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視頻標(biāo)簽：力的合成和分解
所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：高中物理部編版新教材課堂教學(xué)優(yōu)質(zhì)課比賽必修一第三章《3.4 力的合成和分解》周（安徽省淮北）
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高中物理部編版新教材課堂教學(xué)優(yōu)質(zhì)課比賽必修一第三章《3.4 力的合成和分解》（安徽省淮北市第一中學(xué)）
《力的合成與分解》教學(xué)設(shè)計
（第1課時）
【教學(xué)思路與設(shè)想】
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計的主旨是：呈現(xiàn)核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的物理課堂。
首先，通過節(jié)前問題結(jié)合生活實際，開門見山，認(rèn)識共點力，了解力的合成的必要性。接著從兩次拉彈簧的情境入手滲透“等效替代”的思想，進(jìn)而認(rèn)識合力與分力的概念，加深了學(xué)生對“等效替代”思想在解決問題及生產(chǎn)生活中實際問題的理解。
其次，通過實驗 “探究兩個互成角度的兩個共點力的合成規(guī)律”，讓學(xué)生理解力的合成與力的分解的方法，通過作圖尋找“作用效果相同的兩個力與一個力”之間的關(guān)系，經(jīng)過問題、證據(jù)、解釋、交流等環(huán)節(jié)，在思維碰撞中形成共識，得出平形四邊形定則。教學(xué)過程中立足學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，聚焦學(xué)生思維，問題的設(shè)計由易到難，由特殊到一般，層層遞進(jìn)，同時根據(jù)學(xué)生已有經(jīng)驗，充分利用實驗，造成認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、動手操作的能力，在合作、交流、討論中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。
在得出平形四邊形定則后，向?qū)W生介紹平形四邊形的發(fā)現(xiàn)史，讓學(xué)生了解物理學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)歷程，體會規(guī)律形成的漫長與艱辛，增強學(xué)生的責(zé)任感。
本節(jié)課教學(xué)的難點是：探究平行四邊形定則過程中，由“數(shù)”到“形”的跨越。如何讓學(xué)生觀察所作出的力的圖示猜想到平行四邊形是一個很難跨越的門檻，為突破該難點，教學(xué)中采取三個措施：一，利用愛因斯坦的名言讓學(xué)生感受猜想的重要，鼓勵學(xué)生大膽猜想；二，通過作出兩分力與合力之比3:4:5這種特殊情形的力的圖示，使學(xué)生容易猜想到矩形；三，利用透明網(wǎng)格墊板觀察任意角度的力的圖示，學(xué)生很容易觀察到平形四邊形，對突破教學(xué)難點能起到破冰功效。
最后，通過調(diào)整實驗步驟引出力的分解，讓學(xué)生了解力的合成與分解是互為逆運算，同樣遵循平形四邊形定則，接著讓各組學(xué)生在透明墊板上分解相同的已知力，卻得到各不相同的平形四邊形，設(shè)置懸疑，引發(fā)思考，調(diào)動學(xué)生繼續(xù)探究的熱情，并讓學(xué)生明確力的分解的不唯一性，同時為第二課時的教學(xué)做鋪墊。
【教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】
物理觀念：
| 教學(xué)環(huán)節(jié) | 教師活動 | 學(xué)生活動 | 設(shè)計意圖 |
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創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課 新課教學(xué) |
【投影】 共點力： 幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點，這幾個力叫作共點力。 問題1：一個靜止的物體，在某平面上受到五個共點力作用，你能判斷這個物體將向哪個方向運動嗎？ 問題2:靜止在光滑水平面上的物體，如果受到水平向右的拉力，你能確定物體將向哪個方向運動嗎？  設(shè)問：能不能找到這樣一個力，該力單獨作用的效果與這五個力共同作用的效果相同？如果存在這樣一個力，我們就可以用這一個力去代替那五個力，從而化繁為簡，就可以判斷物體將向哪個方向運動了。 1.合力與分力 設(shè)問1：先后兩次把同一彈簧拉到同一位置，這兩次拉力的作用效果是否相同？依據(jù)是什么？   設(shè)問2：如左圖所示，一次是用一個力拉彈簧，一次是用兩個力拉彈簧，你能分辨出來嗎？ F與F1、F2之間可不可以相互替代呢？ 合力與分力 假設(shè)一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力。 假設(shè)幾個力共同作用的效果跟某個力單獨作用的效果相同，這幾個力就叫作那個力的分力。 合力和分力是一種等效替代的關(guān)系。 2．力的合成 求幾個力的合力的過程或方法叫做力的合成 【板書】  設(shè)問：力的合成遵循什么規(guī)律呢？ 探究一：同一直線上的兩個共點力的合成   思維風(fēng)暴： 3+4 在什么情況下不等于 7 ？ 演示實驗：  現(xiàn)象：3+4=“5” 分析：“合”非“和” “合”——等效替代的結(jié)果 “和”——代數(shù)運算的結(jié)果 設(shè)問：你認(rèn)為互成角度的兩個力合成時代數(shù)運算不適用的原因是什么？ 兩個分力F1、F2與F的比值3:4:5，你能聯(lián)想到什么？ 思考：我們的思維可不可以再向前一步，如果改變兩分力的方向，3+4還可以等于多少？ 互成任意角度的兩個共點力的合成究竟遵循什么規(guī)律呢？ 探究二：互成角度的兩個共點力的合成 展示：實驗器材： 方木板，白紙，彈簧測力計（兩只），橡皮筋（細(xì)繩套2個），三角尺，刻度尺，圖釘（5枚） 請同學(xué)們根據(jù)提供的實驗器材，小組討論，設(shè)計實驗方案，探究互成角度的兩個共點力合成的規(guī)律。 思考：1、如何保證分力與合力的作用效果相同？ 2、需要測量什么？記錄哪些信息？ 3、如何把力形象而又準(zhǔn)確的畫出來呢？ 巡視了解學(xué)生方案，組織引導(dǎo)學(xué)生交流方案，歸納總結(jié)實驗步驟及注意事項 指導(dǎo)學(xué)生分組實驗探究 巡視了解學(xué)生實驗情況，拍照采集學(xué)生實驗瞬間 小組展示實驗成果 引導(dǎo)學(xué)生觀察作出的力的圖示，鼓勵學(xué)生大膽猜想 投影： 若無某種大膽放肆的猜想，一般是不可能有知識的進(jìn)展的。 ——愛因斯坦 引導(dǎo)學(xué)生猜想：
 2、任意角度的兩個力的合成：   提問：如何驗證你的猜想是否正確？ 學(xué)生展示作圖成果 理論值與測量值存在誤差， 兩者不能完全重合。 誤差分析：展示學(xué)生做實驗時操作不規(guī)范的瞬間照片 總結(jié)：平行四邊形定則 兩個力合成時，以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向，這個規(guī)律叫作平行四邊形定則 投影：歷史積淀：平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)歷程  問題： 你能否利用平形四邊形定則求出這五個力的合力？  3.力的分解 問題：如果把剛才的實驗順序調(diào)換，即先用拉力F把結(jié)點拉到O點，再用拉力F1和F2共同拉結(jié)點至O點，使產(chǎn)生相同效果，這樣操作和剛才實驗的操作相比，意義上有什么不同？ 求一個力的分力的過程叫作力的分解 設(shè)問：力的分解是否遵循平行四邊形定則？ 力的分解與力的合成互為逆運算 【板書】  指導(dǎo)各組分解相同的已知力F 收回透明網(wǎng)格墊板，重疊在一起，發(fā)現(xiàn)：以表示F的線段為對角線作出的平行四邊形各不相同。 （預(yù)設(shè)） 課外拓展： 思考：一個已知的力究竟應(yīng)該怎樣分解？ |
觀察圖片 思考、回答 觀察、回答 回答問題 了解合力、分力以及力的合成的概念 根據(jù)已有經(jīng)驗回答問題 觀察實驗 思考并回答 問題 直角三角形，F(xiàn)1、F2的夾角為90° 小組討論 設(shè)計實驗方案 交流實驗方案 分組實驗 觀察、猜想 根據(jù)演示實驗“3+4=5” 聯(lián)想到矩形 學(xué)生用網(wǎng)格墊板輔助猜想 作圖檢驗猜想的正確性 方法交流  思考、回答 了解力的分解的概念 在給定的墊板上作圖，分解已知力 觀察現(xiàn)象 |
把現(xiàn)實生活中的相關(guān)研究對象轉(zhuǎn)換成共點力作用物體模型，提升學(xué)生的科學(xué)思維水平 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生思維 認(rèn)識力的合成的必要性 明確力的作用效果相同的含義 體會等效替代的思想 形成物理概念 鋪設(shè)臺階 由易到難 形成認(rèn)知沖突 激發(fā)探究熱情 相互垂直的兩個共點力合成 由特殊到一般，調(diào)動學(xué)生深入學(xué)習(xí)熱情 培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、動手操作能力，在合作、交流、討論中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力 收集學(xué)生實驗時不規(guī)范的操作，對其進(jìn)行實驗規(guī)范操作教育，也有助于誤差分析 感受大師思想，培養(yǎng)科學(xué)探究觀念 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)兩個分力及其合力的矢量圖的平面位置關(guān)系，利用透明網(wǎng)格板，調(diào)整角度，觸發(fā)學(xué)生聯(lián)想，判斷出它們可能具有平行四邊形的幾何關(guān)系，完成由“數(shù)”到“形”的跨越。 由“猜想”到“驗證”，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究素養(yǎng)。 培養(yǎng)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)采取實事求是的態(tài)度 糾正學(xué)生不良習(xí)慣 總結(jié)探究結(jié)果，形成規(guī)律，增強學(xué)生的成就感 了解物理學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)歷程，體會規(guī)律形成的漫長與艱辛，增強學(xué)生的責(zé)任感 學(xué)以致用 引出力的分解 啟迪思維 形成知識體系 設(shè)置懸疑，引發(fā)思考，調(diào)動學(xué)生探究熱情 明確力的分解的不唯一性，為第2課時的教學(xué)作鋪墊 |
| 課堂小結(jié) |
1.等效替代思想是物理學(xué)中的常用方法，可以使復(fù)雜問題簡單化 2.矢量的運算必須遵循平行四邊形定則 |
總結(jié)收獲 | 引導(dǎo)學(xué)生在回顧本節(jié)課知識的同時，領(lǐng)悟物理科學(xué)思想、科學(xué)思維、科學(xué)方法 |
| 拓展學(xué)習(xí) | 查閱資料進(jìn)一步了解、感受平形四邊形定則的發(fā)現(xiàn)過程 | 課外查閱資料，撰寫心得感悟 | 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 |
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jixiangsibao.com
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