高中物理_力的合成与分解教学课件设计
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1 / 7 力的分解
教学设计思路:
分解法是高中物理解决复杂问题的一种重要的方法.分解的“等效替代”思想为解决其他类似的物理问题奠定了科学的思想方法基础,为位移、速度、加速度等矢量的分解奠定了基础.同时本课对矢量运算普遍遵守的规律“平行四边形定则”进行了更加深入的讲解.
本节课希望得到这样的教学效果:
通过学习、讨论、观察、反思,明确根据一个力的实际作用效果确定两个分力的方向的基本思路.学会用平行四边形定则画出力的图示,用数学知识求出分力的大小.用所学知识解决观察到的现象.
在演示实验时培养学生观察、总结实验的能力;在学生分组、探索实验时培养学生的实验设计和操作能力;在实际问题讨论时培养学生的物理建模、数学建模及解题能力.
在实际问题的讨论过程中注意形成问题意识、条件意识,通过对具体问题的感悟,逐步形成自主学习的习惯.
通过本节课学会力的分解的方法,体会如何按力的作用效果分解一个力,理解“等效替代”的思想方法,同时体会力的合成与力的分解都是处理力学问题的一种数学方法,并理解在何种情况下应用何种方法.
学习任务分析:
本节课的教学重点是:
1.理解力的分解是力的合成的逆运算,利用平行四边形定则对力分解.
2.学习在分析具体问题时,怎样根据力的作用效果分解.
3.通过对力的分解的学习,理解“等效替代”的物理学思想.
本节课的教学难点是:
在具体问题中正确确定力的作用效果从而明确力的方向,根据平行四边形定则进行力的分解.
学习者分析:
本节是《力》这一章的最后一节,学生已经掌握了力的概念及受力分析的基本方法,已经学习了力的合成及平行四边形定则,知道了“等效替代”的思想
2 / 7 方法,在这样的基础上学习力的分解难度并不大.从学生学习的角度出发,通过一些小实验,以及实际生活情境的创设,激发学生的学习兴趣,学会如何根据一个力的作用效果将它分解.
教学目标:
知识与技能:
1.知道力的分解的含义.认识到力的分解与力的合成互为逆运算并遵循平行四边形定则.
力的合成
一、教学目标
1、理解合力与力的合成的概念.
2、掌握力的平行四边形定则.
3、会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力
4、初步体会等效替代的物理思维方法
二、重点难点
1、 运用等效替代思想理解合力概念是本节思维方式上的一大难点.
2、平行四边形定则是一切矢量所遵循的运算法则,由代数求和扩充到矢量求和既是知识的跨越,也是概念的延伸,必然给初学者带来难度.
三、教学方法
演示实验、归纳、总结
四、教具
平行四边形定则演示器,合力与分力关系模拟演示器、三角板、弹簧秤2个、钩码.
五、课时:1节
六、教学过程
(一) 演示实验1
将两个弹簧秤按图a方式悬挂砝码,使砝码静止,然后用一个弹簧秤悬挂同一砝码,使砝码静止,可见力F产生的效果跟原来F1和F2共同产生的效果相同.
思考题:力F与力F1和F2之间有一种什么关系? 图a 图b ----效果相同,可以相互替代.
(二)概念讲授:合力、力的合成
一个物体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时,这个力就叫做那几个力的合力.
求几个力的合力叫做力的合成.
强调“等效替代”思想.
(三)怎样求几个力的合力?
演示实验2:运用平行四边形定则演示器完成教材所述实验.
结论:如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么,合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来,这叫做力的平行四边形定则.
解释共点力:几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力.
平行四边形定则的具体应用方法有两种:
1、 图解法:
(1)两个共点力的合成:从力的作用点作两个共点力的图示,然后以F1、F2为边作平行四边形,对角线的长度即为合力的大小,对角线的方向即为合力的方向.
用直尺量出对角线的长度,依据力的标度折算出合力的大小,用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角θ.
如图所示
3.4 《力的合成和分解》教学设计
一、教材分析
学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法,在第一章也初步接触过位移的矢量合成,本节的内容进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。
教科书首先结合提水桶、吊灯悬吊在天花板上等实例,根据等效思想提出合力与分力的概念;然后提出力的合成和分解的探究问题,并设计实验进行探究,得出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则;最后,从物理量运算的角度,提升对矢量和标量的认识。
二、学情分析
对于本章来说,把牛顿第三定律由原来在牛顿运动定律之后,提前放入本章,这就为解答共点力平衡问题的受力分析奠定了必要的知识基础。为此,本章在重力、弹力、摩擦力的后面,增加“牛顿第三定律”一节课文,并在该节课文中,专门设立了一个“物体受力的初步分析”小标题,为分析“共点力的平衡”问题设下伏笔。
在这一节中,把力的合成和分解设计为一节课, 其教学目标很明确,只要求学生会用等效替换的方法根据平行四边形定则进行力的合成和分解的运算,并不要求学生解答具体实际情境中的受力问题,而把这些问题放在“共点力的平衡”中去解决,这有利于帮助教师理解和规范力的合成和分解的教学目标。
三、教学建议
平行四边形定则是本节的重点和难点。这个定则是矢量运算普遍遵从的法则,对后续学习具有重要影响,因此本节内容是整个高中物理的重要内容,是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容,因此平行四边形定则是学习的重点。矢量运算的法则完全不同于算术运算法则,从思维方式上看对学生来说具有较大的跨度,因此平行四边形定则是学生学习的难点。
四、教学目标和教学重难点
1、教学目标
(1)、知道合力与分力的概念,体会等效替换的思想。
(2)、通过实验探究,得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边形定则。
(3)、会利用作图和三角函数知识求解合力或者分力。
(4)、知道矢量相加遵从平行四边形定则,标量相加遵从算术法则。能区别矢量和标量。
4力的合成和分解
第1课时探究力的合成和分解规律
目标素养
1.物理观念:知道力的合成和分解都遵循平行四边形定则,会应用作图和三角函数知识求解合力。
2.科学思维:通过对实际情境的分析,知道合力与分力的概念,体会等效替代的思想。
3.科学探究:通过力的合成实验探究,得出力的合成和分解都遵循平行四边形定则,体会科学的思维方法。
4.科学态度与责任:通过对实际问题的处理,体会等效替代的思想在研究物理问题时的重要作用。
重点难点
重点
1.体会等效替代的思想。
2.探究力的合成和分解规律,明确它们都遵循平行四边形定则。
难点
探究力的合成和分解规律,明确它们都遵循平行四边形定则。
教学准备
教师准备
1.智能手机、实物投影、手机与电脑的连接,教材中“力的合成和分解”部分的图片,多媒体课件。
2.演示实验器材:200g钩码1个,弹簧测力计2个,弹簧1个,胶带。
3.学生实验器材:木板、白纸、橡皮条、棉线、弹簧测力计2个、图钉。
学生准备
1.预习“力的合成和分解”的内容。
2.直尺、三角尺、圆规、铅笔等作图工具。
导入新课
导入(问题导入)
教师一个静止的物体,在某平面上受到5个力的作用,你能判断它将向哪个方向运动吗?
如果我们能找到一种方法即“用一个力的单独作用替代这5个力的共同作用,而效果不变”,上述问题就迎刃而解了。你觉得这个力和被替代的5个力会有怎样的关系呢?
教学过程
环节一:合力与分力
用一根绳子竖直悬挂一个玩偶,使其静止;用两根绳子像晾衣服一样把这个玩偶吊起来,使其静止。请同学们分析一下这两种情况下玩偶所受的力。
学生 用一根绳子悬挂的玩偶受重力和拉力;用两根绳子像晒衣服一样吊着的玩偶受重力和绳子给它的两个拉力。
教师 展示玩偶在两种情况下的受力分析图。
像这样的情境,生活中还有很多。请大家观察教材中水桶所受拉力示意图和吊灯所受拉力示意图,并思考下列问题:
(1)物体所受的力有何特点? (2)这三种情况中,两个拉力和一个拉力对物体在空中静止这一作用效果而言相同吗?这三个拉力能同时出现吗?