【課 題】 3.3 力的等效和替代
【教學(xué)時(shí)間】40 分鐘
【教學(xué)對(duì)象】高一的學(xué)生
【教材分析】正確作出力的圖示;理解力的合成與分解的本質(zhì)與等效替代的關(guān)系。
在本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了彈力和摩擦力的相關(guān)知識(shí)，掌握了受力分析的方法與步驟;下一節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容為力的合成與分解，接著還會(huì)學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡條件和作用力與反作用力;本節(jié)講解的《力的等效和替代》，起到承上啟下的效果。本節(jié)內(nèi)容體現(xiàn)了探究過(guò)程在學(xué)生學(xué)習(xí)中的作用，可以培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力，讓學(xué)生在觀察與思考中認(rèn)識(shí)力的基本知識(shí)和規(guī)律。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到身邊處處有物理、時(shí)時(shí)可以探究，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)的熱情。
教材首先通過(guò)對(duì)影響力的作用效果的三要素的復(fù)習(xí)明確了共點(diǎn)力的概念;接著通過(guò)馬德堡半球?qū)嶒?yàn)的介紹與分析提出了等效力，并結(jié)合學(xué)生身邊的實(shí)際例子體會(huì)等效替代的科學(xué)思維，做到了化繁為簡(jiǎn);然后在明確了合力與分力的概念后，通過(guò)互成角度力的等效替代實(shí)驗(yàn)，探究合力與分力的關(guān)系，揭示了合力與分力的關(guān)系的本質(zhì)是符合平行四邊形定則。
教材從學(xué)生比較熟悉的力的圖示的復(fù)習(xí)開始，逐步展開，體現(xiàn)了由淺入深的設(shè)計(jì);大量的生活實(shí)例讓學(xué)生領(lǐng)悟到合力與分力的等效替代的思想，做到了化難為易，化抽象為具體;實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，從懸掛了等量鉤碼開始研究，做到了化繁為簡(jiǎn);教材還強(qiáng)調(diào)了進(jìn)行多次試驗(yàn)，然后再歸納與總結(jié)得出平行四邊形定則，體現(xiàn)了從特殊到一般的認(rèn)知規(guī)律。
教材按照科學(xué)探究的步驟的進(jìn)行安排，緊緊圍繞學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與探究活動(dòng)，使學(xué)生在探究活動(dòng)過(guò)程與體驗(yàn)中找尋物理規(guī)律，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)過(guò)程的快樂(lè)，既增強(qiáng)了對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解，也增強(qiáng)了學(xué)生的成就感。
【學(xué)情分析】
力的三要素、力的圖示
好奇心強(qiáng)，有積極參與意識(shí)，有較強(qiáng)的觀察能力。
學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)中的幾何知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用不太熟悉;從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析并歸納物理規(guī)律的能力的理性認(rèn)知能力有所欠缺。
山區(qū)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備差;學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ?學(xué)生探究方法不熟悉。
【教學(xué)目標(biāo)】
根據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)三維目標(biāo)如下：
(1)理解力的圖示法，能正確作出力的圖示;
(2)理解力的合成與分解本質(zhì)與等效替代的關(guān)系;
(3)知道合力與分力的關(guān)系滿足平行四邊形定則。
(1)通過(guò)類比力的等效與替代，讓學(xué)生自己分析、討論，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力;
(2)在探究過(guò)程中理解等效替代的科學(xué)研究思想。
(1)使學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)研究的綜合性，在科學(xué)探究中形成嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的態(tài)度;
(2)在探究過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、交流能力。【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、教學(xué)重點(diǎn)：
通過(guò)探究等效力，理解合力與分力的關(guān)系滿足平行四邊形定則。
用幾何知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和力的圖示進(jìn)行分析，得出力的平行四邊形定則。
【教法和學(xué)法】
(1)講授法
雖然學(xué)生在初中的時(shí)候就學(xué)過(guò)力的三要素、力的圖示，但是力的等效替代和力的合成與分解本質(zhì)的關(guān)系并不清楚;對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)探究思想不成熟，歸納能力薄弱，需要老師適時(shí)給予適當(dāng)?shù)闹v解和引導(dǎo)。本節(jié)課講授法主要應(yīng)用于引導(dǎo)學(xué)生觀察，分析生活中的現(xiàn)象和歸納總結(jié)，以便突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。
(2)實(shí)驗(yàn)探究法
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，喚起學(xué)生質(zhì)疑，經(jīng)過(guò)分析與思考、推理與判斷等思維活動(dòng)引出新知識(shí)，鞏固知識(shí)，進(jìn)而達(dá)到應(yīng)用知識(shí)的能力。實(shí)驗(yàn)探究法是有效的途徑，科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的七個(gè)過(guò)程：提出問(wèn)題，猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)，分析與論證，評(píng)估，交流與合作。
在課堂中，主要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力，因此我采用了自主探究、自主歸納的學(xué)法來(lái)指導(dǎo)。
【教學(xué)媒體】多媒體課件、導(dǎo)學(xué)案、示教儀。
【實(shí)驗(yàn)器材】木板、彈簧測(cè)力計(jì)、帶兩根細(xì)繩套的橡皮筋、三角板、同心圓紙片、圖釘?shù)�。【教學(xué)過(guò)程】
1、創(chuàng)設(shè)情境、引入新課(5分鐘)
由學(xué)生觀看視頻引入,接著請(qǐng)同學(xué)列舉一些生活中因力的作用效果相同而可以相互替代的例子。如：馬德堡半球?qū)嶒?yàn);推小車;提水
引導(dǎo)總結(jié)：如果一個(gè)力的作用效果和多個(gè)力同時(shí)作用效果相同時(shí)，那么這一個(gè)力和另外的多個(gè)力就可以相互替代。
提出共點(diǎn)力的概念。
設(shè)置疑問(wèn)：生活中力的作用效果是怎樣的?如何讓一個(gè)力和多個(gè)力等效呢?
2、新課探究(5分鐘)
創(chuàng)設(shè)情景，讓兩個(gè)同學(xué)上臺(tái)通過(guò)兩個(gè)繩套拉一條橡皮筋。
提問(wèn)：力的作用效果是什么?影響力的作用效果的因素有哪些?如何形象準(zhǔn)確的描述一個(gè)力?
目標(biāo)：知道力的作用效果，力的三要素，能正確作出力的圖示
接著請(qǐng)一位同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉同一個(gè)橡皮筋
提問(wèn)：怎樣使這一個(gè)力和原來(lái)的兩個(gè)力的作用效果相同?
目標(biāo)：會(huì)找等效力
引導(dǎo)歸納：一個(gè)力的作用效果和兩個(gè)力的共同作用效果相同，它們由于等效可以相互替代，互為等效力。這一個(gè)力就稱為另外兩個(gè)力的合力，另外兩個(gè)力稱為這一個(gè)力的分力。由幾個(gè)分力求合力的過(guò)程叫力的合成，已知合力求分力的過(guò)程叫力的分解。
設(shè)置疑問(wèn)：那么這個(gè)合力與另外兩個(gè)分力之間有什么關(guān)系呢?
3、實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程(5分鐘)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄亢狭εc分力的關(guān)系
引導(dǎo)學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)探究的七個(gè)要素。
提出問(wèn)題：互成角度的兩個(gè)力與它們的等效力之間有什么關(guān)系?
引導(dǎo)猜想：回憶初中所學(xué)過(guò)的同一直線上兩個(gè)力的合力的規(guī)律，當(dāng)兩個(gè)力互成角度時(shí)的合力的大小和方向會(huì)是怎樣?(個(gè)別提問(wèn))
教師活動(dòng)：組織學(xué)生分小組交流討論猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案。
4、學(xué)生自主探究(13分鐘)
學(xué)生活動(dòng)：分小組動(dòng)手探究
教師活動(dòng)：巡視指導(dǎo)，提示探究成鈍角的兩個(gè)分力的合力。
提問(wèn)學(xué)生數(shù)據(jù)，可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 合力可能大于、等于或小于分力
無(wú)法找到合力與分力的幾何關(guān)系，繼續(xù)引導(dǎo)找規(guī)律：試著以兩個(gè)分力的線段為鄰邊作平行四邊形看看，能否找到它們的關(guān)系。
引導(dǎo)歸納：由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在一定誤差，假設(shè)沒(méi)有誤差的情況下，以兩個(gè)分力為鄰邊作平行四邊形，兩個(gè)力所夾的對(duì)角線長(zhǎng)度和方向就表示了合力的大小和方向。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：合力與分力的關(guān)系，構(gòu)成平行四邊形，力所夾對(duì)角線為合力。
【教學(xué)時(shí)間】40 分鐘
【教學(xué)對(duì)象】高一的學(xué)生
【教材分析】正確作出力的圖示;理解力的合成與分解的本質(zhì)與等效替代的關(guān)系。
在本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了彈力和摩擦力的相關(guān)知識(shí)，掌握了受力分析的方法與步驟;下一節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容為力的合成與分解，接著還會(huì)學(xué)習(xí)共點(diǎn)力的平衡條件和作用力與反作用力;本節(jié)講解的《力的等效和替代》，起到承上啟下的效果。本節(jié)內(nèi)容體現(xiàn)了探究過(guò)程在學(xué)生學(xué)習(xí)中的作用，可以培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力，讓學(xué)生在觀察與思考中認(rèn)識(shí)力的基本知識(shí)和規(guī)律。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到身邊處處有物理、時(shí)時(shí)可以探究，激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)的熱情。
教材首先通過(guò)對(duì)影響力的作用效果的三要素的復(fù)習(xí)明確了共點(diǎn)力的概念;接著通過(guò)馬德堡半球?qū)嶒?yàn)的介紹與分析提出了等效力，并結(jié)合學(xué)生身邊的實(shí)際例子體會(huì)等效替代的科學(xué)思維，做到了化繁為簡(jiǎn);然后在明確了合力與分力的概念后，通過(guò)互成角度力的等效替代實(shí)驗(yàn)，探究合力與分力的關(guān)系，揭示了合力與分力的關(guān)系的本質(zhì)是符合平行四邊形定則。
教材從學(xué)生比較熟悉的力的圖示的復(fù)習(xí)開始，逐步展開，體現(xiàn)了由淺入深的設(shè)計(jì);大量的生活實(shí)例讓學(xué)生領(lǐng)悟到合力與分力的等效替代的思想，做到了化難為易，化抽象為具體;實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，從懸掛了等量鉤碼開始研究，做到了化繁為簡(jiǎn);教材還強(qiáng)調(diào)了進(jìn)行多次試驗(yàn)，然后再歸納與總結(jié)得出平行四邊形定則，體現(xiàn)了從特殊到一般的認(rèn)知規(guī)律。
教材按照科學(xué)探究的步驟的進(jìn)行安排，緊緊圍繞學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與探究活動(dòng)，使學(xué)生在探究活動(dòng)過(guò)程與體驗(yàn)中找尋物理規(guī)律，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)過(guò)程的快樂(lè)，既增強(qiáng)了對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的理解，也增強(qiáng)了學(xué)生的成就感。
【學(xué)情分析】
力的三要素、力的圖示
好奇心強(qiáng)，有積極參與意識(shí)，有較強(qiáng)的觀察能力。
學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)中的幾何知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用不太熟悉;從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析并歸納物理規(guī)律的能力的理性認(rèn)知能力有所欠缺。
山區(qū)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備差;學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)?zāi)芰θ?學(xué)生探究方法不熟悉。
【教學(xué)目標(biāo)】
根據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)三維目標(biāo)如下：
(1)理解力的圖示法，能正確作出力的圖示;
(2)理解力的合成與分解本質(zhì)與等效替代的關(guān)系;
(3)知道合力與分力的關(guān)系滿足平行四邊形定則。
(1)通過(guò)類比力的等效與替代，讓學(xué)生自己分析、討論，培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力;
(2)在探究過(guò)程中理解等效替代的科學(xué)研究思想。
(1)使學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)研究的綜合性，在科學(xué)探究中形成嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的態(tài)度;
(2)在探究過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作、交流能力。【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、教學(xué)重點(diǎn)：
通過(guò)探究等效力，理解合力與分力的關(guān)系滿足平行四邊形定則。
用幾何知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和力的圖示進(jìn)行分析，得出力的平行四邊形定則。
【教法和學(xué)法】
(1)講授法
雖然學(xué)生在初中的時(shí)候就學(xué)過(guò)力的三要素、力的圖示，但是力的等效替代和力的合成與分解本質(zhì)的關(guān)系并不清楚;對(duì)高一學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)探究思想不成熟，歸納能力薄弱，需要老師適時(shí)給予適當(dāng)?shù)闹v解和引導(dǎo)。本節(jié)課講授法主要應(yīng)用于引導(dǎo)學(xué)生觀察，分析生活中的現(xiàn)象和歸納總結(jié)，以便突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。
(2)實(shí)驗(yàn)探究法
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，喚起學(xué)生質(zhì)疑，經(jīng)過(guò)分析與思考、推理與判斷等思維活動(dòng)引出新知識(shí)，鞏固知識(shí)，進(jìn)而達(dá)到應(yīng)用知識(shí)的能力。實(shí)驗(yàn)探究法是有效的途徑，科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的七個(gè)過(guò)程：提出問(wèn)題，猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)，分析與論證，評(píng)估，交流與合作。
在課堂中，主要的是培養(yǎng)學(xué)生的能力，因此我采用了自主探究、自主歸納的學(xué)法來(lái)指導(dǎo)。
【教學(xué)媒體】多媒體課件、導(dǎo)學(xué)案、示教儀。
【實(shí)驗(yàn)器材】木板、彈簧測(cè)力計(jì)、帶兩根細(xì)繩套的橡皮筋、三角板、同心圓紙片、圖釘?shù)�。【教學(xué)過(guò)程】
1、創(chuàng)設(shè)情境、引入新課(5分鐘)
由學(xué)生觀看視頻引入,接著請(qǐng)同學(xué)列舉一些生活中因力的作用效果相同而可以相互替代的例子。如：馬德堡半球?qū)嶒?yàn);推小車;提水
引導(dǎo)總結(jié)：如果一個(gè)力的作用效果和多個(gè)力同時(shí)作用效果相同時(shí)，那么這一個(gè)力和另外的多個(gè)力就可以相互替代。
提出共點(diǎn)力的概念。
設(shè)置疑問(wèn)：生活中力的作用效果是怎樣的?如何讓一個(gè)力和多個(gè)力等效呢?
2、新課探究(5分鐘)
創(chuàng)設(shè)情景，讓兩個(gè)同學(xué)上臺(tái)通過(guò)兩個(gè)繩套拉一條橡皮筋。
提問(wèn)：力的作用效果是什么?影響力的作用效果的因素有哪些?如何形象準(zhǔn)確的描述一個(gè)力?
目標(biāo)：知道力的作用效果，力的三要素，能正確作出力的圖示
接著請(qǐng)一位同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉同一個(gè)橡皮筋
提問(wèn)：怎樣使這一個(gè)力和原來(lái)的兩個(gè)力的作用效果相同?
目標(biāo)：會(huì)找等效力
引導(dǎo)歸納：一個(gè)力的作用效果和兩個(gè)力的共同作用效果相同，它們由于等效可以相互替代，互為等效力。這一個(gè)力就稱為另外兩個(gè)力的合力，另外兩個(gè)力稱為這一個(gè)力的分力。由幾個(gè)分力求合力的過(guò)程叫力的合成，已知合力求分力的過(guò)程叫力的分解。
設(shè)置疑問(wèn)：那么這個(gè)合力與另外兩個(gè)分力之間有什么關(guān)系呢?
3、實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程(5分鐘)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄亢狭εc分力的關(guān)系
引導(dǎo)學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)探究的七個(gè)要素。
提出問(wèn)題：互成角度的兩個(gè)力與它們的等效力之間有什么關(guān)系?
引導(dǎo)猜想：回憶初中所學(xué)過(guò)的同一直線上兩個(gè)力的合力的規(guī)律，當(dāng)兩個(gè)力互成角度時(shí)的合力的大小和方向會(huì)是怎樣?(個(gè)別提問(wèn))
教師活動(dòng)：組織學(xué)生分小組交流討論猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案。
4、學(xué)生自主探究(13分鐘)
學(xué)生活動(dòng)：分小組動(dòng)手探究
教師活動(dòng)：巡視指導(dǎo)，提示探究成鈍角的兩個(gè)分力的合力。
提問(wèn)學(xué)生數(shù)據(jù)，可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 合力可能大于、等于或小于分力
無(wú)法找到合力與分力的幾何關(guān)系，繼續(xù)引導(dǎo)找規(guī)律：試著以兩個(gè)分力的線段為鄰邊作平行四邊形看看，能否找到它們的關(guān)系。
引導(dǎo)歸納：由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在一定誤差，假設(shè)沒(méi)有誤差的情況下，以兩個(gè)分力為鄰邊作平行四邊形，兩個(gè)力所夾的對(duì)角線長(zhǎng)度和方向就表示了合力的大小和方向。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：合力與分力的關(guān)系，構(gòu)成平行四邊形，力所夾對(duì)角線為合力。
