高中物理力的合成教案设计

高中物理力的合成教案设计高中物理力的合成教案设计一【课题】力的等效替代【教学对象】高一学生【授课时间】45分钟【教材】广东出版社《物理》必修I【教学内容分析】1、本节课的地位与作用：力的等效和替代是粤版物理必修I第三章第三节的内容。在学习本节课之前学生已经学习了弹力、摩擦力等力的概念，对力有了一定的感性和理性的认识，同时在第一章中已经学习了位移矢量，对矢量的知识有了一定的储备，获得感性认识。这节课的内容，为下面的力的合成与分解有着密不可分的联系，为后续力的合成与分解打下知识层面的基础。本节课所初步出来的平行四边形定则也是处理矢量的一个通则，因此本节课为以后动量、冲量、动能定理等内容打下了坚实的基础，具有承上启下的作用，这节课的学习效果将直接影响后续课程的学习。2、课程标准对本节内容的要求：通过实验，理解力的合成与分解。对等效替代的思想在科学研究中的应用有质的认识。学习关于实验探究的一般程序和方法，养成良好的思维习惯，能运用等效思想和所学的探究方法分析、解决日常生活中的一些问题。3、教材的内容安排：粤教版教材第三章第3节力的等效和替代这一节的内容，首先是教师讲解一些相关的概念：力的图示、力的等效、合力、分力、力的合成与分解等概念，教师引导学生探究：寻找等效力，引导学生进行试验设计，最后引导学生得出具有普适性的方法：平行四边形定则的初步得出。4、对教材的思考：这章的教材编写整体上看，比较适合学生的认识特点，但是，我觉得第三节《力的等效与替代》力的等效这部分，我们一直在强调力的等效，直至后面寻找等效力，从本质上来说，就是求几个分力的合力，故而在这里，应该把寻找等效力与力的合成在观念上应该先对等起来，教师应该注重提出猜想前的引导工作，引导学生从几何层面上来考虑他们之间的关系，不置使得学生无从下手。【学生学情分析】学生兴趣：实验操作的兴趣，对未知世界的强烈好奇心。学生的知识基础：在本节课之前学生已经学习了位移以及力的概念，初步接触了矢量的概学生的认知特点：对矢量方向性的理解还仅停留在表面上。本节课应着重让学生通过实验探究来体验矢量运算并非简单相加减，而是遵循平行四边形定则。授课对象为高一学生，对于第一次接触平行四边形定则的学生来说，是一个大的挑战，也是一个大的飞跃，对于习惯于代数运算的学生来说，矢量运算是相对较困难的，也比较难以接受，如何让学生在以前学习基础之上接受本节课内容是一个难点。【教学目标】(一)知识与技能1、理解力的图示法，区别力的图示和力的示意图.2、理解力的合成与分解本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代.(二)过程与方法1、理解力的等效替代的科学方法，并掌握。2、采用实验探究的学习方式，通过独立思考与分组讨论等过程，培养学生设计实验、动手操作及观察实验现象的能力，以及分析、综合、归纳的能力。3、通过课堂实验的设计及操作过程，培养学生利用现有器材设计实验的能力及临时反应能力(器材的灵活运用等)(三)情感、态度与价值观1、通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的积极性、主动性和创造性。2、通过力的合成的研究与规律的发现，培养学生严谨的科学态度，逐步养成用科学方法与科学知识理解和解决实际问题的习惯，提高科学素养。3、通过分组实验，培养学生合作、交流的能力与团结协作的精神。【教学重点】探究合力与分力的关系、等效替代思想【教学难点】实验的设计、平行四边形定则的总结与归纳、从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨【教学策略设计】新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织方式来进行课堂教学，本节课通过问题的提出，创设问题情境，继而教师引导学生进行探究实验，在物理知识的学习中，坚持以“教师为主导，学生为主体”的教学原则。充分发挥学生的主体性作用。本节课的教学选用探究与验证相结合的模式。老师应从学生已有的认知水平出发，注意把握教学的难度与深度。实验法(学生分组实验)这是本节课的重中之重，通过学生分组实验的实施，充分体现、发挥课堂中学生的主体地位，真正做到以学生为主导，教师以引导的功能。同时，学生通过分组实验，真正体会到学习的乐趣，体会到交流合作的重要性，在实验中，使得操作能力，实验设计能力得到了应有的锻炼。谈话法在探究实验的整个过程，为了使老师起到更好的引导作用，避免学生走一些没有必要的弯路，故而采用谈话法，提出一系列有严格逻辑顺序的问题，引导学生思考、回答，老师做适当的补充、小结。确保实验有效进行。讲授法由于要完成课堂教学任务，全部知识由学生自己来探究获得是不切实际的，故而应该辅之以讲授法，来帮助学生获得一些立即认识，从而使得课堂教学更加有序的进行。学法指导：教学中，通过一些引导性的问题，创设一些问题情境，引起学生的思考、引出探究的问题。然后，学生将以小组合作实验的形式进行学习、与探究的过程。注意引导学生进行猜想、实验设计、实际操作、分析数据、归纳结论，既让学生体验探究的各个环节，又让学生学得物理知识。同时，注意知识的运用，学生要学会理性分析、思考。总之，学生学习的主体地位不能变，教师教学的主导地位要坚持，教师的引导作用要时时刻刻体现。教学媒体设计：充分运用多媒体，发挥多媒体的作用，通过一些图片、Flash来使学生获得学习物理知识的感性材料，感性的认识。使得课堂显得非常的有吸引力，提高教学效率，提高学生的学习兴趣。【教学用具】多媒体课件、砝码，细线，弹簧秤，木板，橡皮筋，绳套两段，图钉，白纸【教学流程图】【教学过程设计】教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图[创设教学情境，引入课题]通常物体都会受到多个力的作用，许多情况下这些力的作用可以与某个力作用产生同样的效果。图车陷泥潭讲解图片内容：一辆车陷进了泥坑，用一辆汽车用绳子牵一下，就可以把它从泥坑中拉出来(如上图所示)。教师适时提出问题播放多媒体课件提出问题：如果十几个人连推带拉把它从泥坑中拉出来，这时一辆汽车的牵引力的作用效果和十几个人的作用力作用效果有什么关系?观察、思考回答问题用贴近学生实际的生活中的例子来引出课题，较快集中学生的注意力，使得新课的引入较为顺利[概念引出]1、力的图示：让学生用2分钟时间自学，回答问题检验自学情况，以与学生讨论的方式点出力的图示与力的示意图的区别，并试着画出简单的力的图示与示意图图：力的图示教师布置任务，回顾力的三要素的内容，进而提出问题：力的图示与力的示意图有什么区别?思考、回答问题，跟着老师步伐，画出简单的力的图示，力的示意图内容较简单，没有必要全部讲解，采取让学生自学的方式进行，训练学生的自学能力。但是，鉴于学生自觉获取信息的能力不够，还是要点出二者的区别。[演示实验](2分钟)通过图片展示、演示实验引出力的等效、分力与合力的概念演示实验内容：准备好一重物(一桶水)，A：两个学生共同提起B：一个学生单独提起师生共同讨论分析，引出力的等效再经过物理图景的分析，点出“等效代替”的思想，为后续的实验设计思想买下伏笔。教师播放多媒体课件图片展示进行演示实验并帮助学生分析引出分力、合力、力的合成与力的分解这几个概念观察帮助老师进行演示实验用贴近学生实际的生活中的例子来引出课题，学生通过实际参与演示实验(学生可自行进行演示)并通过分析，较快集中学生的注意力，使得概念的引出较为顺利[创设教学情境]教师提出问题：两个力在同一直线上的合成;SHAPEMERGEFORMAT图课件截图进一步提出互成角度的两个力的合成，进而引入探究实验教学环节提出问题：1、方向相同的共点力的合成?2、方向相反的共点力的合成?3、互成一定角度的两个力的合成?F与F1、F2之间的关系?4、两个互成角度分力的合力的大小是否等于两个分力之和、之差呢?思考问题回答问题通过问题的一步步深入，由浅入深，逐步引出探究实验的内容符合学生的认知习惯，易与为学生所接受[提出猜想：]教师与学生进行讨论，通过提问，引导学生进行猜想。围绕实验方案的设计进行：如何设计方案，探讨合力的求法提出问题：1、我们能否从几何关系上来寻找关系?同时，教师展示多媒体，分力合成的过程2、从几何上来寻找关系，即是将合力与分力的末端连接起来，是一个四边形，是一个什么样的四边形?引导学生得出是一个平行四边形进而引导学生正式提出猜想：两个力的分力与合力末端的连接成一个平行四边形高中物理力的合成教案设计二一、[教材分析]“力的合成”是粤教版的物理必修I第三章第四节的内容主要包括：分力合力及力的合成的概念;平行四边形定则及其适用条件。本章的前三课学习了重力、弹力、摩擦力，这节力的合成与下节力的分解，起着纽带的作用，只有学好了力的合成与分解，很好的进行受力分析，才能更好的学习后面的牛顿定律，甚至进而影响到高中物理整个的学习过程，可以说力的合成与分解是高中物理知识学习的基本功，学生只有架构好了这错桥梁，才能顺利的学好高中物理二、[学生分析]学者是高中一年级的学生，在前面刚刚学习了重力、弹力、摩擦力，对事物的受力有了一定得认识，比较初中所学知识有更深刻的理解和认识，这节课对他们来说是进一步研究所必须的。学者运用实验的手段自己进行实验探究，激发起他们对力学的热情三、[教学目标]一、知识目标1、能从力的作用的等效性来理解合理和分力的概念，体会等效替代思想。2、能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知道其试用条件。二、能力目标：培养学生动手能力、物理等效思维能力三、德育目标：(1)在教学过程中让学生学会自己分析和解决问题，尊重实验事实，培养学生实事求是的精(2)在自由开放平等的气氛中探究交流，互相配合，互相鼓励，友好评价，和谐相处。[教学重点](1)理解等效的思想，从而得到合力与分力的关系。(2)运用实验探究的方式分析归纳出力的平行四边形定则。(3)共点力的理解判断。[教学难点]实验探究得到合力的方法寻找平行四边形定则方法[教学方法]科学探究法[教学用具]钩码、细线、三角板学生每两人一组：方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮条、细绳两条、三角板、刻度尺、图钉(几个)[课时安排]1课时[教学过程]一.新课引入教师活动学生活动教学策略教学目标问题1：实验室里连接电路需要一个5欧姆的电阻，但现在手头上只有一些10欧姆的电阻，哪位同学能给实验室的老师想个办法?学生思考并回答，将两个十欧姆的电阻并联，相当于一个五欧姆的电阻。用提问的方式，使学生参与到课堂中，回忆初中所学的知识，用复习知识大家回答，调节气氛，感。使学生回忆初中知识，强调等效替代的根本思想——等效。问题2：我们在上一章节运动学里面学的位移里，这两种情况是不是也是等效的呢?(黑板上给出草图)学生思考回答，这两种情况最终都是从A走到C，是等效的。从初中知识引入到高中刚学习的知识，通过两个问题，使学生们找到两个问题的共同点，都是在说等效替代再次提问，使学生思考老师所提问题的共同点，教师在此基础上总结。总结1：前面我们看到的这两个例子，都运用到了我们物理学里面一个重要的思想|——等效替代。学生看着例子总结思考通过提问来实际运用等效替换的思想，在此基础上总结，达到事半功倍的效果得到等效替代，抓住这根主线，为后面的课做铺垫问题3：指出等效替代的思想不只是在我们电学、运动学里面有着重要的运用，在我们的日常生活中也有着广泛的应用。举例：一个斜面上两个小孩使一辆摩托车静止在斜坡上，而只要一个大人就能使车静止在斜坡上，这是为什么?学生思考并回答：等效替代。让学生脱口而出等效思想，接下来进一部提问，便于下面对等效本质的提问从生活中的事例引出力的等效，进而引出合理和分力的概念。问题4：等效?是什么等效呢?是两个小孩的重量等于这个大人的重量还是别的什么原因?学生思考并回答;是两个小孩的力和大人的力等效进一步提问，使学生透过现象看到上面问题等效的本质是力的等效引出力的等效总结2：两个小孩的两个力和一个大人的一个力等效，我们用发散的思维想一想，大量的实际问题中，物体是不是通常同时受到几个力的作用?为了研究问题的方便，我们把这种关系称之为合力与分力。学生理解合力与分力的概念几个问题一步步诱思，用实际生活中的需求，自然的导出合力与分力的概念对前面的问题总结，结合实际生活，引出合力与分力的概念二.新课教学力的合成教学过程教师活动学生活动教学策略教学目标合力与分力概念的引出(在引入新课时已经完成)引出力的合成概念为了研究问题的方便，我们常把几个力的作用效果用一个力来代替，把复杂的问题简单化，求这几个力合力的过程，就是力的合成学生思考联系合力分立，理解力的合成的概念对进行力的合成意义思考，联系生活实际加深对概念的理解，知道力的合成概念是实际需要而提出的力的合成概念的提出同一直线上二力合成初中也接触到了力，知道了力的三要素，也接触了力的合成，我们先来看这种最简单的情况。那么谁能给我同一直线上二力的合成，合力的大小和方向同分力有什么关系。学生回到：当两个力在同一条直线上时，若同向则合力大小等于二力大小之和，方向与二力相同;若反向，则合力的大小等于二力大小之差的绝对值，方向与二力中较大的力相同。复习回顾，从简单的同一直线上的二力合成入手，逐步进入互成角度的力的合成同一条直线上二力的合成。引入互成角度的二力合成我们知道了同一条直线上的二力合成，那么是不是世界上所有物体受到的力都是在同一条直线上呢?用一根绳吊起勾码进行演示。这种不再同一条直线上的力，我们也可以说是互成角度的力，它们两个的合力怎么求呢?衔接上一层次，由同一直线上力的合成，联系实际提出问题，进行设疑探讨互成角度的二力合成力的合成(互成角度的力如何合成?)科学探究过程教师活动学生活动教学策略教学目标第一阶段：发现问题我们知道了同一条直线上的二力合成，那么是不是世界上所有物体受到的力都是在同一条直线上呢?用一根绳吊起勾码进行演示。这种不再同一条直线上的力，我们也可以说是互成角度的力，它们两个的合力怎么求呢?学生思考衔接上一层次，由同一直线上力的合成，联系实际提出问题，进行设疑让学生体会可以从解决实际问题进行深入思考，发现问题;第二阶段：设计实验进行探究我们现在用我们桌子上的试验仪器，看看自己能不找出求互成角度力的合力与分力的关系。问题1：要进行试验，我们先来看看我们都有什么试验仪器，各有什么作用?问题2：如何保证合力与分力是等效的关系呢?问题3：弄明白了试验仪器的作用，哪位同学有什么想法，来设计一个试验，看互成角度的力的合力与分力的关系?问题5：建议大家用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端链接，看看这时候你发现了什么?学生通过对实验仪器的分析，以等效作为桥梁，进行试验的设计。上台用投影仪展示讲解自己的试验结果，并回答老师的问题用提问的方式进行诱思，从而达到放的开并且收的回来的效果。若是不讲仪器的作用进行诱思，学生有可能无所适从，达不到本来的目的让学生知道解决物理问题时要以实验事实为依据。高中物理力的合成教案设计三一、教材内容与地位：教材分析：本节为《普通高中物理课程标准》必修模块“物理Ⅰ”中第二个二级主题“相互作用与运动规律”中所涉及的内容。此节是在掌握前边三种力的基础上，来研究如何求几个力的合力的方法，只有学好了力的合成及下一节力的分解才能学习物体的受力分析，乃至对学习后面的牛顿运动定律都是有很大的决定意义。学情分析：学生对前边的三大力已经初步掌握，对力是矢量与标量的区别也初步掌握，但是学生一直以来都习惯于代数计算，因此在教学中要注意纠正学生的一贯错误。实验是学生接受物理知识最符合认知规律的方法。本节课的教学设计正是基于实验，让学生亲自实践，实验探究，培养学生的实验探究、团结合作、归纳总结等能力。但由于学生的层次不齐，对宏志班的学生采取学生自己探究求合力的方法，普通班的学生则在老师的提示下进行探究，甚至要有针对性的提示。二、教学目标(一)知识与技能1.能够从力的作用效果理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。2.通过实验理解力的合成方法，进一步理解平行四边形运算法则和特点，掌握平行四边形法则，知道它是矢量合成的普遍规律，知道矢量与标量运算法则是不同的。3.学会用作图法求合力。注意矢量的运算结果要明确矢量的方向。4.知道分力的夹角对合力大小的影响。学会进行动态研究，并在变化中寻找规律。5.用力的合成分析日常生活中的问题。(二)过程与方法通过演示实验引出合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。在以后的学习中，如运动的合成与分解、等效电路等都要用到等效替换的方法。能够将力的合成拓展应用于实际生产生活，开拓解决问题的思路，突出培养学生的学习能力和学科应用能力。(三)情感态度与价值观1.通过实验培养良好的观察习惯和严谨求实的科学精神。2.逐步感悟物理学不仅仅包含可供广泛应用的物理原理，还包含在问题的研究过程中培养科学的、研究方法。三、教学重点、教学难点重点：1.合力与分力的关系。2.平行四边形定则及应用。难点：实验探究方案的设计与实施。及在实验中学生的严谨程度。四、教具准备多媒体课件，学生分组实验器材：木板、白纸、图钉(若干)、橡皮筋、细绳套(两根)、弹簧秤(两只)、三角板、铅笔。五、课时安排1课时六、教学过程播放歌曲《众人划桨开大船》片段)刚才这首歌大家可能都听过，叫做《众人划桨开大船》，从物理学的角度说，一个人划桨产生的力太小不能开大船，众人划桨产生的力合起来才能开动大船。如果知道每个人划桨的力，怎样求合起来的力呢?学习了这一节课后我们就可以解决这个问题了【演示实验】(目的是引出合力、分力、力的合成的概念)(尽量使水桶大些和水多些，一个女生搬不动)让学生把一桶水或一个重物从地面上想办法放在桌面上。师：(对一个大个同学提问)这位同学你的做法是什么?请具作一下。生：我用一只手就可以把它提到桌面上。(同时演示)师：(对瘦弱的女生提问)你们的做法是什么?生：我们可以两个人(或三个人)把它抬上来。(同时演示)(灵活掌握)师：同学们仔细观察会发现，一位力气大的同学只用一只手一个力就可以把水桶从地面提到桌面上，两个女同学用两只手给水桶两个力，同样也把水桶从地面移动到桌面上，不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的。在提水桶这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。生活中还有哪些例子可以说明同样的问题?生：(举身边的例子)几个学生一起抬桌子、等相比较等等。师：给出课件中图片---斜拉桥，在这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力与那几个力是什么关系?(当然是在学生提前预习的基础上)生：这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力。师：请同学们用自己的话总结什么叫合力。生：当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。(注意效果相同)师：原来的那几个力叫做分力，你能用自己的话总结一下什么是力的合成吗?生：求几个力合力的过程叫做力的合成。师：那么几个力的合力怎样来求呢?下面我们设计一个实验来探究一下求合力的方法。4.实验探究求合力的方法师：怎样求合力呢?我们先来看一个演示实验。(用两只弹簧秤提起一个重物，两只弹簧秤拉力的方向都向上，分别读一下两只弹簧秤的读数。然后用一只弹簧秤提起这个物体，看这时弹簧秤的读数;找出两只的读数与一只的读数之间的关系;逐渐让两只弹簧秤分开成一定角度，再读一下两只弹簧秤的读数与一只弹簧秤的读数的关系与上一次相同吗?)(目的是为后面的两个分力夹角的变化做铺垫)注意：学生需要仔细观察读数生：(观察实验现象，读取实验数据并进行简单处理)第一次一只弹簧秤的读数等于两只弹簧秤的读数之和;第二次一只弹簧秤的读数不等于两只弹簧秤的读数之和，而是比两只弹簧秤读数之和稍微小一些。师：(微笑鼓励)这位同学观察得很仔细，按照算术法则，两只弹簧秤的读数之和应该等于一只弹簧秤的读数，可见力的合成并不是简单地相加减。那么它们之间的关系到底是怎样的呢?(提出疑问引出新课)师：下面来探究求力合成的方法。根据我们提供的器材，同学们分小组讨论，抓住合力和分力效果相同这一关键，设计实验方案，选择适当的仪器，把不需要的仪器放在一边。(这里仪器的提供可以有一些干扰项，比如说放置小车和打点计时器，锻炼学生选择仪器的能力)注意：启发学生设计的关键是：两个力共同作用的效果和一个力单独作用效果相同，怎样设计才能够更容易控制两种情况下力的作用效果相同。师：在做实验之前，让一个小组的同学介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过生：力的作用效果有两种，一种是改变物体的运动状态，一种是使物体发生形变。要探究一个力的作用效果和两个力的作用效果相同，从这两个方面入手都可以，只是用力改变物体的运动状态不如使物体发生形变容易控制，所以我们选择的是用力改变物体的形变这种方法来探究合力和分力的关系;对于物体的选择，我们选择了容易发生形变的橡皮筋来进行。在一个力和两个力共同作用下让橡皮筋的形变量相同。我们组选择的仪器是：方木板、白纸、弹簧秤(两个)、橡皮筋(两条)、细绳(两条)、刻度尺(或三角板)、图钉(若干，用来固定白纸)(注：要多了解各个组的实验器材的选择情况，指出他们的优点和不足，帮助他们改进自己的设计，这里仅举一例作为代表)师：教师对说得好的组给予表扬并根据同学们自己选择的器材来设计实验方案。首先考虑实验步骤怎样进行。师：(提示)在这个实验中一个力与两个力等效的标志是什么?生1.橡皮筋伸长量相同。生2.除了伸长量相同之外还应该伸长到同一个位置，因为力是矢量，既有大小又有方向。师：刚才第二个同学补充得非常好，一定要考虑到力的矢量性。两次实验中橡皮筋应该伸长到同一个位置才能保证作用效果完全相同。多媒体展示设计较好的组学生的实验步骤设计参考案例(补充：对于较差的班级，学生实验步骤的设计可能欠缺一些，老师可以多提示，再演示一次之后再让学生分组去做，总之必须由学生自己找出规律)。实验步骤：(在教师的引导下或小组学生充分讨论过程中，由小组同学协商提出，也可以每个小组采取完全相同的实验步骤)(1)在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好。(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。(3)用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O。(4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下)。用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示。只用一只弹簧秤