《力的合成》教學設計

時間：2022-06-12 10:32:58 教學設計我要投稿

《力的合成》教學設計

　　在教學工作者實際的教學活動中，編寫教學設計是必不可少的，教學設計一般包括教學目標、教學重難點、教學方法、教學步驟與時間分配等環節。你知道什么樣的教學設計才能切實有效地幫助到我們嗎？下面是小編收集整理的《力的合成》教學設計，希望能夠幫助到大家。

《力的合成》教學設計

《力的合成》教學設計1

　　【教學目標】

　　1知識與技能

　　（1）能夠從力的“效果”角度理解合力與分力的概念；

　　（2）掌握力的平行四邊形定則，知道它是合成力的基本定則，學會初步運用平行四邊形定則求合力；

　　（3）會用作圖法求解兩個共點力的合力；并能意識到其合力隨夾角是變化的。

　　2過程與方法

　　（1）能夠通過實驗探究歸納出互成角度的兩個共點力的合成遵循平行四邊形定則；

　　（2）體會等效代替的思想方法，參與實驗探究過程，培養學生動手操作能力和協作能力；

　　（3）培養學生設計實驗、觀察實驗現象、探索規律以及歸納總結問題的能力。

　　3情感、態度與價值觀

　　（1）培養學生的物理思維能力和科學研究的態度。

　　（2）培養學生熱愛生活、事實求是的科學態度，激發學生探索與創新的意識。

　　（3）培養學生合作、交流、互助的精神。

　　（4）讓學生樹立科學探究中大膽猜測，嚴謹求證的科學思想。

　　【重點難點】

　　重點：滲透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四邊形定則的發現與深刻的理解。

　　難點：①實驗的設計；②平行四邊形關系的發現；③從“代數和”思維到“矢量和”思維的跨越。

　　突破方法：讓學生自己動手實驗，自己將結論得出。

　　【教學方法】

　　為了體現新課程所倡導的教學理念，在教法上，采取以學生為主體，以問題為中心，以教師為引導，以小組的合作為主要方式，讓學生進行簡單的實驗設計，親身體驗科學實驗探究的過程。為了讓學生更好地體驗科學研究的方法和過程，發展自主學習能力，培養良好的思維品質，強化小組交流與合作意識，淡化機械式訓練，摒棄灌輸式教學；教師一定要把握好自己的角色，是適時適度地“引導”和“參與”，決不能搞型式化的探究。在以往的教學中，課堂教學實施往往過于注重知識傳授傾向，學生被動地接受，很難從多方面培養學生的綜合素質。

　　【教具準備】

　　多媒體課件、電子白板，彈簧秤，橡皮條，刻度尺，細線等。

　　【課時設計】

　　本節課計劃用兩課時學完。本節為第一課時

　　【教學環節】

　　新課的引入

　　[教師活動]多媒體展示簡單的問題1+1在什么情況下不等于2，激發學生學習的激情，之后再講“曹沖秤象”的故事，提水問題。引出等效思想的理論。

　　[學生活動]讓學生自己分別用一只手和兩只手拿桌子上的物體感受等效的思想。

　　[教師活動]引導學生理解合力與分力等效代替的關系，得出合力和分力的概念。并復習提問初中學過的同一直線上求兩個力的合力的問題：（兩種情形，分力同向和反向時）并引導學生用“等效替代”的思想去理解這兩種情形，然后再拋出“兩個互成角度的分力與其合力有什么樣的關系呢？”“合力是否等于兩分力大小之和或之差呢？”也可以讓學猜測“合力的大小在什么范圍內？”。引導學生設計實驗用“等效替代”的思想靠測量的方法先去找到兩分力與合力，并將它們表示出來，然后再探究它們之間的關系。

　　指導學生實驗設計中應注意的一些問題

　　（1）問題的提出：兩個互成角度的共點力與其合力有什么樣的關系？

　　（2）設計實驗時應注意的問題：

　　①用什么方法找分力與合力，實驗中應怎樣實現分力與其合力產生的作用效果相同？

　　②如何知道力的大小？如何確定力的方向？

　　③實驗中需要記錄哪些數據？怎樣可以更直觀簡潔地同時描述力的大小和方向？

　　④該實驗中可能出現誤差的原因有哪些？你該如何處理？

　　進行實驗

　　[學生活動]

　　四個或六個學生為一小組進行分組實驗。

　　[教師活動]

　　在旁巡查，適時加以指導，實驗時要分布引導學生注意以上4個問題。引導學生按書中的建議把合力的箭頭和兩分力的箭頭連接起來，再看看這些圖形有什么共同點和不同點。引導學生利用現有的實驗結果大膽地提出科學合理的猜想──滿足平行四邊形定則，再讓學生變化角度實驗，驗證猜測。

　　對實驗結果進行分析與評估并歸納得出結論

　　[學生活動]學生通過實驗探究確定了兩個分力與合力，并且用力的圖示將它們表示出來后，到講臺上展示交流實驗中得到的圖形，并思考歸納、總結本實驗探究的結論。學生探究到的合力與分力之間的關系可能只是一個近似的平行四邊形，也可能是一些其他圖形。

　　[教師活動]

　　總結說明：多數組得到了平行四邊形這很好，對于沒有得到平行四邊形的，也要尊重實驗，實事求是。教師要特別說明：即使今天我們所有組都得到了平行四邊形規律，就一定能說明分力和合力滿足平行四邊形定則嗎？在科學探究中這樣做可嗎？（學生能意識到這樣做不妥）

　　[教師活動]

　　總結說明：因為我們只做了有限的幾組實驗,就得出結論。這當然不可取！科學探究往往要通過不同情況下的對大量實驗數據的分析論證才能得出具有普遍意義的科學規律，有時還需要通過理論證明才能加以推廣。而我們這節課只做了有限的實驗，其實兩分力和合力的關系滿足平行四邊形定則，早就被科學家證實了，大多數同學得到這個結論，而少數同學未能得到，那是因為實驗中出現了問題，可能是實驗誤差（讀數誤差、作圖誤差、系統誤差），甚至是操作上的錯誤。請學生下課后分析造成的原因。事實證明不僅力的合成滿足平行四邊形定則，所有的矢量合成都滿足。讓學生返回到前面學習位移時的幾個問題，用平行四邊形定則重新看待那些問題。

　　例題分析

　　教科書中的例題比較簡單，但學生在作圖時常常不規范，教師要強調學生注意

　　1．合力，分力要共起點，虛線，實線要分清。

　　2．合力，分力標度要相同，作圖要準確。

　　3．對角線要找準，不要忘了方向。

　　讓學生再思考

　　思考分力一定時，隨著夾角的增大合力如何變化？提出引體向上的例子，然后觀看動畫，讓學生總結得出合力與分力間夾角θ關系：

　　學生討論以后通過多媒體動畫演示，讓學生總結得出以下結論：

　　合力與分力間夾角θ關系：

　　①θ＝0°時，即F1、F2共線同方向：

　　F合＝F1＋F2?合力方向與兩個力的方向相同

　　②θ＝180°時，即F1、F2共線反方向：

　　F合＝｜F1－F2｜合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同。

　　③夾角θ越大，合力就越小：

　　F合隨F1和F2的夾角增大而減小

　　④合力的取值范圍：｜F1－F2｜≤ F合≤ F1＋F2

　　⑤ F合可能大于、等于、小于F1、F2

　　小結

　　先讓學生自己小結，老師在黑板上出示小結提示，補充和糾正學生的不足之處。

　　【布置作業】課后練習1,2小題。

　　【板書設計】

　　5.1力的合成

　　一、合力、分力、共點力

　　1．合力、分力、共點力的概念

　　二、力的合成

　　1．求幾個分力的合力叫力的合成

　　2．同一直線上的兩個力的合成

　　同方向：合力的大小等于兩分力大小之和，合力的方向與任意一個分力方向相同。

　　反方向：合力的大小等于兩分力大小之差，合力的方向與較大的分力方向相同。

　　3．互成角度的兩個力的合成滿足平行四邊形定則，即以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作出平行四邊形，這兩個鄰邊之間所夾的對角線就代表合力的大小和方向。

《力的合成》教學設計2

　　一、教學內容分析

　　《力的合成》是人教版《物理》（必修1）第三章第四節的內容。通過本節課的學習，學生將明確兩個力同時作用在物體這一問題的處理方法。在這節課的學習中，等效替代的思想在建立概念、尋求合力與分力關系的過程中被深度應用; 平行四邊形定則是矢量運算普遍遵循的法則，而矢量運算貫穿高中物理始終，用“圖形”表示物理量之間關系的方法，對學生而言是一個新方法。因此，該節在教和學兩方面都具有承前啟后的作用；其涉及的物理研究方法和實驗方法在高中物理中具有典型性，并使學生進一步認識到物理實驗、物理模型、數學工具在物理學發展過程中的應用；采用自主、合作、探究等新型的學習方式，有助于培養學生的自主探究能力、訓練嚴謹細致的科學態度和精神，提高學生的科學素養，促進學生全面素質的和諧發展。

　　二、學生學習情況分析

　　在學習本節課之前，學生已經學習了力、重力、彈力、摩擦力等力的概念，對“力”有了較為深刻的理解和認識；同時，通過位移、速度和加速度等矢量的學習，對“矢量”也有了初步的認識。這為本節課的學習提供了基本的知識儲備。然而，腦中根深蒂固的標量運算對學生學習力的合成而言，是一種負遷移，對力進行合成時，照搬標量運算的方法來應付，而矢量運算使用的平行四邊形定則，對于學生初次學習而言比較抽象，且涉及幾何和三角等數學知識，感覺有難度。學生在初中所學的二力平衡為標量代數運算，要想直接過渡到互成角度的力的合成遵循平行四邊形定則的矢量運算，思維階梯跨度較大，在認知水平上是一次質的跨越，很難要求學生一次轉化完成，這些都給本節課的教學帶來了困難。

　　三、設計思想

　　依據本校實際教學條件和新課程理念，在教學中實施中注重學生自主、合作、探究學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考，通過多樣化的教學方式，幫助學生學習。由于本節課比較抽象，但實驗比較直觀，易于得到實驗結論，我準備采用學生自主探究、合作交流、分組討論與教師講授相結合的方式進行教學。主要教學環節如下表：

　　環節

　　內容

　　作用

　　一

　　情景創設

　　建立共點力、合力與分力、力的合成的概念，體驗等效替代的`思想

　　二

　　設問：互成角度的兩個分立如何求合力？

　　提出探究活動的問題

　　三

　　學生探究活動

　　通過傳統實驗和DISlab數字實驗共同完成

　　通過探究，得出平行四邊形法則

　　四

　　實例分析，強化概念

　　初步應用平行四邊形，加深理解

　　四、教學目標

　　知識與技能

　　1、 SHAPE * MERGEFORMAT 理解合力、分力、力的合成。

　　2、理解合力與分力的關系是作用效果上的等效替代。

　　3、掌握平行四邊形定則的含義和使用方法，會用它求兩個分力的合力。

　　過程與方法

　　SHAPE * MERGEFORMAT 1、通過合力與分力概念的建立過程，體會物理學中常用的研究方法──等效替代法。

　　2、通過探究求互成角度的兩個力合力方法的過程，體會邏輯和實驗相結合的科學方法。

　　情感態度與價值觀

　　1、感受科學研究的樂趣和社會價值。

　　2、體會科學研究中合作、交流的重要性和必要性。

　　教學重點：

　　1、合力與分力的概念及其等效替代關系。

　　2、平行四邊形定則及其簡單應用。

　　教學難點：

　　平行四邊形定則的探究過程及其結論。

　　五、教學用具

　　1、實驗器材：木板、白紙、圖釘（若干）、橡皮條、細繩套（兩根）、彈簧秤（兩只）、三角板、鉛筆；

　　2、計算機、實物展示臺等多媒體輔助教學設備；DIS-lab設備；CAI課件

　　六、教學流程圖（略）

　　七、教學過程

　　教學環節

　　教學內容

　　設計意圖

　　引入新課

　　由曹沖稱象的故事引入

　　為學生更好地理解等效替代的思想

　　通過親身體驗感受合力和分立

　　學生活動：兩個女同學共同提起水桶和一男同學單獨提起水桶。

　　學生通過觀察，學會對信息的分析﹑加工

　　學習

　　相關

　　概念

　　結合以上實例，提出下面問題

　　問題1：兩位女同學兩個力的共同作用與男同學一個力的單獨作用，產生的效果相同嗎？ SHAPE * MERGEFORMAT

　　在學生回答的基礎上，教師加以分析總結：兩個女生的作用效果與一個男生的作用效果相同，因此，力是可以等效的。許多這樣的實例就表現在我們身邊，稍微留心便會發現。

　　學生學會對信息歸納總結。

　　在上面列舉的實例的基礎上，教師給分力與合力﹑力的合成下定義并板書。

　　1、分力和合力：如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同作用效果相同，這個力就叫做另外幾個力的合力，而那另外幾個力叫做這個力的分力。

　　2、合力和分力是一種等效替代的關系。求幾個力的合力的過程或方法叫做力的合成

　　SHAPE * MERGEFORMAT 進一步理解“等效替代”思想，為本節實驗設計的原理打下基礎。

　　提出問 SHAPE * MERGEFORMAT 題、猜想與假設

　　引導學生提出問題：既然合力與分力可以相互替代，那么它們之間存在什么關系呢?數學知識1+1 2是否可用于已知兩個分力求其合力呢？

　　請學生思考并提出自己的猜想。

　　老師的猜想：合力等于各分力之和？

　　大部分同學都認為老師的猜想不對，就此反問那你覺得應該是什么關系？你有什么方法推翻我的想法？你的猜想是什么？怎么 SHAPE * MERGEFORMAT 去驗證你的猜想？

　　敢于猜想和假設，

　　增強探索意識。

　　實

　　驗

　　探

　　究

　　讓學生思考應如何設計該探究實驗。

　　先投影實驗器材：方木板﹑白紙﹑彈簧秤（兩個）﹑橡皮筋﹑細繩 SHAPE * MERGEFORMAT 套（兩個）﹑鉛筆﹑三角板﹑刻度尺﹑圖釘（5個）。[ 明確探究問題：

　　1、如何求同一直線上的兩個分力的合力

　　2、如何求相互垂直的兩個分力的合力

　　3、如何求互成任意角的兩個共點力的合力

　　學習簡單的實驗設計。

　　[　　發揮教師指導作用。

　　共同協作，相互交流

　　增強動手操作能力。

　　（一）利用傳統實驗裝置探究力的合成

　　實驗小組同學相互討論﹑交流實驗設計的思路。

　　教師通過提問和利用儀器在黑板上演示分析，對實驗過程如何體現等效﹑如何記錄合力與分力的作用點﹑大小﹑方向的關鍵步驟進行指導。

　　第一步：請同學們利用等效原理，設計兩個分力與合力。先將合力﹑分力的三要素記錄下來。

　　第二步：根據記錄的信息，請確定分力與合力的作用線。第三步：請選定合適標度，根據實 SHAPE * MERGEFORMAT 驗記錄的數據作出分力與合力的圖示。

　　學生做實驗時，教師在旁巡查，適時加以指導。同時利用多媒體投影圖，對實驗中應該記錄的數據和如何處理這些數據進行分步引導。

　　學生通過實驗探究確定了兩個分力與合力，并且用力的圖示將它們表示出來后，教師在引導學生如何利用實驗得出的數據檢驗提出的猜想。

　　1、通過提問，教師靈活地幫助同學分析數據，先對不是本實驗結論的各種猜想進行檢驗﹑排除。

　　2、對符合本實驗結論的猜想的檢驗，教師先建議學生用虛線 SHAPE * MERGEFORMAT 將合力﹑分力的箭頭段連接，然后提問學生從連線中得到什么啟示。（學生回答）

　　3、請學生思考如何歸納﹑總結本實驗探究的結論。（學生自由發言，教師點評）

　　4、最后，教師在黑板上規范作圖。

　　對實驗進行總結：如果實驗做得十分精確，合力和分力間構成一個幾何圖形——平行四邊形。

　　理

　　解

　　和

　　拓

　　展

　　板書：

　　實驗結論：如果用表示兩個共點力的線段為鄰邊做一個平行四邊形，則這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，這個法則叫做平行四邊形法則。

　　（二）利用DISlab力的合成分解實驗器 SHAPE * MERGEFORMAT 驗證互成任意角 SHAPE * MERGEFORMAT 度的共點力的合力

　　提高分析問題能力和觀察能力

　　學會如何用物理語言進行表達的和概括。

　　評

　　估

　　和

　　交

　　流

　　實驗中，學生探究到的合力和分力之間的關系可能只是一個近似的平行四邊形，甚 SHAPE * MERGEFORMAT 至是一些其他圖形。請學生分析造成的原因，將自己的想法與其他同學交流。

　　請學生展示自己的作品，同時解釋 SHAPE * MERGEFORMAT 實驗中可能出現的實驗誤差，甚至操作上的錯誤。教師加以分析總結，其主要原因是存在：讀書誤差﹑作圖誤差﹑系統誤差。

　　增強分析和處理問題的能力，提高實驗技能

　　鞏

　　固[來源:Z#xx#k、Com]

　　應

　　用

　　通過DISlab力的合成分解實驗器，得出“合力的大小與分力的大小間無固定的關系”

　　討論：

　　1、“人多力量大”這句話對不對？是否全面

　　2、兩個一起提水桶為什么會不會比一個人更費力

　　2、引體向上運動時，雙手怎樣拉單杠才不感到費力

　　提高知識應用能力和自學能力

　　課堂總結

　　對本節課內容進行小結

　　知識回顧

　　課后作業

　　1、寫一份關于本節課的探究的實驗報告。

　　2、課后學案

　　鞏固知識，培養學習興趣

　　八、教學設計思想自我剖析

　　一、落實教學理念，以學生的發展為本

　　本節課基于“以學定教”的教學理念，采用了“情景——問題——探究——應用”的模式去組織教學，讓學生在情景中體驗、感悟中建立分力和合力的概念，通過參與探究來尋找合力和分力的關系，為學生的認知學習提供了有利條件。

　　二、創設情境，激發學生興趣

　　通過學生的參與活動，發生與學生預想不同或猜想不到的結果，引起認知沖突，激發起他們強烈的求知欲望。在后續的教學活動中，教師通過問題串的形式，引領學生進行分析探究，通過嚴謹的實驗探究量化研究過程，通過“圖形”表示物理量之間的關系。并且，在探究過程中，學生通過分工與合作來完成實驗的操作，因此對協作這種學習方式的體會也是本節課的目的之一。

　　三、傳統實驗與數字化實驗取長補短，相得益彰

　　傳統實驗通過橡皮筋的形變情況反映力的作用效果，其便于探究各種特殊的力的合成規律，同時也便于小組成員之間的分工合作，但是由于彈簧測力計的讀數非整數，為作力的圖示帶來了麻煩。但是傳統實驗在培養學生實驗的規范性和實驗技能方面，具有重要作用。而數字化實驗的最大特點是借助計算機和傳感器技術手段，能實時、定量表示出分力大小的變化，同步計算出合力大小不變的特征，但是它并不能直觀給出合力和分力滿足的平行四邊形定則的矢量關系，所以比較適合用于定量檢驗。

　　在組織教學過程中，要利用各類實驗的特點，共同突破學習中的思維難點，以謀求實驗效果的最大化。

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