，以學(xué)生思考探索為主，教師引導(dǎo)、與學(xué)生進行交互式討論為主輔，讓學(xué)生一步步邁上學(xué)習(xí)相關(guān)知識的臺階。教學(xué)流程設(shè)計如下圖： 游戲 學(xué)生演示 提出課題 實踐應(yīng)用 實驗、猜測 驗證、交流 實驗探究 計算歸納 應(yīng)用2 應(yīng)用1 應(yīng)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(jié) 規(guī)律升華 情景 總結(jié)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(xué)資源 （1）教材：普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《物理》必修1（人教版） （2）教學(xué)硬件：電腦、投影儀、顯示幕布 （3）教學(xué)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(xué)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(xué)生爭論） 女生在教師指導(dǎo)下從繩的中間用力輕易把兩個男生拖動（學(xué)生驚訝） （2）這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)力的分解，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)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(jié)：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(dǎo)學(xué)生自己分析情景2中的力的情況。 總結(jié)：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(guān)系由復(fù)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(jié)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(xué)生討論） 總結(jié)：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(yīng)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(yīng)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(guān)系？ 實驗探究：①利用放大形變來展示物體重力產(chǎn)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(guān)系 結(jié)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(xué)生進行）： 討論：和的大小均和斜面傾角有關(guān)，越大，越大而越小。 實際應(yīng)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(xué)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(dǎo)學(xué)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(jié)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(xué)生分析回答游戲中的奧秘） 實際應(yīng)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(dǎo)學(xué)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(jié)構(gòu)的受力情況。 先引導(dǎo)學(xué)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(jié)論：重力產(chǎn)生的兩個作用效果為拉緊細(xì)繩和向內(nèi)壓緊輕桿。即細(xì)繩受到沿繩向外的拉力，輕桿受到沿桿向里的壓力。 實際應(yīng)用：計算塔吊中鋼索和懸臂的受力情況。（由學(xué)生進行） 討論：當(dāng)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(jié)合具體情況適當(dāng)選擇角。 4.5課堂總結(jié)，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(zhì)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(shè)計反思 教學(xué)過程是“兩個過程”，即科學(xué)知識的發(fā)生發(fā)展過程和學(xué)生認(rèn)識科學(xué)知識的思維過程的有機融合。教師設(shè)計、營造的教學(xué)情境必須是與當(dāng)前的學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的、能反映當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容本質(zhì)的，這樣學(xué)生才能進入一個輕松和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境，新建構(gòu)的知識在現(xiàn)實生活和物理世界中得到應(yīng)用能讓學(xué)生體會到人與自然地和諧，從而更能引起情感的共鳴，使學(xué)習(xí)更主動更有效。所以教師在教學(xué)設(shè)計是應(yīng)抓住這樣一條主線：用情景來作為科學(xué)知識發(fā)生發(fā)展的背景，讓學(xué)生融入其中；用探究來發(fā)展學(xué)生認(rèn)識科學(xué)知識過程中的思維；最后通過實際應(yīng)用來提升學(xué)生解決問題的能力，激發(fā)他們改造自然地?zé)崆?，增強科學(xué)素養(yǎng)。具體實施過程中應(yīng)注重兩個問題：1、堅持在教師的引導(dǎo)下，以學(xué)生的自主構(gòu)建、合作探究的學(xué)習(xí)活動為主。引導(dǎo)時盡量用學(xué)生熟悉的情景作為鋪墊，多設(shè)置相關(guān)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(dǎo)好力爭讓學(xué)生自主完成。這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使課堂更有效率。2、加強三維目標(biāo)的整合，重視科學(xué)方法的訓(xùn)練，不可輕視情感、價值觀的激勵作用。課堂上在學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生的各種能力，如建模能力，分析能力，數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力等。實際應(yīng)用時應(yīng)多設(shè)置臺階，讓學(xué)生體驗成功喜悅，層層深入。