高中物理人教版 (2019)必修 第一册力的合成和分解教案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册力的合成和分解教案，共12页。教案主要包含了单元跨学科任务，创设情境，导入新课，构建模型，学生游戏，共点力概念，分力合力概念，等效思想，合成分解概念等内容，欢迎下载使用。
力的合成与分解
教学目标
1.物理观念
（1）知道合力与分力的概念，体会等效替代的思想。
（2）通过实验探究，得出力的合成与分解遵从的法则——平行四边形定则。
（3）会利用作图法求解合力或者分力。
（4）知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。能区别矢量和标量。
2.科学思维
（1）通过生活中的实例及对合力和分力关系的探究，了解等效替代的思想。
（2）通过多力合成，建立降维的思想。
（3）通过探究分解规律，培养学生的逆向思维。
3.科学探究
经历发现问题、猜想假设、逻辑推理、实验验证、得出结论的科学探究过程探究力的合成与分解规律。
4.科学态度与责任
（1）以“深中通道”作为背景，提高民族认同感，增强民族自豪感。
（2）在寻找规律并形成结论的过程中形成严谨、务实的科学态度，体会学习的乐趣。
（3）培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，提高科技服务于社会的责任感。
教学重点：
1.理解合力、分力的概念
2.通过实验探究得出力的平行四边形定则，理解平行四边形定则。
教学难点：理解力的平行四边形定则
教学过程
教学环节和教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
【单元跨学科任务】


【提问】
本单元跨学科任务是什么？
引导学生进入闯关教学中的第二关
思考回顾
【回答】
吊装大桥，
完成精准对接。
不忘初心，知道自己学习的目的，激发学习热情。
分解学习目标，明确实践任务
【创设情境，导入新课】

桥梁对接视频
让学生以工程师身份思考问题
【提问】
如果你是工程师，在桥梁对接中，我们需要用到哪些学科的知识？
【提问】
如何吊桥梁才能更稳定，更安全？绳更不容易断？
【提问】
可能需要哪些相关的物理知识？
认真听讲，思考分析
【回答】
成本控制，涉及数学知识。
材料选择，涉及化学知识。
海水生物侵蚀，涉及生物知识。
怎么吊更安全，涉及物理知识。
认真听讲，思考分析
【回答】
重力，弹力，力的合成与分解，共点力平衡。
以深中通道作为背景，让学生以工程师身份思考问题，激发学生学习兴趣。
通过深中通道建设中蕴含的民族智慧和科学精神，培养学生科学态度与责任，融入课程思政教育。

回顾之前学习知识，发散学生思维。
【构建模型】

【学生游戏】

【提问】
你觉得哪种吊法单绳拉力最小？
【提问】
假设你为桥面，双手相当于绳索，请你把自己吊起来，感受随两手夹角增大，臂力怎么变？若两手夹角减少呢？
猜想，思考
【回答】
两手夹角越大，臂力越大。夹角减小，臂力减小。
从实际情境中抽象出物理模型，让学生体验合力一定时，分力与夹角的关系。
【共点力概念】



教师讲解共点力概念。
几个力如果都作用在物体的同一点，或他们的作用线相交于一点，这几个力叫做共点力。
【提问】
这两绳的拉力是共点力吗？
倾听，思考
【回答】
不是。力没有作用在物体的同一点，或他们的作用线相交于一点.
引导学生理解共点力概念。
通过具体例子，引导学生深入理解共点力。
【分力合力概念】


教师讲解合力分力概念。
听讲，思考
引出合力分力概念。
【等效思想】
【提问】
同学们能举出生活中哪些蕴藏着等效替代思想的例子吗？
【提问】
5元加5元等于10元,5N加5N等于10N吗？
【回答】
两个小孩和一个大人在提水桶效果上等效。
【回答】
不一定。
等效替代是重要的科学思维方法之一，它可以使复杂问题变成简单问题。强调等效思想。
引起认知冲突，激发学生兴趣。
【合成分解概念】

【实验探究】




学生分组实验，分别做夹角为锐角、直角、钝角的二力合成实验
【回顾历史】
教师讲解力的合成与分解概念。
求合力，同向相加，反向相减。
【提问】
如果F1,F2互成一角度，合力还是F1+F2吗？
【提问】
这两个力共同作用的效果是什么？
【提问】
如何保证这一个力的作用效果与刚才那两个力作用效果相同？
【提问】
老师斜着拉，这个力也是合力吗？
【提问】
F等于F1+F2或F1-F2吗？
【提问】
F1、F2、F有什么关系？
数与图是解决物理问题的两种方法。引导学生做出F1、F2、F的图示，并用虚线将F1、F2、F的箭头连接起来，
【提问】
F1、F2、F有什么定量关系？
【提问】
如何证明你的猜想？
引导学生一步步验证猜想。
展示学生实验成果，分享心得体会
【提问】
通过实验，我们得到什么结论？
总结实验，讲解平行四边形定则。
教师讲解平行四边形定则发现史
倾听，思考
倾听，思考
【回答】
橡皮筋伸长。
【回答】
如果用一个力拉，使汇力圆环与定位圆重合，使橡皮筋伸长了相同的长度，那就意味着一个力拉与两个力拉的作用效果相同，这一个力便是前两个力的合力
【回答】
不是，因为汇力圆环没有跟定位圆重合，作用效果不同。
【回答】
不等于。
思考
【回答】
以表示分力的两个有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线代表合力的大小和方向。
【回答】
以表示分力的两个有向线段为邻边作平行四边形，判断这两个邻边之间的对角线是否与合力的图示重合。
【回答】
在误差允许范围内，以两分力为邻边作平行四边形，对角线确实代表合力的大小和方向。
倾听，思考
引出力的合成与分解概念，引导学生思考力的合成规律。
利用实验引导学生深刻理解合力与分力的“等效”思想。
引导学生体会数与图是解决物理问题的两种方法。
经历“提出问题””“形成猜想”“设计实验与制定方案”“获取和处理信息”“基于证据得出结论并作出解释”，“对探究过程和结果进行交流反思”的科学探究过程，发现力的合成规律。
体会科学家们坚持不懈，艰苦奋斗的精神，进行思政教育。
【深入探究】

【初高衔接】

【提问】
为什么会有实验误差？
【提问】
圆环与结点定位哪个更准确？
教师讲解同一直线的二力合成是平行四边形的特殊情况。
【回答】
读数、作图、定位都会产生误差。
【回答】
结点重合，只有一个点重合。但圆环重合，相当于多点重合，定位误差比较小。
倾听，思考
引导学生质疑创新，注意细节。
从普通到特殊，将初中知识与高中知识关联衔接起来。
【多力合力】

【提问】
图中的桥梁受到四个拉力，我们如何求这四个拉力的合力？
【回答】
先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，以此类推，直到把所有力合为一个力，得到总合力。
引导学生得出多力合成方法，引出降维思想。
【分解规律】

【提问】
力的分解满足什么规律？
【回答】
力的分解满足平行四边形定则。
引导学生利用逆向思维，从数学和实验两个方面探究力的分解规律。
【矢量和标量】
教师讲解矢量和标量概念
倾听，思考
引导学生的认识不仅停留在力的合成与分解规律，要上升到矢量和标量的区别。
【学以致用】


【提问】
为什么两手夹角增大，臂力越大？
【提问】
为什么平行吊着桥梁，单绳拉力最小？
【回答】
两手的合力应该与重力等大方向。当合力一定时，两个分力间的夹角越大，分力也将越大。所以夹角增大，所需臂力就越大。
【回答】
当合力一定时，两个分力间的夹角越小，分力越小。
师生互动，运用数学知识分析力的大小随角度变化，体现STREAM教学中的数学方法——“作图法”。
培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
【与实际结合】

教师讲解。在实际情景中，当我们悬挂大型物件时，还得考虑物体形状，重心位置，翻转等问题，所以夹角并不会完全等于0度，而是呈某一夹角。
倾听，思考
继续由物理情境出发，研究物理问题，给学生留下课后思考、自主探究的空间，并提高课堂的创新性、挑战度。
【总结反思】

引导学生从知识结构，思想方法，责任态度三方面总结。
倾听，思考
回顾内容，总结课程思路，形成更完善的知识框架
【课后作业】

教师布置作业
思考，完成作业
作业分为“基础”“提升”“实践”三种层次，实现分层次教学。