《力的图示》设计

《力的图示》教学设计【教学目标】1、知识和技能1）、理解力的三要素：大小、方向和作用点；2）、能举例说明力的作用效果与力的三要素有关；3）、会作力的图示；4）、知道物理与生活、社会的密切联系；5）、能用物理规律分析和解释生活现象。2、过程和方法1）、通过创设情景―――发现问题―――提出问题―――引导学生分析―――通过实验探究，以此培养学生探索科学的兴趣；2）、学生自主学习、主动探究，体验主动学习的快乐！3）、在作图中，感受用图形表示物理量的方法3、情感态度与价值观1）、用“不同的情景”引入课题，把物理知识和生活实际联系起来2）、通过物理实验的设计及对身边事物的观察让学生懂得怎样运用所学的科学规律解释生活中的现象，让物理走进生活，最终达到理论联系实际的目的；3）、在探究中，学生的发散性思维、抽象思维能力、批判性思维得以发展。4）、在探究实验中，让学生感受到集体的力量，培养学生团队合作的精神；5）、在画力的图示过程中，培养学生严谨细致的治学态度。【教学重点、难点】1、教学重点1）、理解力的作用效果跟力的三要素有关；2）、会作力的图示。2、教学难点1）、对力的作用点的理解；2）、力的图示的规范画法。【教学准备】学生准备：锯条、拉力器、弹簧、扳手、带螺丝的铁架台、弹簧秤；同时上网查找与本节课相关的资料教师准备：多媒体课件及与本节课相关的资料【教学过程】复习巩固：通过前几节课的学习，我们对力已经有了初步的认识，请同学们回顾一下，力有什么作用呢？（力可以改变物体的运动状态；力可以使物体发生形变）这说明物体运动状态的改变或者物体的形变与力的作用效果有关。新课教学：引入课题：有时候,用了力可能产生的效果却不相同,这就说明力的作用效果可能和许多因素有关,比如我拉这个拉力器,同学们观察到了什么现象?(拉力器变长了,发生形变),这是力的作用效果.有哪位同学能够把拉力器拉得更长一些呢?(请同学到前面来拉),谁的力气大?(学生的力气大)为什么说学生的力气比教师大?(因为拉力器伸长程度比较大)这个现象可以说明,力的作用效果跟力的什么因素有关?(跟力的大小有关)。教师过渡：力的作用效果除了和力的大小有关,还与什么有关呢?请看多媒体短片。一、探究影响力的作用效果的因素创设情景：观看短片:在“三角传球”中，球运动的路径是三角形，可见球的运动方向不断改变,它方向的改变与足球运动员施加力的哪个因素有关呢?；再观看短片“打排球”，球一会儿向上运动，一会儿向下运动，球的方向也在改变,它的方向的改变与排球运动员施加力的哪个因素有关呢?（力的作用效果和力的方向有关）；虚拟体验：这个场景符合生活实际吗？实际情况应该怎样？小朋友有办法把大人翘起来吗？（多媒体展示：人一边移动，翘板一边动；让学生体验）（力的作用效果和力的大小有关；力的作用效果和力的作用点有关）（一）、根据情景，一边观看一边引导学生讨论后猜想“影响力的作用效果的因素”1、可能和力的大小有关2、可能和力的方向有关3、可能和力的作用点有关（学生一边讲教师一边板书到前面的黑板上，对照这三项内容进行讲解）教师过渡：同学们认为这三个因素都有可能影响力的作用效果，如果我要研究其中的一个因素，如“研究是否和力的大小有关”，应该在什么条件下进行实验呢？也就是控制不变的物理量是什么？改变的物理量是什么？学生回答：：控制力的方向和作用点都相同，改变力的大小教师讲解：这种科学研究的方法，在物理学中被称为控制变量法。我们就用控制变量法进行实验，实验前先介绍一下实验器材（教师用讲台上演示器材，进行简单的演示操作过程，在实验中我们应该观察什么？比较什么呢？）：锯条、拉力器（教师脚踩上拉一下）、弹簧、扳手、带螺丝的铁架台、弹簧秤（使用时，注意调零），请同学们自选器材，以小组为单位来探究，并把结果填入表格。教师介绍实验器材使用方法：第一套实验器材介绍：在实验时，我们通过观察钢条的形变，来研究影响力的作用效果的因素，为了比较形变的大小，我用这把刻度尺作为观察的参照物，比如，在我没有给钢条施加拉力时，钢条底部对准的刻度是30厘米处，如果受到了向右的拉力，它将向右侧发生形变，如果这个力的方向、作用点都不变，我再增大力，相对于刚刚的30厘米的参照点，形变量更大了，说明力的作用效果和什么有关呢？（和力的大小有关）请同学们用同样的方法，来验证力的作用效果跟力的方向、作用点有关的实验步骤，并动手操作，把结果记录在下面的表格中。第二套实验器材介绍：扳手在使用的时候，通过旋转螺纹来改变扳口的宽度，使其刚好卡住螺母，分别感受当力的作用点不同时、力的方向不同时，力的作用效果）（二）、学生实验探究部分学生通过实验探究实验次数控制不变的物理量改变的物理量观察到的效果是否相同1_______和_______相同__________不同2_______和_______相同__________不同3_______和_______相同__________不同实验得到的初步结论是__________________________________________________________过渡：同学们在探究中表现出很好的探究潜质，请把你们的探究结果展示出来和大家一起分享！（锯条让学生到讲台前面展示，只展示与方向和作用点的关系；扳手口头复述，同时教师用电脑模拟一遍）2、学生可能的实验操作（两人一组进行实验，一组一套器材）实验一：用锯条实验情况（学生表格形式按上面的表格形式）实验器材实验操作观察现象控制的物理量影响力作用效果的因素用两个大小不同的力拉锯条，两次方向都水平向右，作用点都在A点用力大的弯曲程度大；反之小大小方向作用点当力的方向和作用点相同时，力的作用效果和力的大小有关不同相同相同实验器材实验操作观察现象控制的物理量影响力作用效果的因素用两个方向不同的力拉锯条，两次力的大小都相同，作用点都在A点锯条弯的方向不同大小方向作用点当力的大小和作用点相同时，力的作用效果和力的方向有关相同不同相同实验器材实验操作观察现象控制的物理量影响力作用效果的因素用两个作用点不同的力拉锯条，两次力的大小、方向都相同锯条弯的程度不同大小方向作用点当力的大小和方向相同时，力的作用效果和力的作用点有关相同相同不同实验二：用扳手实验情况（学生表格形式按上面的表格形式）实验器材实验操作观察现象控制的物理量影响力作用效果的因素扳手用两个大小不同的力拧螺母，两次方向都逆时针，作用点都在A点用的力小不能拧松螺母大小方向作用点当力的方向和作用点相同时，力的作用效果和力的大小有关不同相同相同实验器材实验操作观察现象控制的物理量影响力作用效果的因素扳手用两个方向相同的力拧螺母，一次方向逆时针，一次方向顺时针，作用点都在A点螺母一次被拧紧，一次被拧松大小方向作用点当力的大小和作用点相同时，力的作用效果和力的方向有关相同相反相同实验器材实验操作观察现象控制的物理量影响力作用效果的因素扳手用两个作用点不同的力拧螺母，力的大小、方向都相同A点比B点更容易拧松螺母大小方向作用点当力的大小和方向相同时，力的作用效果和力的作用点有关相同相同不同回答：力的作用效果与力的大小、方向和作用点这三个因素有关。教师：我们把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。（板书）过渡：为什么把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素呢？因为力的作用效果与这三个因素有关力所以我们把它称为力的三要素。教师过渡：我们已经由表及里的认识了力的三要素，现在我们一同做一个拧松螺母的游戏，体验一下力的三要素。问题设置:在实验之前,选择具有怎样特点的扳手?若把螺母拧松,达到这个作用效果,应该具备哪些条件?从这个实验中,你能体验到影响力的作用效果的因素有哪些?学生拧螺母游戏：先让同学选择扳手，同学们会选大扳手，为什么？（它的手柄长，手握的作用点离螺母远，更容易拧动螺母），让一名女同学先来拧，拧不动；再换一名力气大的男同学，还是拧不动；教师提示“再加上一个套筒”，换一个身材很小的同学上来拧，很轻松的拧动了螺母。我们刚刚是逆时针拧螺母，螺母被拧动，如果顺时针呢？结论“力的作用效果不仅与力的大小有关，还与力的方向和作用点有关”过渡：其实生活中这样的实例很多，希望同学们能多观察、多实践。如果想实践首先要把知识掌握好，这样才能更好的理论联系实际，请同学们想一想应该从哪几方面来认识力？（三）、小结一：（教师讲解）力有三要素缺一不可，只有当力的大小、方向、作用点都确定时，这个力才是一个确定的力。教师过渡：我们要完整的表示一个力，必须把力的三要素都表示出来，那我们应该怎样把这个抽象的力描述出来呢？我们可以用语言来描述，可是，这样表达有些繁琐。为了能形象、直观、方便的描述力，我们用作图的方法，这就是我们今天要探究的课题“力的图示”。二、力的图示（一）、学生探究力的图示的画法教师：一个人用60牛的水平推力推箱子，我们应该怎样表示出箱子受到推力的情况呢？过渡：为了能准确的描述物体受到的60牛的推力，物理学中用一根带箭头的线段表示出力的三要素的方法，叫力的图示。（板书）设问：为什么能用一根带箭头的线段表示出力的三要素呢？教师：线段的起点表示力的作用点；线段的长度代表力的大小；箭头表示力的方向。（教师在黑板作图、讲解，并且强调尺规作图）（二）教师讲解：1、定作用点：把力的作用点必须画在受力物体上，当不明确力的作用点时，把作用点画在几何图形的几何中心或接触点、接触面上；若情景中明确了力的作用点，则按照要求来确定作用点。定作用线：根据力的方向定作用线，从力的作用点沿着力的方向画出力的作用线，作用点是作用线的起点，作用线不要画得太长或者太短，适当最好。定标度：标度就是要先具体说明用多长的线段表示多大的力。线段的长短和它所表示的力的大小可以任意选取，只要比例适当，但应考虑标度与力的大小成整数倍关系，通常选择标度的2段或3段表示力的大小。另外，一个受力图上，出现两个以上的力时，只能有一个标度。定线段的长度：在作用线上根据标度按比例截取，多余的必须擦掉。同时注意每一个长度间要画出节点。所画的力必须是标度的整数倍。以上就是作图中的“四定”5、标力的方向：用箭头表示出力的方向，箭头标在线段的最后，但不能超出线段长度之外。6、标力的符号和量值符号：在线段末端标出力的符号F和大小，以上就是作图中的“二标”（三）、电脑再次模拟推力作图过渡：如果把推力转换成拉力，你能作出拉力的力的图示吗？它的作用点应该画在哪里呢？(四)、学生练习用10牛的水平向右的拉力拉一个物体，用力的图示法画出拉力（教师从学生那里选择几个典型在展示台上展示，由学生点评，由学生发现问题；电脑再模拟一次，（请学生配音）如果这个拉力的大小仍然10牛，但是方向变成与水平方向成30度角的右斜向上的拉力，如何用力的图示法表示这个力？（教师从学生那里选择几个典型在展示台上展示，由学生点评，由学生发现问题）教师过渡：刚刚我们已经掌握了一定的作图技巧，你能判断下列的图示对不对吗？并在判断中感受作图的注意事项。纠错题（1）、（2）、（3）、（4）、教师过渡：力的图示不仅要做的对，还要做的美观，你认为下列图示美观吗？这样作图好不好教师过渡：知识来源于生活又应用于生活，关于力的作用效果在生活中有很多应用，你知道它在运载火箭上的应用吗？三、知识应用目前使用捆绑式新型运载火箭又称并联式火箭，各级沿横向连接，长度短，发射时所有的发动机可同时点火，喷出的高速气体给予火箭本体一个推力，这样就增大了运载发射的能力，这说明力的作用效果和力的大小有关。下图是矗立在发射架上的长征二号捆绑式新型运载火箭在发射前的雄姿，教师过渡：其实生活中这样的实例很多，希望同学们多观察生活现象，下节课把你的观察结果带到课堂与大家一起分享！通过本节的学习，相信同学们对力有了更全面的认识，让我们一同来小结一下本节的内容。四、课堂小结：1、教师小结：在这节课上，当我看到同学们出色的表现，对我来说是很大的促动，我只有不断的吸取知识才能满足你们日益增长的需求，在课上我发现你们有很好的探究潜能，能在实验中体会影响力的作用效果的因素，即力的三要素，又能由浅入深的探究出作力的图示的方法；当我参与到你们的探究过程中时，让我也感受到了探究的快乐！我在这节课中的收获，远远大于这节课的本身，你的收获怎样呢？2、学生小结：我们知道了影响力的作用效果的因素，即力的三要素：它们是力的大小方向和作用点；我们又探究出如何准确的描述力的三要素的方式，即力的图示法，在作图中，我们要把握作图的要点“四定和二标”；我们不仅学到了知识还锻炼了探究的能力，同时也感受到了团队协作的重要性。五、课下探究1、能发现生活中力的作用效果和力的三要素有关的实例；2、将生活中的实例抽象出物理模型进行作图，深入体会作图的要领。六、板书设计（一）、力的三要素力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。（二）、力的图示1、用一根带箭头的线段表示出力的三要素的方法，叫力的图示2、（先画好推力的力的图示，上课时直接讲评）七、综合巩固提高（以下知识作为