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视频标签:力的合成和分解
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视频课题:高中物理部编版新教材课堂教学优质课比赛必修一第三章《3.4 力的合成和分解》冯(阜阳)
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高中物理部编版新教材课堂教学优质课比赛必修一第三章《3.4 力的合成和分解》冯(阜阳)
人教版必修1第三章第四节
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力的合成和分解
1、教材分析:
(一)、教材内容分析
本节是新版人教版高一物理第三章第四节内容,相对于老版教材本章有很大改动,课程的设置更能体现物理核心素养。学生学习了重力、弹力、摩擦力及牛顿第三定律,已初步掌握对简单受力物体的受力分析,要确定物体受共点力作用下的运动状态就需要学习本节知识《力的合成和分解》。学生在初中只学习了简单的共线二力合成,忽然接触到本节的不共线二力合成时要由平行四边形定则进行合成,合成方式比较抽象,给学生的学习造成一定的困难为了锻炼学生的协作能力、动手能力和思考问题能力,本节课要求学生共同参与实验。
(二)、教学对象分析:
学生刚进入高中,其学习方法还停留在主要靠记忆的学习方式,所以在这一时期我们的教学不仅仅是知识的传授,还要注意教会学生学习物理的学习方法和培养学生学习物理的兴趣。
(三)、教学环境分析:
本节即进行了探究性实验也进行了验证性实验,实验要求学生参与还要让每一个学生看清实验的每一个细节。运用教学平板实时传送课件,把合成时的规律及合力与分力间关系非常直观的展现出来,利用手机授课助手把学生的实验过程投放到教学平板上供学生相互参考。学生认为难以理解比较抽象的地方理解起来就变得很简单了。在验证平行四边形定则阶段用手机投屏技术把学生画出的力的图示显现在屏幕上对比讲解,这样操作可以达到面批面改和让学生共同参与纠错的双重作用。最后用力传感器再次验证平行四边形定则,使学生坚信定则的正确性。
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教学目标:
(1)、理解力的合成、合力和分力的概念
(2)、掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力
(3)、通过实验、自主探究平行四边形法则,了解物理规律的形成过程和等效思想的运用
(4)、理解力的分解的概念,理解力的分解是力的合成的逆运算,会用平行四边形定则和三角形定则解决矢量的运算问题。
3、教学重点:
(1)理解分力、合力、力的合成和分解的概念。(2)实验探寻平行四边形法则
4、教学难点:
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引导学生实验探寻平行四边形法则,用作图法求合力;
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合力与分力的关系。
5、教学方法:教授法、实验法、演示法
6、教学用具:多媒体器材、智慧课堂套件(C30智能教学软件,学生教学平板)、力的合成和分解演示套件(力传感器,电脑主机,圆盘,钩码等)、橡皮筋、轻质小圆环、圆筒测力计、细线、学生直尺、量角器、铅笔等
7、课时安排:2课时
8、教学流程:
9、教学过程:
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教师活动预设 |
学生活动预设 |
设计目的 |
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一、导入新课
如图,两位学生分别用F1、F2两个力把重物慢慢提起。然后缓慢向两侧移动,让学生感受力的变化。一位学生用力F提起重物,感受重物的重量。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果相同,他们之间有什么关系呢?
二、新课教学
师:刚才仅时两位学生的亲身体验,下面老师想让每一位学生都等体验到,请同学们利用桌面的实验器材模拟刚才的场景做实验。
学生实验一:
1、验证F1、F2与竖直方向的夹角越大,力越大;
2、任意选择某一静态记录F1、F2的大小,定性判断F1、F2和F之间的大小关系。
小组反馈实验结果
分析:力F1和F2共同产生的效果与力F产生的效果相同,在等效思想的指引下解决问题:有一物体原来静止,某时刻受到五个力的作用,大家知道它向哪个方向运动吗?如果我们能够找到一个力F在作用效果相同的前提下来去代替那五个力问题就迎刃而解了。
引入合力和分力的概念。
等效替代
合力 分力
课件演示:生活中的现象体现等效的思想。引入共点力的概念,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。
强调:已知分力求合力的过程是力的合成
已知合力求分力的过程是力的分解
现阶段我们只研究几个共点力的合成。
复习提问:同一直线的两个力的合成
F1、F2在同一直线上的情况:
同向:F=F1+F2
反向:F=F1—F2(F1>F)
互成角度的的两个力如何合成呢?
合力的大小方向与两个互成角度的分力大小方向有什么关系呢?请同学设计实验来研究这个问题。
为学生提供实验器材:共点力的合成与分解实验仪,带有细绳套的橡皮筋,圆筒测力计(两个),学生直尺,白纸,磁铁,铅笔等
教师指导:设计实验要解决的问题:
1.如何实现合力与分力作用效果相同
2.力的大小和方向如何得到?
3. 怎样描述力的大小和方向?
利用教学平板推送任务:
结合课文内容以及实验原理补充实验步骤,
在任务单上作答并通过教学平板上传作答结果。
手机投屏对两份照片对比讲解
学生汇报设计方案:
学生分组实验:
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手机同屏学生的实验过程
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两组学生做F1、F2夹角为锐角的情况,四组学生做F1、F2夹角为钝角的情况。完成实验步骤1-4.
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请两位学生上台同步做实验。
教师分析实验数据,提出猜想:F1、F2为邻边的平行四边形的对角线为合力F。
提出问题:如何验证你的猜想?
以F1、F2为邻边画出平行四边形 ,并画出对角线F比较F与F′的 大小和方向 ,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则.
师:经过前人很多次的、精细的实验,最后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示F1、F2的合力。
结论:在实验误差允许的范围内,力的合成遵循平行四边形定则
平行四边形定则:
用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定则。
运用平行四边形定则解决新课导入时的问题:两力的夹角越大,力越大。
引导学生画出平行四边形直观得到结论。
手机同屏拍照上传对比讲解。
利用力传感器再次验证平行四边形定则的正确性。
师:如果先一个测力计拉后两个测力计拉,就是什么过程?
小结:
这节课主要学习了力的平行四边形定则,要求会用作图法求两共点力的合力。
学生游戏:四位男生对拉绳,一位女生从中间拉动细绳,结果四位男生都移动了位置。 |
两位学生感受力的变化,其他学生观察
通过动手实验体会到F1、F2与竖直方向的夹角越大,力越大,F1和F2的和大于F。
不知道
学生思考并回答
学生小组讨论并回答:
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使两次橡皮筋的结点处于同一位置。
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用测力计得到力的大小,用细绳得到力的方向。沿着细线点两个点,两点确定直线。
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画力的图示描述力的大小和方向
学生分组讨论设计实验方案
(1)把放木板固定在黑板上,用磁铁把白纸固定在塑料板上。
(2)用图钉把带有细绳套的橡皮条一端固定在A点,结点处于自然状态
(3)用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达O点。让学生记下O的位置,记下F1、F2的力的大小。
(4)再用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到O,读出弹簧秤的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F1、F2和F的力的图示。
(5)用三角板以F1、F2为邻边作平行四边形,比较对角线和力F。
学生分组讨论并反馈结果。
展示学生实验数据
学生画平行四边形解决问题
学生观察教学屏幕
力的分解
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初步了解等效的思想
以真实的实验数据激发学生探究合力与分力关系的欲望
学生对作图法和公式法有感性认识
让学生体验物理探究问题的设计实验的环节,培养学生主动探究的意识。
以学生实验代替演示实验,让学生亲自参与进来,可以有效地调动学生学习的积极性,同时对于合力和分力的“等效性”也理解更为深刻,提高了学生的动手能力
分析实验数据培养学生处理数据的能力
激发兴趣,引入下节课内容力的分解 |
板书设计: 1.一个物理思想 2.一个定则 3.两种方法
10、作业:课本后的2,3,5题
11、教学札记:
从上课结果来看,用教学平板让每一个学生都能看清课件的流程和内容,能用一节课的时间很好的掌握作图法求解合力。在我看来,多媒体辅助教学的重点不在于我们用的设备有多先进,做的课件有多复杂,重点应该在于我们应该考虑怎样利用已有的多媒体设备,充分发挥这些设备的功效,把常规课不好表达或者不能表达的知识用学生容易理解容易掌握的形式表达出来。
由于本节知识容量很大,一节课让学生掌握全部知识比较困难,所以有必要第二节课再补充“几何法求合力”、“标量和矢量”、“合力随分力及分力夹角变化情况”等知识。在第二节课教学重点设为几何法求解合力及力的分解方法。
任务单
实验二:探究两个互成角度的力的合成规律
一、实验仪器
方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳、轻质小圆环、三角板、刻度尺、夹子(若干)、铅笔.
二、实验原理
1.合力
F′的确定:一个力
F′的作用效果与两个共点力
F1与
F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点,则
F′为
F1和
F2的合力.
2.作出
F1和
F2以及合力
F的图示,猜想求合力的方法。
3.
4.
三、实验方法:等效替代法
四、实验步骤
1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上
A点,在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环.
2.用两个弹簧测力计分别钩住小圆环,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某位置
O,用铅笔描下结点
O的位置和拉线的 ,并记录两弹簧测力计的读数.
3.用一个弹簧测力计拉橡皮条,将结点拉到 ,记下弹簧测力计的读数和拉线的 .
4.如图乙所示,利用刻度尺和三角板,按适当的比例作出用两个弹簧测力计拉时的拉力
F1和
F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力
F′的图示.
5.以
F1、
F2为邻边画出 ,并画出对角线
F如图丙所示,比较
F与
F′的 ,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形
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