實驗驗證動態(tài)平衡

《實驗驗證動態(tài)平衡》說課稿人教版必修第一冊第三章第5節(jié)共點力的平衡 實驗驗證動態(tài)平衡說課稿一、說教材動態(tài)平衡是人教版必修第一冊第三章第5節(jié)共點力平衡的重要內(nèi)容，是相互作用——力一章的拓展應(yīng)用內(nèi)容，教材安排在重力、彈力、摩擦力，牛頓第三定律以及力的合成與分解之后，共點力的平衡是對整章內(nèi)容的整合提升。使學(xué)生從對力的單一認(rèn)識上升到力的綜合應(yīng)用，又能為接下來的牛頓第二定律做鋪墊。動態(tài)平衡是共點力的平衡的重點內(nèi)容，同時也是難點內(nèi)容。物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求：能用共點力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題。二、說教學(xué)目標(biāo)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求與物理學(xué)科核心素養(yǎng)的4個方面確定如下的教學(xué)目標(biāo)學(xué)生通過理論推導(dǎo)活結(jié)動態(tài)平衡與死結(jié)動態(tài)平衡，充分理解活結(jié)問題與死結(jié)問題；學(xué)生通過實驗驗證活結(jié)動態(tài)平衡，充分了解晾衣架問題，加深對活結(jié)動態(tài)平衡的理解；學(xué)生通過實驗驗證死結(jié)動態(tài)平衡，加深對死結(jié)動態(tài)平衡的理解；學(xué)生通過理論推導(dǎo)與實驗驗證雙管齊下的方式讓自己對于動態(tài)平衡理解的更加深刻，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理與科學(xué)探究的能力。三、說教學(xué)方法（1）理論推導(dǎo)檢驗學(xué)生對前面所學(xué)知識的掌握程度，熟悉鞏固應(yīng)用前面所學(xué)知識；（2）實驗驗證加深學(xué)生對動態(tài)平衡的理解，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓理論推導(dǎo)不再那么抽象而是更加的形象；（3）理論推導(dǎo)與實驗驗證相結(jié)合，突破動態(tài)平衡學(xué)習(xí)的難點，凸顯物理學(xué)科以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特點。四、說學(xué)法指導(dǎo)“授之以魚不如授之以漁”，“教是為了不教”。現(xiàn)代教育更重視在教學(xué)過程中對學(xué)生的學(xué)法指導(dǎo)。在本節(jié)的教學(xué)法中，要注意引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、分析、綜合，自己得出結(jié)論，在其中滲透物理學(xué)的分析問題和解決問題的方法，使學(xué)生受到學(xué)習(xí)方法的訓(xùn)練。五、說教學(xué)過程(一)問題導(dǎo)入新課：圖圖1引入生活中最常見的晾衣架模型如圖1所示，提出以下三個問題：（1）晾衣繩兩邊不等高是否會影響繩上拉力大??？（2）改變晾衣繩兩邊結(jié)點的遠(yuǎn)近是否會影響繩上拉力大?。浚?）將晾衣架與繩子打成死結(jié)，改變繩子方向是否會影響繩上拉力大??？(二)推導(dǎo)與實驗驗證：（1）、活結(jié)動態(tài)平衡mm圖2將前兩個問題簡化成如圖2所示活結(jié)模型，學(xué)生小組討論進(jìn)行理論推導(dǎo)：根據(jù)活結(jié)問題同一根繩子力大小相等，水平方向受力平衡可知：Tcosα=Tcosβ可知：α=β將A對稱到D點有：cosβ=d/L,任意位置，β不變，可知繩子上拉力大小不變。若將B點向左移動，由平行四邊形定則在豎直方向上有2Tsinβ=mg由于β增大，所以T減小。同理可得當(dāng)B向右移動時，T增大。推導(dǎo)過程當(dāng)中有很多同學(xué)對于α、β保持不變難以理解，腦海當(dāng)中存在疑惑，于是老師制作了活接動態(tài)平衡演示儀（如圖3所示）讓學(xué)生親自做實驗來進(jìn)行驗證。動滑輪動滑輪同心圓環(huán)豎直調(diào)節(jié)拉鏈細(xì)線標(biāo)記點水平調(diào)節(jié)拉鏈刻度尺圖3器材當(dāng)中左邊橡皮筋由水平拉鏈左端和標(biāo)記點確定橡皮筋長度，右側(cè)橡皮筋由同心圓確定長度。學(xué)生實驗過程當(dāng)中調(diào)節(jié)豎直拉鏈時通過標(biāo)記點觀察左側(cè)橡皮筋的長度和方向變化，調(diào)節(jié)水平拉鏈時通過同心圓觀察右側(cè)橡皮筋長度和方向變化。學(xué)生通過自己動手實驗得到了和理論推導(dǎo)完全一致的結(jié)論，通過實驗學(xué)生解開了腦海當(dāng)中的疑惑，對于活結(jié)動態(tài)平衡理解的更加深入。（2）死結(jié)動態(tài)平衡將晾衣架與晾衣繩打成死結(jié)，簡化成如圖4所示模型：OOAF圖4學(xué)生小組討論進(jìn)行理論推導(dǎo)：①控制OA方向不變，改變F的方向，F(xiàn)的大小與繩OA上拉力大小如何變化？OAOAFG圖5②控制OA與F的夾角不變，F(xiàn)的大小與繩OA上拉力大小如何變化？學(xué)生在此問題的推導(dǎo)過程當(dāng)中出現(xiàn)了疑問，如何才能做到夾角不變？經(jīng)過老師引導(dǎo)，根據(jù)圓當(dāng)中弦長所對應(yīng)的圓周角不變，學(xué)生將力的三角形畫在圓當(dāng)中，如圖6所示：FFTOA圖6GG學(xué)生通過觀察三角形的變長變化得出力的大小變化。針對此種做法，學(xué)生提出太難想到，可不可以直接用三角函數(shù)得出結(jié)果，于是在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行了第二種理論推導(dǎo)方法：利用數(shù)學(xué)上的正弦定理得出了物理上的拉密定理，從而得到了第二種理論推導(dǎo)方式：ααOAFGβγ圖7如圖7所示，根據(jù)拉密定理可得：TOAsin透明塑料板透明塑料板可移動背景刻度板固定柱橡皮筋懸掛重物細(xì)線圖8實驗教具主要由透明塑料板和可移動背景板組成，實驗過程當(dāng)中讓同心圓的圓心時刻與橡皮筋結(jié)點重合，通過觀察橡皮筋在同心圓上的位置確定橡皮筋長度的變化進(jìn)而確定力大小的變化。在驗證方向不變的動態(tài)平衡時，在透明塑料板上畫一條直線與OA同向，改變F方向的時候讓結(jié)點在此直線上移動確保方向不變；在驗證夾角不變的時候，讓兩根橡皮筋時刻與背景板上的任意兩條黑線重合來控制夾角不變。學(xué)生通過分組實驗很快得到了與理論推導(dǎo)完全一致的結(jié)論，并且通過觀察實驗得出重力與一根橡皮筋垂直時，另外一根橡皮筋上的力達(dá)到最大。六、說教學(xué)反思：（一）實驗創(chuàng)新點：（1）自制教具；（2）活結(jié)動態(tài)平衡演示儀拉鏈的使用實現(xiàn)拉力位置的連續(xù)變化；（3）死結(jié)動態(tài)平衡演示儀可移動背景板的使用實現(xiàn)力的動態(tài)觀察；（4）實驗過程通過觀察橡皮筋長短即可，避免力的測量；（5）實驗器材比較普通，便于推廣。（二）實驗不足：（1）實驗過程橡皮筋容易晃動造成誤差；（2）背景板有點偏小，橡皮筋長度變化不是很大。（三）試驗改進(jìn)：（1）利用此實驗裝置驗證相似三角形。（2）將透明塑料板盡可能做大，讓橡皮筋