1、力的分解教學(xué)設(shè)計(jì)四川省雙流縣中學(xué)鄧玉一、課標(biāo)要求一、課標(biāo)要求通過觀察與體驗(yàn)認(rèn)識(shí)力的作用效果，學(xué)會(huì)根據(jù)力的作用效果對(duì)力進(jìn)行分解，會(huì)用力的分解分析解決生活中的實(shí)際問題。二、教學(xué)分析二、教學(xué)分析1 1在教材中的地位和作用在教材中的地位和作用在學(xué)此節(jié)內(nèi)容之前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力的概念、力的表示及分類、力學(xué)中的三種力、力的合成。力的分解是等效思想的具體應(yīng)用，等效思想是物理學(xué)重要的思想方法之一，學(xué)習(xí)力的合成時(shí)學(xué)生已有所了解，本節(jié)教學(xué)要注意讓學(xué)生進(jìn)一步了解和運(yùn)用等效思想。矢量是完全不同于標(biāo)量的一類物理量，它的運(yùn)算遵循平行四邊形定則。通過力的合成與分解掌握力的平行四邊形定則，為位移、速度、加速度、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)

2、強(qiáng)度等矢量的學(xué)習(xí)、為牛頓定律乃至整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力是高中物理要求的五種基本能力之一，本節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生要會(huì)運(yùn)用平行四邊形、直角三角形、菱形等數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算分力的大小，因此教學(xué)中要有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。綜上所述，本節(jié)內(nèi)容是本章的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，也是整個(gè)高中物理的基礎(chǔ)之一。2 2學(xué)生情況分析學(xué)生情況分析學(xué)生通過前幾節(jié)的學(xué)習(xí)已經(jīng)對(duì)力的基本概念和表示方法、力學(xué)中常見的三種力、合力與分力的等效替代關(guān)系有了一定的認(rèn)識(shí)，形成了一定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并通過力的合成方法認(rèn)識(shí)了力的平行四邊形定則，初步學(xué)會(huì)了應(yīng)用幾何知識(shí)解決力學(xué)問題，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)思想三、

3、設(shè)計(jì)思想1 1課時(shí)安排課時(shí)安排考慮到學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)及本節(jié)內(nèi)容的重要性和認(rèn)知難度，筆者將本節(jié)內(nèi)容分兩課時(shí)處理，把“根據(jù)力的作用效果分解力”作為該節(jié)的第一課時(shí)內(nèi)容。2 2兩類知識(shí)及教學(xué)策略兩類知識(shí)及教學(xué)策略按照現(xiàn)代認(rèn)知派關(guān)于知識(shí)的分類，筆者將本課時(shí)的新授知識(shí)和需要用到的原有知識(shí)分類如下：陳述性知識(shí)：陳述性知識(shí)：力的作用效果改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使物體發(fā)生形變。力的平行四邊形定則。力的分解的概念已知合力求分力。其中力的分解的概念是新授課的陳述性知識(shí)。對(duì)于陳述性知識(shí)，筆者采用的教學(xué)策略主要是：根據(jù)維果茨基的最鄰近發(fā)展區(qū)理論，學(xué)生原有知識(shí)越多就可能學(xué)得越多，新學(xué)知識(shí)與原有知識(shí)之間的差異就是學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)

4、，為了讓學(xué)生高效地掌握新授知識(shí)必須在新授知識(shí)與原有知識(shí)之間架設(shè)好橋梁。對(duì)原有陳述性知識(shí)采取回憶、再現(xiàn)的方式，以利于學(xué)生回顧舊知識(shí)、掌握新授知識(shí)，為學(xué)生建立新授知識(shí)與原有知識(shí)的聯(lián)結(jié)、對(duì)新授知識(shí)的加工和組織奠定基礎(chǔ)。程序性知識(shí)：程序性知識(shí)：根據(jù)力的作用效果和平行四邊形定則作圖的方法。應(yīng)用幾何知識(shí)計(jì)算分力。應(yīng)用力的分解方法分析實(shí)際問題。對(duì)力的作用效果的認(rèn)識(shí)采用體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)的策略，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，直接觀察獲得直接經(jīng)驗(yàn)和直觀感受，對(duì)作圖及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題等程序性知識(shí)采用教師指導(dǎo)、學(xué)生動(dòng)手、師生對(duì)話共同總結(jié)歸納的策略，讓學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。3 3指導(dǎo)思想指導(dǎo)思想（1）設(shè)置真實(shí)問題情境建構(gòu)主義理論認(rèn)為：

5、學(xué)習(xí)者要想完成知識(shí)的意義建構(gòu)，達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)所反映的事物性質(zhì)、規(guī)律及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系的深刻理解，最好的辦法就是讓學(xué)習(xí)者到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)環(huán)境中去感受和體驗(yàn)，獲得直接經(jīng)驗(yàn)而不是只聆聽教師的講解。本課筆者創(chuàng)設(shè)了單手拉車的真實(shí)情境，讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，主動(dòng)地提出問題為什么一人二人都拉不動(dòng)的車，老師能夠用單手拉動(dòng)呢？秘密在哪里？激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要與內(nèi)在的探究興趣。（2）引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突心理學(xué)研究表明，當(dāng)學(xué)生接觸的新情境或新知識(shí)與原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)不一致時(shí)，會(huì)打破學(xué)生原來的認(rèn)知平衡，產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)需要，迫切希望把新情境、新知識(shí)同化與順應(yīng)到自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)中去，以達(dá)到新的認(rèn)知平衡。在學(xué)生的心目中，大車是

6、不容易拉動(dòng)的，而教師單手拉動(dòng)了大客車這個(gè)情境就與學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生了沖突和矛盾，學(xué)生會(huì)急切地想了解其中的奧秘，帶著問題進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。（3）強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與現(xiàn)代教育理論認(rèn)為學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，是意義的主動(dòng)建構(gòu)者。本節(jié)課通過設(shè)問、實(shí)驗(yàn)、練習(xí)等環(huán)節(jié)全方位地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，讓學(xué)生全身心地投入到學(xué)習(xí)中去。（4）培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力現(xiàn)代教育要求注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，本課設(shè)計(jì)了小實(shí)驗(yàn)：觀察斜面上物體的重力的作用效果、拉橡皮筋的小實(shí)驗(yàn)，這些小實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易做，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，還能讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。（5）引導(dǎo)學(xué)生合作、觀察與體驗(yàn)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)會(huì)與人合作，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的快樂。（

7、6）加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)與生活的聯(lián)系，指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題。新課改要求要加強(qiáng)學(xué)科知識(shí)與學(xué)生日常生活的聯(lián)系。物理學(xué)不是存在于物理學(xué)家頭腦中的抽象的科學(xué)，它源于自然與生活，就存在于我們的日常生活中。因此本節(jié)課注重引導(dǎo)學(xué)生觀察我們生活中的應(yīng)用力的分解的大量事例，如盤山公路、行李箱、幼兒園的滑梯、現(xiàn)代化的斜拉橋等，這些事例不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用理論解決實(shí)際問題，更能讓學(xué)生養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的良好學(xué)風(fēng)，深刻理解科學(xué)的價(jià)值，感悟科學(xué)的魅力。 四、教學(xué)目標(biāo)四、教學(xué)目標(biāo)1 1知識(shí)與技能目標(biāo)知識(shí)與技能目標(biāo)（1）理解分力的概念，認(rèn)識(shí)力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，遵守平行四邊形定則，在無條件限制時(shí)一個(gè)力可以分解成無數(shù)對(duì)分力。（2）

8、認(rèn)識(shí)力的分解可以從力的實(shí)際作用效果出發(fā)，并能根據(jù)具體情況運(yùn)用力的平行四邊形定則求解分力。（3）能應(yīng)用力的分解分析生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。2 2過程與方法目標(biāo)過程與方法目標(biāo)（1）初步領(lǐng)會(huì)“等效替代”的思想方法。（2）通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生嘗試在實(shí)驗(yàn)操作過程中發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題，并最終掌握規(guī)律，體會(huì)物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門學(xué)科和數(shù)學(xué)是解決物理問題的工具3 3情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)在實(shí)驗(yàn)操作過程中感受主動(dòng)和他人交往、合作及尊重他人的快樂，并使學(xué)生逐步養(yǎng)成認(rèn)真、仔細(xì)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和擁有將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)和勇氣。五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)在具體問題

9、中如何根據(jù)力的實(shí)際作用效果和平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。六、教學(xué)流程圖六、教學(xué)流程圖七、教學(xué)準(zhǔn)備七、教學(xué)準(zhǔn)備1學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)要求學(xué)生在上本節(jié)課之前要求掌握以下內(nèi)容:熟悉合力和分力的等效替代關(guān)系；熟知力的合成及平行四邊形定則；熟練掌握直角三角形三角函數(shù)和邊長(zhǎng)的關(guān)系。2學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備每?jī)扇艘唤M，每組準(zhǔn)備如下器材：系繩的小車一個(gè)、自制多功能木板一塊（一面貼有白紙）、三角板兩塊、橡皮條一根（系有繩套）、彈簧秤兩只。3演示實(shí)驗(yàn)器材：斜面上物體重力分解數(shù)字測(cè)力儀（自制）4實(shí)物投影儀等多媒體設(shè)備八、教學(xué)過程八、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容師生活動(dòng)師生活動(dòng)教學(xué)說明教學(xué)說明 開場(chǎng)白，觀看視頻 3 分鐘很高興能來這里

10、和同學(xué)們共同探究物理問題，相信我們一定能夠愉快地度過接下來時(shí)光。同學(xué)們，咱們班誰(shuí)的力氣最大？大家都力推你，看來力氣確實(shí)不小。我這兒有人想和你比試一下。請(qǐng)看屏幕。視頻展示大力士拉車和他比誰(shuí)的力氣大？（大聲）我比他還厲害！我只用單手就可以拉動(dòng)大車，而且車上還要坐滿人，你們相信嗎？（大聲）視頻展示單手拉校車大力士費(fèi)了九牛二虎之力才拉動(dòng)汽車，為什么我只用單手就能拉動(dòng)？而且車上還坐滿了人！是不是我的力氣真的比他大？我拉動(dòng)大車的奧秘是什么？讓我們帶著這個(gè)問題共同來探究力的分解。板書力的分解創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣，引入課題 課件展示大力士拉車（圖片）問題導(dǎo)思大力士用繩斜向上拉車的力產(chǎn)生了哪些作用效果呢？讓我們先

11、模擬下大力士拉車。學(xué)生活動(dòng)（教師先示范）請(qǐng)同學(xué)們用書墊起軟木板的兩端，讓木板水平，將小車放在木板中間，然后用繩拉動(dòng)小車，觀察車的運(yùn)動(dòng)情況和木板的形變情況。（實(shí)驗(yàn)必須讓學(xué)生明確要觀察什么？）學(xué)生報(bào)告觀察到的現(xiàn)象教師進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩個(gè)效果相當(dāng)于兩個(gè)力分別產(chǎn)生的：一個(gè)豎直向上的力 F1把汽車往上提，一個(gè)水平的力 F2使汽車前進(jìn)，可見力 F 產(chǎn)生的效果可以與兩個(gè)力 F1和 F2共同作用的效果相同，力 F1和 F2就叫做力 F 的分力。（分別展示力 F，F(xiàn)1F2）板書求一個(gè)力的分力就叫做力的分解。力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。力的合成遵循平行四邊形定則，力的分解同樣遵循平行四邊形定則。 探究水平面上物體所受

12、拉力的分解 10 分鐘板書力的分解遵循平行四邊形定則。課件展示拉黃包車、拉行李。這些情景和大力士拉車的情景有共同之處，水平面上的物體都受到了斜向上的拉力，于是我們就把這類情景概括成這樣的模型：水平面模型：位于水平面上的物體受到一個(gè)斜向上的拉力 F 的作用，該力與水平方向夾角為 。我們已經(jīng)知道力 F 產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果，向上提的效果和向左拉的效果，那么可以用豎直方向的力 F1和水平方向的力 F2來等效替代。課件展示兩個(gè)分力方向設(shè)問：知道這兩個(gè)分力的方向怎樣求這兩個(gè)分力的大小？我用這條線段表示力F 的大小，箭頭表示力的方向。（本節(jié)課第一次作圖最好由教師示范）教師：請(qǐng)大家在探究報(bào)告上做圖，并用 F

13、和表示出兩分力的大小。展示學(xué)生作圖及表達(dá)式通過與合成的類比，理解力的分解，進(jìn)一步感受等效替代的思想方法。從生活實(shí)際到建立物理模型。重點(diǎn)講拉力的作用效果、作圖方法及分力的計(jì)算。 探究斜面上物體重力的作用效果 剛才我們探究了位于水平面上的物體在拉力作用下開始運(yùn)動(dòng)的情景，如果把物體放在斜面上，不用拉力也可能運(yùn)動(dòng)。問題導(dǎo)思是什么力使物體運(yùn)動(dòng)起來了？斜面上的物體其重力產(chǎn)生了哪些作用效果？我們來體驗(yàn)一下。學(xué)生活動(dòng)用夾子把系有小車的橡皮條固定在木板一端，抬起木板的這一端，觀察橡皮筋和木板的變化。課件展示重力兩個(gè)分力方向（這里有個(gè)轉(zhuǎn)換，橡皮筋拉長(zhǎng)了說明重力有把橡皮條沿斜面往下拉的效果，如果不用橡皮筋物體將會(huì)下

14、滑）學(xué)生活動(dòng)請(qǐng)同學(xué)們按照剛才的方法在探究報(bào)告上作平行四邊形，并根據(jù)已知條件寫兩分力的表達(dá)式展示臺(tái)展示學(xué)生作業(yè)問題導(dǎo)思如果增大斜面的傾角，這兩個(gè)分力的大小會(huì)怎樣變化？學(xué)生：傾角越大，sin 增大，cos 減小。使物體下滑的分力減小，使物體壓緊斜面的分力增1從模型回歸生活實(shí)際。 2讓學(xué)生體驗(yàn)重力的作用效果，掌握作圖方法及計(jì)算分力的方法，引導(dǎo)學(xué)生討論傾角變化分力如何變化，讓學(xué)生樹立“函數(shù)”的思想。 3讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)與人合作， 15 分鐘大。實(shí)際情況如何呢？讓我們用實(shí)驗(yàn)來觀察。學(xué)生活動(dòng)增大斜面傾角，觀察指針刻度和橡皮條長(zhǎng)度的變化。剛才同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)定性地驗(yàn)證了分力的變化，下面我們來做定量研究（30

15、、37）結(jié)論：1力的分解滿足平行四邊形定則。2 增大，使物體下滑的分力 F1增大，使物體壓緊斜面的分力 F2減小。問題導(dǎo)思這是物理學(xué)經(jīng)常研究的斜面模型，模型是來源于生活的，請(qǐng)同學(xué)們想想在我們的生活中有哪些情景屬于斜面模型呢？我在這里給同學(xué)們準(zhǔn)備了兩處情景的畫面，你能分析出其傾角大小和斜面用途的關(guān)系嗎？課件展示1螺旋狀的盤山公路；2公園的滑梯。通過前面兩個(gè)實(shí)例的分析，可以看出：在實(shí)際問題中一個(gè)力往往有多個(gè)作用效果，按力的作用效果進(jìn)行分解可以指導(dǎo)我們?cè)鰪?qiáng)或減弱它的某種作用效果，以利于我們的生產(chǎn)和生活。所以在實(shí)際問題中常按力的作用效果分解。板書在實(shí)際問題中常按力的作用效果分解。回顧剛才的探究過程，讓

16、我們共同來歸納下力的分解的步驟。板書分解力的步驟：1分析力的作用效果，確定分力的方向；2作平行四邊形；3根據(jù)已知條件求分力。感受合作的快樂。 4通過體驗(yàn)，感受到實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)的快樂，初步領(lǐng)會(huì)由個(gè)別到一般的歸納方法，聯(lián)系生活實(shí)際，感受物理建模的思想方法。 釋疑，回答為什么能夠單手剛才我們共同探究的兩種模型都是合力大于分力的情況，分力可能大于合力嗎？我們回到單手拉車的畫面。放慢畫面觀察我是怎樣拉車的。問題導(dǎo)思手拉繩的力產(chǎn)生了哪些作用效果？手拉繩的力與繩拉車的力在大小上有什么關(guān)系？我們可以來模擬這個(gè)情景。學(xué)生活動(dòng)（先視頻展示操作）先用一只彈簧秤拉橡皮條的中點(diǎn)，記下結(jié)點(diǎn)的位置，這個(gè)力好比我用一只手拉繩的

17、力。之后，用兩只彈簧秤同時(shí)拉到該結(jié)點(diǎn)處，使彈簧秤與橡皮條在一條線上，記下彈簧秤的示數(shù)和細(xì)繩套的方向，這兩個(gè)力好比繩拉車和樹的力。請(qǐng)同學(xué)們?cè)诎准埳嫌浵聝煞至Φ拇笮。嫵鰞煞至Φ姆较颍榉奖惚容^同學(xué)們的測(cè)量結(jié)果，在用一只彈簧秤測(cè)量時(shí)統(tǒng)一用05N 的力拉。）展臺(tái)展示學(xué)生測(cè)得的不同分力讓學(xué)生帶著問題開始學(xué)習(xí)，再帶著新的問題離開課堂，體會(huì)科學(xué)探究的樂趣。拉車 6 分鐘 問題導(dǎo)思同學(xué)們都是用 05N 的力從中點(diǎn)拉，為什么測(cè)量的分力大小會(huì)不同？比較兩組同學(xué)測(cè)的分力。合力一定、兩分力大小相等的情況下，兩分力夾角越大，分力就更大。這就是為什么我拉車之前要把繩拉緊的原因。從測(cè)量值我們還可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)分力夾角很大的情況下分力可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于合力。這說是我單手拉車的奧秘。由于同學(xué)們固定橡皮條的長(zhǎng)度不同，使相同的力產(chǎn)生了不同的作用效果，得到了不同的分力。可見，如果沒有作用效果的限制，一個(gè)力 F 可以分解成無窮多對(duì)分力。如果沒有限制，一個(gè)力 F 可以分解為無數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力。（展示作出的平行四邊形的過程）最后我們一起來回顧下本節(jié)課的主要內(nèi)容。請(qǐng)看屏