3.4 力的合成和分解 教学设计 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

教学设计方案 课题：人教版 必修第一册 第三章 第四节 力的合成和分解 教学设计思路 运用观察、分析、抽象等思维手段突破合力、分力概念，体会等效替代思想。通过“提出问题——猜想——设计实验——探究实验—获取、处理数据”的方法，引导学生探究两个互成角度的力的合成规律，突破重点。从数据、图形角度或者利用位移合成的方法，引导学生推断得出平行四边形定则，突破难点。 教学目标 1.通过演示实验及日常生活情境，认识共点力、合力、分力、力的合成、力的分解等概念；通过实验探究，得出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则。 2.通过合力。分力概念的学习及物体运动状态的分析，体会等效替代的思想；通过力的合成和分解，学会用图形法描述物理规律的方法。 3.通过两个互成角度的力的合成规律探究实验，提高设计实验方案、基于证据进行猜想假设、运用图形法分析处理实验数据、归纳总结得出物理规律等科学探究能力。 4.在探究活动中形成严谨求实的科学态度和团结协作的团队精神。 教学重点 合力、分力的概念；探究两个互成角度的力的合成规律——平行四边形定则。 教学难点 利用获得的实验数据推理得出平行四边形定则。 教学资源 水桶，拉绳，演示板，弹簧测力计，钩码，“探究两个互成角度的力的合成规律”实验仪器组，自制平行四边形定则演示装置，多媒体课件，学生引体向上实拍动图。 教学流程图 教学过程 环节一：创设情境，引入新课。 师生活动：教师引导学生完成小游戏。先由一位同学提起水桶，再由两位同学用绳子一起拉起水桶，接着增大两位同学的间距再次拉起水桶。学生观察现象，思考原因。 设计意图：通过学生游戏引入课堂，创设真实情境，学生观察、参与并思考，激发学生兴趣。 环节二：认识概念，通过隐藏挂绳的方法，引出等效替代的思想。 师生活动： 教师活动：通过对水桶拉力的分析以及对遮挡挂绳的钩码进行分析，引出等效替代的思想。 教师活动：教师展示曹冲称象、平面镜成像、物体的重心图片，展示生活中等效替代思维方法的应用实例。 学生活动：学生感知生活中的等效替代思维方法实例。 设计意图：学生通过观察简单的物理模型，能延伸到学生生活中共点力实例，并抽象提取出共点力的概念，培养学生对思维的拓展和对知识的抽象概况的科学思维。同时利用学生无法判断“那个物块”，学生讨论后得出其原因是等效替代，派样学生分析物理过程，由表及里的科学思维。 环节三：探究实验：探究两个不在同一条直线上的两个力合力的关系 师生活动 教师活动：回顾在一条直线上的分力和合力的关系，引出对两个互成角度的分力的合成规律的问题。 教师活动：引导学生利用力的图示表示合力与分力，将分力与合力可视化、直观化。 教师通过问题引导学生进行实验设计与结论猜想。 问题链设置： 1.怎样选取一组分力和合力？ 2.如何确保合力与分力作用效果相同？ 3.需要记录哪些物理量？ 3.1 如何记录力的三要素？ 学生活动：学生分组讨论，观察利用提供的实验仪器设计实验。并进行实验，完成合力与分力的绘制。 教师活动：展示学生的绘图，引导学生猜想合力和分力之间可能存在的关系。并引导学生进行验证。 学生活动：通过观察，猜想合力与分力之间的关系，设计方案并进行验证。之后小组间进行交流展示，得出“两个互成角度的力的合成时符合平行四边形定则”。 教师活动：讲述有关平行四边形定则的物理学史。 设计意图：学生通过教师的引导，能使用基本的器材获得数据并进行分析，总结平行四边形定则的结论，培养学生科学探究的能力。通过介绍相关的物理学史，学生了解物理发展是循序渐进的，培养学生的科学态度与责任。学生分组实验，相互配合交流，加强团队协作的意识，培养学生的科学态度与责任。并以此突出教学重点，突破教学难点。 环节四：通过练习，建构学生物理观念体系。课堂总结。 师生活动 教书活动：展示练习：两个力F1、F2的合力可能是多大？利用胳膊和学生模拟平行四边形。学生回答后利用自制演示器进行演示。 学生活动：思考习题，模仿老师进行活动，得出两个分力的合力的取值范围是|F1-F2|≤F合≤F1+F2。 设计意图：学生利用新学习的解决相关问题，巩固学生的物理观念。在常见的情境中利用恰当的模型解决问题，培养学生的科学思维。使用分组练习的形式加深学生对平行四边形定则的理解，突出教学重点。 板书设计 作业设计 1. 完成课后练习1-5。 2. 引体向上是一种常见的体育运动，请你和同学利用课后时间，试一试再同样的抓握方法下，哪种的抓握距离更容易完成动作。 教学反思 1. 在设计实验环节，应该为学生明确实验步骤和实验中要注意的问题，为顺利实验做好铺垫。 2. 学生探究到合力和分力之间的关系可能是一个近似平行四边形，个别组可能是一些其他图形，教师此时应引导学生分析误差，引导学生体会科学结论的严谨性，学会实事求是。 3. 实验过程