【公開課】力的合成與分解+教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

《力的合成和分解》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過求沿同一直線作用的兩個(gè)力的合力的方法，在第一章也初步接觸過位移的矢量合成，本節(jié)的內(nèi)容進(jìn)一步介紹矢量運(yùn)算的普遍法則——平行四邊形定則。教科書首先結(jié)合提水桶、吊燈懸吊在天花板上等實(shí)例，根據(jù)等效思想提出合力與分力的概念；然后提出力的合成和分解的探究問題，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，得出力的合成和分解所遵從的法則——平行四邊形定則；最后，從物理量運(yùn)算的角度，提升對(duì)矢量和標(biāo)量的認(rèn)識(shí)。學(xué)情分析對(duì)于本章來說，把牛頓第三定律由原來在牛頓運(yùn)動(dòng)定律之后，提前放入本章，這就為解答共點(diǎn)力平衡問題的受力分析奠定了必要的知識(shí)基礎(chǔ)。為此，本章在重力、彈力、摩擦力的后面，增加“牛頓第三定律”一節(jié)課文，并在該節(jié)課文中，專門設(shè)立了一個(gè)“物體受力的初步分析”小標(biāo)題，為分析“共點(diǎn)力的平衡”問題設(shè)下伏筆。在這一節(jié)中，把力的合成和分解設(shè)計(jì)為一節(jié)課，其教學(xué)目標(biāo)很明確，只要求學(xué)生會(huì)用等效替換的方法根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行力的合成和分解的運(yùn)算，并不要求學(xué)生解答具體實(shí)際情境中的受力問題，而把這些問題放在“共點(diǎn)力的平衡”中去解決，這有利于幫助教師理解和規(guī)范力的合成和分解的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)建議平行四邊形定則是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這個(gè)定則是矢量運(yùn)算普遍遵從的法則，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)具有重要影響，因此本節(jié)內(nèi)容是整個(gè)高中物理的重要內(nèi)容，是物理知識(shí)體系中有方法、可遷移、應(yīng)用廣泛的內(nèi)容，因此平行四邊形定則是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。矢量運(yùn)算的法則完全不同于算術(shù)運(yùn)算法則，從思維方式上看對(duì)學(xué)生來說具有較大的跨度，因此平行四邊形定則是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。四、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)目標(biāo)(1)、知道合力與分力的概念，體會(huì)等效替換的思想。(2)、通過實(shí)驗(yàn)探究，得出力的合成和分解遵從的法則——平行四邊形定則。(3)、會(huì)利用作圖和三角函數(shù)知識(shí)求解合力或者分力。(4)、知道矢量相加遵從平行四邊形定則，標(biāo)量相加遵從算術(shù)法則。能區(qū)別矢量和標(biāo)量。2、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究，得出求合力的方法——平行四邊形定則，知道力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。難點(diǎn)：會(huì)用作圖法和直角三角形知識(shí)求共點(diǎn)力的合力。五、教學(xué)準(zhǔn)備1、教師準(zhǔn)備：多媒體課件、方木板、白紙、圖釘、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩套、刻度尺、橡皮筋、砝碼，細(xì)繩等。2、學(xué)生準(zhǔn)備：教材、導(dǎo)學(xué)案預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)用具、實(shí)驗(yàn)器材等。六、教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖情境導(dǎo)入結(jié)合于課件動(dòng)圖，利用細(xì)繩進(jìn)行小游戲：三名同學(xué)進(jìn)行拉力小游戲，其中兩名男生力量較大，選擇一名力量較小的女生分別與兩名男生進(jìn)行拉力比較，接著兩名男生拉力比較，然后該名女生從中間拉繩子，引入本節(jié)課課題。女生是否能挑戰(zhàn)不可能，拉動(dòng)兩位男生？鼓勵(lì)學(xué)生們踴躍參與小游戲。通過對(duì)小游戲的導(dǎo)入提高學(xué)生的興趣，讓學(xué)生體會(huì)到生活中的合力和分力。問題情境觀察教師演示的木板下方兩個(gè)砝碼老師提出問題，學(xué)生思考回答：能否看出兩個(gè)砝碼是一根線拉著還是兩跟線拉著？教師鼓勵(lì)學(xué)生猜想。進(jìn)行猜想，并回答通過對(duì)已知的學(xué)習(xí)，得出力的作用效果相同，理解等效替換的方法新課探究1同一條直線上兩個(gè)力的合成：1、學(xué)生觀察課件圖示，根據(jù)之前所學(xué)知識(shí)，分別得出同一直線上兩個(gè)力同向和反向的合力大小及方向。教師提問同向的時(shí)候兩個(gè)力的合力大小和方向如何？反向的時(shí)候兩個(gè)力的合力大小和方向如何？通過實(shí)例圖形來研究同一直線上力的合成，提升學(xué)生的直觀想象和邏輯推理素養(yǎng)。探究結(jié)論兩力同向相加，合力大小F=F1+F2，方向與兩力方向相同兩力反向相減，合力大小F=|F1-F2|，方向與較大力的方向相同如果兩個(gè)力不在同一直線上，該結(jié)論還成立嗎？提出問題，學(xué)生幫忙演示并回答。通過對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)實(shí)例的分析，得出兩個(gè)不在同一條直線上的力不滿足同一直線上的力的合成規(guī)律。引入探究實(shí)驗(yàn)。新課探究2向?qū)W生展示能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，引導(dǎo)小組討論以下問題：1.如何通過已有器材得到一組合力和分力？2.測(cè)量時(shí)應(yīng)做哪些記錄？3.怎樣精確表示力？引導(dǎo)學(xué)生小組討論問題，然后小組回答問題，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。注重學(xué)生的思維培養(yǎng)，對(duì)相應(yīng)的問題能有應(yīng)對(duì)的解決方案，提高學(xué)生的問題解決能力，思考能力。實(shí)驗(yàn)探究1、根據(jù)學(xué)生問題的討論結(jié)果，通過課件動(dòng)畫展示相關(guān)過程，然后讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行第一步的實(shí)驗(yàn)探究；2、引導(dǎo)學(xué)生思考，所畫出來的兩個(gè)分力和所畫出來的合力有什么關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生做輔助線連線的方法大致得出結(jié)論，并進(jìn)行第二部的探究驗(yàn)證。1、在得出探究2結(jié)論的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行一步步地探究實(shí)驗(yàn)。2、在小組合作探究的過程中給予一些必要的幫助和指導(dǎo)。3、最后進(jìn)行小組結(jié)果展示和點(diǎn)評(píng)。通過小組合作進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，自主探究?jī)蓚€(gè)分力和合力的關(guān)系，提升物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)以及歸納總結(jié)思考的理解能力。得出結(jié)論1、兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，這個(gè)法則叫做平行四邊形定則（或三角形法則）。2、根據(jù)三角形的幾何關(guān)系，得出合力和分力的大小關(guān)系。師生互動(dòng)：學(xué)生作答通過結(jié)論展示，進(jìn)一步讓學(xué)生熟悉兩個(gè)力的合成法則。拓展探究通過實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論，進(jìn)一步學(xué)習(xí)多個(gè)力的探究通過力的合成從而引出力的分解（為力的合成的逆運(yùn)算）師生合作歸納小結(jié)訓(xùn)練歸納概括能力和物理思維的拓展能力合作探究課件展示兩個(gè)問題，通過提問學(xué)生，然后進(jìn)行演示（分為實(shí)際演示和課件演示）和學(xué)生共同演示解決問題；對(duì)學(xué)生完成的結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，并且加深學(xué)生對(duì)合力與分力知識(shí)的鞏固布置作業(yè)教材第73頁練習(xí)與應(yīng)用第1~4題學(xué)生獨(dú)立完成鞏固知識(shí)技能七、板書設(shè)計(jì)3.4力的合成和分解合力：（等效替代）：分力力的合成逆運(yùn)算