【公開課】力的合成與分解+教學設(shè)計高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

《力的合成和分解》教學設(shè)計一、教材分析學生在初中已經(jīng)接觸過求沿同一直線作用的兩個力的合力的方法，在第一章也初步接觸過位移的矢量合成，本節(jié)的內(nèi)容進一步介紹矢量運算的普遍法則——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)計實驗進行探究，得出力的合成和分解所遵從的法則——平行四邊形定則；最后，從物理量運算的角度，提升對矢量和標量的認識。學情分析對于本章來說，把牛頓第三定律由原來在牛頓運動定律之后，提前放入本章，這就為解答共點力平衡問題的受力分析奠定了必要的知識基礎(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“物體受力的初步分析”小標題，為分析“共點力的平衡”問題設(shè)下伏筆。在這一節(jié)中，把力的合成和分解設(shè)計為一節(jié)課，其教學目標很明確，只要求學生會用等效替換的方法根據(jù)平行四邊形定則進行力的合成和分解的運算，并不要求學生解答具體實際情境中的受力問題，而把這些問題放在“共點力的平衡”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目標。教學建議平行四邊形定則是本節(jié)的重點和難點。這個定則是矢量運算普遍遵從的法則，對后續(xù)學習具有重要影響，因此本節(jié)內(nèi)容是整個高中物理的重要內(nèi)容，是物理知識體系中有方法、可遷移、應(yīng)用廣泛的內(nèi)容，因此平行四邊形定則是學習的重點。矢量運算的法則完全不同于算術(shù)運算法則，從思維方式上看對學生來說具有較大的跨度，因此平行四邊形定則是學生學習的難點。四、教學目標和教學重難點1、教學目標(1)、知道合力與分力的概念，體會等效替換的思想。(2)、通過實驗探究，得出力的合成和分解遵從的法則——平行四邊形定則。(3)、會利用作圖和三角函數(shù)知識求解合力或者分力。(4)、知道矢量相加遵從平行四邊形定則，標量相加遵從算術(shù)法則。能區(qū)別矢量和標量。2、教學重難點重點：通過實驗探究，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算。難點：會用作圖法和直角三角形知識求共點力的合力。五、教學準備1、教師準備：多媒體課件、方木板、白紙、圖釘、彈簧測力計、細繩套、刻度尺、橡皮筋、砝碼，細繩等。2、學生準備：教材、導學案預(yù)習、學習用具、實驗器材等。六、教學設(shè)計教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容師生互動設(shè)計意圖情境導入結(jié)合于課件動圖，利用細繩進行小游戲：三名同學進行拉力小游戲，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，拉動兩位男生？鼓勵學生們踴躍參與小游戲。通過對小游戲的導入提高學生的興趣，讓學生體會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砝碼老師提出問題，學生思考回答：能否看出兩個砝碼是一根線拉著還是兩跟線拉著？教師鼓勵學生猜想。進行猜想，并回答通過對已知的學習，得出力的作用效果相同，理解等效替換的方法新課探究1同一條直線上兩個力的合成：1、學生觀察課件圖示，根據(jù)之前所學知識，分別得出同一直線上兩個力同向和反向的合力大小及方向。教師提問同向的時候兩個力的合力大小和方向如何？反向的時候兩個力的合力大小和方向如何？通過實例圖形來研究同一直線上力的合成，提升學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力不在同一直線上，該結(jié)論還成立嗎？提出問題，學生幫忙演示并回答。通過對彈簧測力計示數(shù)實例的分析，得出兩個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。引入探究實驗。新課探究2向?qū)W生展示能夠測量兩個力的相關(guān)實驗器材，引導小組討論以下問題：1.如何通過已有器材得到一組合力和分力？2.測量時應(yīng)做哪些記錄？3.怎樣精確表示力？引導學生小組討論問題，然后小組回答問題，教師進行點評。注重學生的思維培養(yǎng)，對相應(yīng)的問題能有應(yīng)對的解決方案，提高學生的問題解決能力，思考能力。實驗探究1、根據(jù)學生問題的討論結(jié)果，通過課件動畫展示相關(guān)過程，然后讓學生以小組為單位進行第一步的實驗探究；2、引導學生思考，所畫出來的兩個分力和所畫出來的合力有什么關(guān)系？引導學生做輔助線連線的方法大致得出結(jié)論，并進行第二部的探究驗證。1、在得出探究2結(jié)論的基礎(chǔ)上，引導帶領(lǐng)學生進行一步步地探究實驗。2、在小組合作探究的過程中給予一些必要的幫助和指導。3、最后進行小組結(jié)果展示和點評。通過小組合作進行探究實驗，自主探究兩個分力和合力的關(guān)系，提升物理實驗素養(yǎng)以及歸納總結(jié)思考的理解能力。得出結(jié)論1、兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向，這個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：學生作答通過結(jié)論展示，進一步讓學生熟悉兩個力的合成法則。拓展探究通過實驗探究結(jié)論，進一步學習多個力的探究通過力的合成從而引出力的分解（為力的合成的逆運算）師生合作歸納小結(jié)訓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問題，通過提問學生，然后進行演示（分為實際演示和課件演示）和學生共同演示解決問題；對學生完成的結(jié)果進行點評進一步激發(fā)學生學習物理的興趣，并且加深學生對合力與分力知識的鞏固布置作業(yè)教材第73頁練習與應(yīng)用第1~4題學生獨立完成鞏固知識技能七、板書設(shè)計3.4力的合成和分解合力：（等效替代）：分力力的合成逆運算