力的分解是力的合成的逆運算,本節課從知識內容和學生學情來看有兩大突出特點,即:知識不難,難在應用;學生困惑,惑在實際。
所以本節課的教學設計采用了教師引領→學生暴露思維難點→創設情境→分層探究→突破難點的設計思路,從三個情景中概括出三個基本物理模型,並展開學習,最後在還原到實際生活中,解決實際的問題。在具體教學設計上,力求給學生提供較多生活情境和參與的,通過學生親身感受力的作用效果,理解效果的客觀存在性,得到按效果分解的科學方法,激發學生的學習興趣,培養學生動手操作和分析問題、歸納問題的能力,達成新課程理念中的三維目標的立體整合。
二、教材分析
《力的分解》是靜力學中力的處理方法,是整個高中物理力學的基礎之壹,與力的合成內容相輔相承,本節課使用的是人教版高中物理必修壹第三章《相互作用》第五節《力的分解》。教科書是通過例題來說明如何根據力的實際效果和需要來分解的。實際上,學生接受的難度是很大的,為此,教學過程設計中特別強調用實驗來引領學生,讓學生觀察和體感“力的實際效果”。
三、學情分析
本節授課的對象是高壹普通班的學生,基礎知識不是很紮實,學習能力也很有限。而力的分解及力的合成,是高中物理學習遇到的又壹個重點難點,是今後矢量分析的基礎,我充分地認識到這節課的重要性,也意識到這節課的難度,以學生的認識水平為起點,由感性到理性通過由淺入深、由簡入繁的三個物理模型,從學生的生活體驗入手,總結出物理模型後,通過學生的活動探究“按效果分解”來分解力,放手讓學生做、學生講,盡可能做到讓學生在“活動”中學習,在“主動”中發展,在“合作”中增知,在“探究”中創新,充分體現學生學習的自主性。問題讓學生自己去解決,規律讓學生自己去發現,方法讓學生自己去尋找,結果讓學生自己去探究。
四、教學目標
知識與技能
(1)理解力的分解的概念,理解力的分解是力的合成的逆運算,遵循平行四邊形定則。
(2)初步掌握“實際問題中,壹般要根據力的作用效果確定分力的方向”;
(3)會用作圖法和直角三角形的知識求分力。
(4)初步學會用力的分解知識解釋壹些簡單的物理現象。
過程與方法
(1)強化“等效替代”的思想。
(2)培養觀察、實驗能力。
(3)培養運用數學工具解決物理問題的能力。
(4)培養用物理語言分析問題的能力。
情感態度與價值觀:
(1)通過聯系生活實際情景,激發求知欲望和探究的興趣。
(2)通過對力的分解實際應用的分析與討論,養成理論聯系實際的自覺性。
(3)通過分組實驗體驗分工合作在實驗過程中的重要作用,增強合作意識。
五、教學重難點
力的平行四邊形定則的應用,按力的實際作用效果進行力的分解
六、教學過程
(壹)實驗激趣,引入新課
演示實驗:壹根細線中間懸掛壹重物,兩手各執繩的壹端。當兩只手逐漸分開的過程中,會發生什麽?
教師引導:原本可以承受物體的重力的細線,隨著兩段之間的夾角逐漸增大,卻突然斷掉,這是為什麽?
通過演示實驗,引起學生認知沖突,激發學生探究物理規律的興趣,為《力的分解》的學習打下伏筆。
(二)建構概念——力的分解
1.展示圖片,創設物理情景
教師利用多媒體展示人拉汽車、行李箱的圖片,讓學生回歸到學生生活的情景。
教師設問引導學生思考:汽車和行李箱受到人什麽方向力的作用?這個力對車和箱子有什麽樣的作用效果?
高中物理《力的分解》教學設計2.任務——探究作用效果
演示實驗1:學生演示斜拉行李箱向前運動,學生在教師的引導下理解,斜向上拉動平面物體會產生水平向前的作用效果
演示實驗2:利用小車代替行李箱,模擬拉箱的過程,用塑料板擴大小車的運動的範圍,教師打開電子秤的電源,斜拉小車讓其運動,讓學生讀數並記下運動前後的示數。教師可以先讓學生記錄小車沒被拉動時的示數,然後觀察物體受到斜向上的力作用後的示數,再進行比較。
學生總結:這個斜向上的力產生兩個作用效果:水平方向拉物體的效果(相當於F1)和豎直方向提物體的效果(相當於F2)。
教師追問:若要同F妳可以用幾個力來代替這個力對物體產生相同的作用效果嗎?同時回憶分力和合力的概念。
3、教師引入力的分解的概念。
正如剛才的過程,求壹個已知力的分力叫做力的分解。
學生思考:分力和合力能代替的前提是什麽?
教師引導學生思考力的分解和力的合成的關系。力的分解前提是要“等效”,強調“等效替代”思想。(板書)當它們分別作用到同壹物體上時,產生的效果相同,可以互相替代.因此,壹個力跟它的分力是壹種等效替代關系.力的合成遵循平行四邊形法則,那麽它的逆運算力的分解,同樣也遵循平行四邊形法則。
4.探究力的分解的多樣性
教師在預備的學案裏讓學生自主探究:已知壹個力的大小,方向,用平行四邊形法則進行分解的.如果沒有兩個方向這壹條件的限制,僅僅知道壹個力的大小和方向,能否進行分解呢?如圖2所示,沒有限制的情況下,同壹條對角線可以作出多少個平行四邊形?學生通過自主探究得出結論。
教師用多媒體再次演示二維動畫效果的圖像,讓學生深刻、直觀地感受到力的分解的多樣性。也可以說力的分解的答案是不確定的。
教師適時設問過渡到下個環節教學:既然沒有限制,可以將壹個確定的力分解為無數對大小、方向不同的分力。那麽壹個已知力究竟應該怎樣進行分解呢?
在具體問題中,為了使力的分解有意義,對壹個已知力可根據這個力產生的實際效果來進行分解的。那麽,在實際應用中怎樣分已知力呢?從之前的例子可以看到,我們是按拉力對實際作用效果來分解的.這種根據力的作用效果來判斷方向的方法有沒有普遍意義呢?
教師繼續追問:力的作用效果有哪些呢?
學生回憶:發生形變和改變物體的運動狀態,所以我們也是從這兩個角度去找到力的實際效果。
(二)解決問題——如何進行力的分解
情景壹:對斜向上拉力的分解
回歸剛才的物理問題,明確情景壹,如何分解斜向上的拉力。並在具體問題中講授力的分解的壹般方法。
1.學生嘗試分解力
如圖所示,放在水平桌面上的物體受到斜向上方F拉力的作用,拉力F與水平方向成θ角,請思考:應如何分解拉力F?
學生拿出學案,嘗試著做出兩個分力的方向、平行四邊形。可以讓幾個學生到黑板前畫圖,並用直角三角形的知識,求出兩分力的大小。作圖過程中,教師要指導學生學會作圖的規範性,如:必須尺規作圖、畫圖比例要適當,實虛線要標清,力的三要素表示清楚。
2.教師講授力的分解的壹般方法(可將拉力和推力壹起分析)
教師將正確地規範地完成壹次做圖過程,並再次提醒學生在做圖過程中要註意的細節教師講授力分解的壹般方法。由於這個斜向上的物體產生了兩個效果:水平方向拉物體的效果(相當於F1)以及豎直方向提物體的效果(相當於F2)。根據這兩個實際的作用效果,這個斜向上的力的兩個分力方向就可以確定為水平方向和豎直方向。所以,方法是(1)根據力的作用效果確定兩個分力的方向;(2)作平行四邊形;(3)計算分力的大小。
3.從物理到生活,解決生活中的實際問題
高中物理《力的分解》教學設計其實,在日常生活和生產實際中,有很多運用力的分解的實例,在本設計中特別註重培養學生運用知識解決實際問題的能力,重慶是享譽國內外的“橋都”。在橋梁設計中就廣泛應用了力的分解的知識。比如,我們熟悉的大佛寺大橋、雙碑大橋、東水門大橋、以及石門大橋等,這些跨江大橋兩邊是壹排排的斜拉繩索。教師設問引導學生思考:斜拉繩索起到什麽作用?是裝飾作用還是蘊含著物理原理呢?
學生小組討論並分析出斜向上的拉力產生水平向右拉的分力和豎直向上的分力。教師進壹步解釋:原來這些斜索並非是為了裝飾,它負責著吸收和分散橋面的壓力,以壹根繩索為例,在索塔的牽引下,它產生了斜向上的拉力,根據力的分解的原理,水平方向的分力會與對稱繩索的水平分力抵消,而豎直分力會減輕橋面對下方橋墩的壓力。同時索塔兩側的對稱分布的斜拉索,對索塔產生壹對對沿斜拉索方向的對稱拉力,由於力的合成的原理,合力豎直向下,最終橋面主梁的重力最後傳給了索塔下面的橋墩。因此承載重大,外觀美麗的斜拉橋也成為重慶的景觀之壹。
情景二:對斜面上物體重力的分解
1.展示圖片,再現情景
教師通過圖片展示幼兒園滑梯,設問引導學生思考:幼兒園滑梯為什麽要設計得比較陡?
把問題簡化為,把壹個物體放在斜面上,斜面的傾斜角為θ,物體受到豎直向下的重力G,這個重力將對物體產生什麽樣的作用效果,應如何分解重力G?
高中物理《力的分解》教學設計2.實驗探究,親身感受
演示實驗:教師將重物放於壹個斜面上,提醒學生註意觀察。
學生發現重物使斜面彎曲形變及物體下滑。
高中物理《力的分解》教學設計學生實驗:在水平伸出的手掌上放壹本書,然後使手傾斜,書下滑。
學生描述除感到手掌受到壓力外,還明顯感到書在沿手掌下滑,說明書所受的豎直向下的重力只產生了壹個使它緊壓手作用效果.當手掌傾斜時,書對手掌的作用效果類似於置於斜面上的物體對斜面的作用效果,我們除感到手掌受到壓力外,還明顯感到書在沿手掌下滑。
根據教師的演示實驗及學生的體驗活動,學生在學案上對斜面上物體的重力進行分解,通過重力的作用效果找到兩分力的方向,並根據平行四邊形法則並結合直角三角形的知識,求出兩分力的大小,學生以小組為單位,指出錯誤的和不規範的受力圖,壹起總結。最後教師再次規範地演示壹次做圖過程,再次提醒學生在做圖過程中要註意的細節。並深入討論:傾角θ增大兩個分力將如何變化?
3.解決實際問題
高中物理《力的分解》教學設計課件展示:公園的滑梯和螺旋狀的盤山公路。
幼兒園滑梯為什麽要設置得比較陡?因為θ越大,分力Gsinθ就越大,滑梯上的人就較容易下滑,滑得快。蜿蜒的盤山公路是減小傾角,使沿斜面向下的分力減小,車輛上坡比較容易,下坡比較安全。教師引導學生理解在實際問題中壹個力往往有多個作用效果,按力的作用效果進行分解可以指導我們增強或減弱它的某種作用效果,以利於我們的生產和生活。所以在實際問題中常按力的作用效果分解。
情景三:對三角形的懸掛結構中豎直拉力的分解
1.展示圖片,創設情境
塔吊是建築工地上最常用的壹種起重設備,鉤上掛材料後,豎直繩的拉力會對平衡臂及平衡臂拉繩產生什麽效果。教師通過多媒體展示施工工地用的塔吊裝置圖片。
塔吊模型其實就是物理上的三角形的懸掛結構,三角形的懸掛結構中豎直拉力F會產生哪些作用效果?
高中物理《力的分解》教學設計高中物理《力的分解》教學設計
2.小組探究,
小組活動1:學生利用手、筆、細線套、鉤碼、木棍、重物等器材模擬三角結構,設計實驗進行體驗,感受力的作用效果。懸掛鉤碼後產生的拉力會產生什麽作用效果,如何該分解這個力。
小組活動2:每兩個學生壹組,在原座位上,用右手(或左手)叉腰,另壹人向下拉他的肘部,如上圖8所示,然後兩人交換,體會拉力對手臂產生的兩個作用效果。
學生小組交流討論。這幾個實驗都證明,豎直向下的拉力對兩桿件產生了沿桿方向的兩個作用效果,使上桿受拉,下桿受壓.因此,這個拉力F可以沿上述兩個方向分解為兩個分力F1和F2。當然,作這樣的分析是在不計兩桿重力情況下作出的。我們可以用F1和F2去等效地替代拉力F對支架作用。
教師引導學生進壹步認識到,究竟怎樣分解壹個已知力,要從實際出發,具體問題具體分析.根據已知力產生的實際作用效果,確定兩分力的方向,然後應用平行四邊形法則加以分解,是壹種重要的方法。
情景四:破解繩斷之謎
細繩下所掛物體的重力會產生什麽作用效果?對該重力分解時,分力大小與什麽有關?
學生通過按照力的作用效果對重力的分解發現,兩分力夾角越大,則分力越大。
(四)方法規律總結
其實物理並非抽象晦澀,它就在我們身邊,與生活緊密相關,就像這節課學習的力的分解,看似概念簡單,但是卻解決了生活中的很多難題,同學們要主動觀察,善於思考,勇於探究,為將來的創新打下的基礎。
同學們,物理就在我們的生活中,只要我們留心觀察,就能感受到物理知識的奇妙和勞動人民的智慧。這裏我為同學們收集了壹些我們身邊的畫面。(圖片最後停在拉鏈的圖片)拉鏈是大家非常熟悉的東西,其實它可以歸入本節課學習的斜面模型。
同學們,讓我們放慢腳步,多去觀察、思考、感悟身邊的物理世界。
篇二壹、教學目標
通過演示與講解,讓學生對物理學有大致的了解:了解物理學研究哪些問題;了解物理學與其他科學和技術的關系;了解物理學對人類文明所起的作用。通過讓學生課後討論、寫讀後感的形式,理解為什麽要學習高中物理以及怎樣才能學好高中物理,為今後深入學習作好思想準備與方法準備。
二、教具
計算機、大屏幕、投影儀。
三、教學過程
自我介紹。祝賀同學們升入高中階段學習。我很高興能教妳們的物理課,我願意和大家壹起努力,為實現妳們的理想目標而同甘***苦。第壹節物理課是緒論課,題目是:物理學與人類文明。主要講三個問題:壹是了解物理學研究哪些問題;二是了解物理學與其他科學和技術的關系;三是了解物理學對人類文明所起的作用。
1、物理學
物理學是壹門自然科學。它起始於伽利略和牛頓的年代。經過三個多世紀的發展,它已經成為壹門有眾多分支的、令人尊敬和熱愛的基礎科學。
在遠到宇宙深處,近至咫尺之間,大到廣表蒼穹,小到微觀粒子的浩瀚而又精細的時空中,物理學研究物質存在的基本形式,以及它們的性質和運動規律。物理學還研究物質的內部結構,在不同層次上認識物質的各種組成部分及其相互作用,以及它們運動和轉化的規律。因此,說物理學是關於“萬物之理”的學問並不為過。
物理學是壹門實驗科學,也是壹門崇尚理性、重視邏輯推理的科學。由於自然界並不自動地展現其背後的本質、規律和內在聯系,所以物理學又是極富洞察力和想像力的科學。在物理學研究中形成的基本概念和理論、基本實驗方法和精密測試技術,已經越來越廣泛地應用於其他學科,進而極大地豐富了人類對物質世界的認識,極大地推動了科學技術的創新和革命,極大地促進了物質生產的繁榮與人類文明的進步。
2、物理學與其他科學
物理學的發展,促進了技術的進步,引發了壹次又壹次產業革命。現代物理學更是成為高新科技的基礎。
通過大屏幕,投影教材上的圖片(圖0-1到圖0-8)、或播放有關視頻、課件(《神奇的太空使者》)。
通過這些精彩的圖片、視頻或課件,讓學生初步了解物理學與其他學科的密切關系,激發學生的學習熱情。
3、物理學與社會進步
物理學的發展孕育了技術的革新,促進了物質生產的繁榮,改變了人類的生產和生活方式,推動了社會進步。
通過大屏幕,投影教材上的圖片(圖0-9到圖0-11)、或播放有關視頻、課件。
通過這些精彩的圖片、視頻或課件,讓學生初步了解物理學的發展對社會進步的巨大影響,從而激發學生的學習內動力。
4、物理學與思維觀念
物理學極大地豐富了人類對物質世界的認識,也改變和擴展著人類的思維方式。物理學的每壹個重大進展,都是人類思維觀念進步的偉大階梯。
通過大屏幕,投影教材上的圖片(圖0-12到圖0-14)、或播放有關視頻、課件。
通過這些精彩的圖片、視頻或課件,讓學生初步了解物理學的發展對人類思維方式的巨大影響。
5、物理學的未來
引導學生閱讀教材第7頁到第8頁內容,讓學生體會到物理學的發展永遠不會止步,當前還有許多困擾物理學的難題。讓學生體會到,作為年輕的壹代,肩負著建設祖國、為國爭光的歷史重任,從而激發他們的學習熱情,為了科學事業的發展,為了建設社會主義強國而奮鬥!
四、布置作業:
認真閱讀課本,寫出自己的感想,說明為什麽要學習高中物理?怎樣學好高中物理?
參考要點
1、什麽要學習高中物理?
①使人能適應現代社會的需要
今天的社會,科學技術已經成了生活與生產的基本要素。科學技術在各個領域全面普及,並且以前所未有的速度飛速發展,人要想適應現代社會,必須學習科學技術。普通勞動者對物理知識的需求已經遠遠超出了高中物理知識的範圍。
物理的學習還使人們能以合格公民的身份對與科學技術相關的社會重大政治、經濟問題發表自己的意見,發揮自己的作用。
物理學的發展也直接影響人們的家庭生活,使衣食住行的方式不斷趨於現代化。家用電器的品種越來越多,城市家庭電視與電話已經普及,電腦開始進入家庭,有的還上了網。
②使人能夠進壹步學習
大多數專業的學習都要以壹定的物理知識作為基礎,這是因為物理學的研究內容最為廣泛,應用範圍最為普遍。物理學習是人們從事進壹步學習的必要準備。壹個人的物理學習水平決定了他在什麽層次上開始某門科學技術的學習,也會顯著影響到他今後學習的水平。正因為如此,各大學理工科招生時,都把考生的物理成績高低作為錄取與否的重要依據。
③使人的素質得到顯著提高
學習的根本目的在於提高人的素質。通過物理學習,人的文化素質、心理素質和思想素質都會有顯著的提高。
物理學是人類文化的重要組成部分。它的觀念、理論和方法,已經滲透到人類文化的各個方面。學習物理將大大增加人們頭腦中的知識總量,促進大腦提高認識世界的廣度和深度,這樣就提高了人的文化素質。
物理學是壹門十分吸引人而又比較難學的學科,它既使學習者感到極大的樂趣,又需要學習者付出艱苦的努力。學習物理能使人的智力因素和非智力因素得到發展,增強人的活動效率和自身的調控,這樣就提高了人的心理素質。
物理學中充滿著活的唯物辯證法。學習物理就必須接受它內含的思想與觀念,使我們受到辯證唯物主義的熏陶。學習物理可以培養壹絲不茍、精益求精的科學態度,實事求是的科學品質,熱愛大自然的積極情感,這樣就提高了人的思想素質。
總之,在壹個人的成長過程中,學習物理是完全必要的,我們要認真學好高中物理課程。
2、怎樣才能學好高中物理?
①認真閱讀,學會自學
學好物理,要認真閱讀物理課本。物理知識全在課本中。重要的概念和規律都用黑體字標出,其中每個詞語都經過科學家的反復推敲,必須逐字逐句加以理解。閱讀課本時,要抓住關鍵詞語,弄清語句間的邏輯順序和因果關系,領會文章段落所表達的物理內容,掌握課本敘述物理問題的表達方法。學習物理不能滿足於閱讀課本,還要自學大量的課外讀物與科普期刊。
自學能力是人的素質的重要組成部分。很多科學家是自學成才的典範,他們大部分知識是經過自學獲得的。自學能力表現在自己會認真閱讀、會獨立思考、會查找資料,自己能解決壹些疑難問題。自學能力是壹個人能獲得知識、能理解與運用知識的基本保證。同學們上高中要增強自學意識,學會自學,對學好高中各門學科都非常有利。
②認真聽講,獨立思考
學好物理,上課要認真聽講。老師經過大學本科四年的培養,又經過多年教學實踐的磨煉,註意學習老師提出問題的思路和解決問題的方法,這是多快好省掌握知識的捷徑。要在老師的引導下,積極思考問題,主動參與教學過程。教得好不好,主要在老師;學得好不好,主要在自己。俗話說:“師傅領進門,修行在自身。”這個“修行”的功夫要下在“獨立思考”上。獨立思考就是要善於發現問題和解決問題。不會提問的學生,不是學習好的學生。有壹位乘火車去旅遊的中學生,當他註視窗外的遠景和近景時,發現看到的遠處村莊好像是向前運動,而近處的樹木則好像是向後運動。他想,按照相對運動的觀點,無論是遠處的村莊還是近處的樹木都應向後運動,為什麽觀察到的現象與學過的物理知識不符呢?經過他反復的獨立思考,他終於自己找到了答案。
③做好實驗,做好練習
學習物理,要認真做實驗、認真做練習。實驗(演示實驗和學生實驗)是學習物理的出發點;練習(測驗和作業)是學習物理的落腳點。兩者是認識過程的兩個階段。前者是從生動直觀到抽象思維的第壹個飛躍;後者是從抽象思維到實踐的第二個飛躍。學好物理,兩個飛躍缺壹不可。通過實驗課,獲得感性認識,提高實驗技能;通過習題課,提高解題能力,掌握思維方法。這對學好物理有重要意義。這兩方面需要註意的問題,在今後的實驗課與習題課上還要專門分別詳細地講。
教學體會:
1、萬事開頭難,緒論課難上。但是上好了,作用很大。能使學生喜歡妳教的這門課,調動起學習的積極性和主動性,為今後的學習打好基礎。良好的開端就是成功的壹半,所以多下功夫備好緒論課是值得的。緒論課的教學內容不必拘泥於課本的具體敘述,可以根據教師自己的經驗和學生的具體情況,靈活地組織教學。選材既要能說明物理學的發展對人類進步的影響,具體生動、聯系實際,又要能體現編者的意圖和課本的精神。
2、緒論課的教學目的主要是,讓學生作好學好高中物理的思想準備和方法準備。所謂思想準備,就是使學生產生學習高中物理的濃厚興趣和積極願望,樹立正確的學習目的。所謂方法準備,就是使學生懂得學好高中物理的基本方法,改進自己的學習方法,適應高中階段的學習要求。高中物理比初中物理在程度和要求上有很大的提高,學生剛開始學習,往往感到困難,不能適應。因此緒論課要給學生壹些學習方法的指導,增強學好物理的信心。但是,怎樣學好物理的問題,緒論課只是開個頭,隨著學習的深入,還要結合學生的實際問題講,才能收到良好的效果。