力的等效和替代的教学设计

《力的等效和替代》教学设计
【课题】3.3力的等效和替代
【教学时间】45分钟
【教学对象】高一的学生
【教材分析】
☆课程标准的要求
正确作出力的图示，并理解力的等效与替代和力的合成与分解的关系。

教材地位与作用
《力的等效和替代》是粤教版高中物理教材，必修1-1第三章第二节。

矢量的运算法则是高中物理知识的一大难点，本节通过引导学生进行实验与探究活动，使学生在活动过程的体验中找寻物理规律，让学生感受到学习过程的快乐，同时增强了对该知识点的理解。

教材通过对力的三要素、力的图示、力的示意图的复习，得出准确表示力的方法，为规律的得出提供依据。

接着通过生活实例给学生渗透合力与分力的等效与替代的思想，让抽象的概念具体化，并激发学生寻找合力与分力的关系的兴趣，进行实验与探究，在实践中得出规律，为下一节平行四边形定则的学习做好铺垫。

【学情分析】
◆心理特征
好奇心强、积极，有参与意识，有较强的观察能力。

◆知识储备
力的三要素、力的图示、力的示意图初中已学过，学生有一定的基础
◆思维障碍
高一学生的思维处于直观形象思维向逻辑抽象思维过度的阶段，对实验观察有兴趣，但理性认知能力还有待提高。

【教学目标】
1、知识与技能
（1）理解力的图示法，并能区别力的图示和力的示意图
（2）理解力的合成与分解与等效替代的关系
（3）知道合力与分力的运算满足平行四边形法则
2、过程与方法
（1）类比力的等效与替代，自己分析、讨论，培养自己的自学理解能力（2）通过实验在探究过程中理解等效替代的科学研究方法
3、情感态度与价值观
（1）使学生领略科学研究的综合性，在科学探究中形成严谨务实的态度。

（2）在探究过程中培养学生的协作、交流能力。

【教学重难点】
教学重点
1、正确作出力的图示
2、理解力的等效与替代和力的合成与分解的关系
教学难点
1、等效替代的科学研究思想
2、实验方案的设计
【教法和学法】
1.教法
（1）实验探究法
物理是一门以实验为基础的学科。

通过实验现象，唤起学生质疑点，经过分析与思考、推理与判断等思维活动引出新知识，巩固知识，进而达到应用知识，实验探究法是有效的途径。

这种方法的基本模式是：设疑→实验→现象→分析→结论→应用。

（2）讲授法
虽然学生在初中的时候就学过力的三要素、力的图示、力的示意图，但是力的等效与替代和力的合成与分解的关系并不清楚。

并且探究思想不成熟，归纳能力也很薄弱。

这需要老师适当的讲解和引导。

本节课讲授法主要应用于引导学
生观察，分析生活中的现象和归纳总结，以便突出重点，突破难点。

2、学法：
在课堂中，最主要的是培养学生的能力，因此我采用了自主探究，自主学习的学法来指导。

【教学媒体】
实验仪器：吸盘、绳子
【教学过程】
创设情境，引入新课
老师问：同学们小时候有没听过曹冲称象的故事？请一位同学来说
引导学生一起分析得到：大象和石头的重量可以相互替代
让学生列举生活中因作用效果相同而可以相互替代的例子：
1、天平
2、买苹果需要20元，可用两张10元和4张5元的替代
3、串联的电阻可用一个组值相同的电阻来等效替代
新课教学
教师活动：拿出我事先准备好的抽空了空气的两个吸盘，模拟做马德堡半球实验，分别请两位同学和一位同学拉开吸盘
问：两个同学拉开吸盘，与一个同学拉开吸盘的作用效果一样吗？
学生：等效
老师：从力的作用效果来看，两个人拉吸盘的拉力与一个人的拉力是等效的，可以相互替换，叫同学们做的这个实验就是模拟著名的马德堡半球实验
老师：讲解马德堡半球实验
例：课本的讨论与交流
两个小孩共同提起一桶水和一个大人单独提起一桶水，效果相同吗？
学生：相同
老师：作用相同，可以相互替代，那我们就称大人提水的这个力F为合力，两个小孩提水的力F1、F2称为分力
从作用效果相同这一观点出发，根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解。

求几个力合力的过程叫做力的合成，求一个分力叫做力的分解。

力的图示
老师：那什么是力？
学生：物体与物体间的相互作用
老师：那我们怎样准确地描述一个力？
学生：力的图示法
老师：需要用力的图示法把力的三要素表示出来：大小、方向和作用点。

请位同学介绍力的图示法
学生：回答
像课本中带箭头的线段表示手对弹簧的拉力，得到的图是：力的示意图线段的长度表示力的大小，线段箭头指向力的方向，箭尾表示作用点，得到的图是：力的图示
力的示意图力的图示
力的示意图：只表示力的作用点和方向，没有表示力的大小
如何画力的图示（四步法）：
1、定作用点
2、定方向
3、定标度
4、定大小
小试身手：用一个大小为60N，方向与水平面夹角为30度的力拉小车，请用图示法画出这个力。

寻找等效力
老师：今天我们来寻找等效力，从最简单的入手在同一直线上方向相同或相反的两个力的作用
老师：生活上更多的力方向不是相同或相反的，而是怎样？
学生：不同方向
老师：就是有夹角的情况，我们来探究一下它们的等效力
1、设计实验
学生讨论、交流，利用备有的实验仪器进行设计，说明实验步骤
结合学生的设计进行归纳说明
学生进行实验，教师巡视并加以指导，及时发现问题
2、实验与探究：
实验目的：互成角度的两个力的的等效力，它们之间有什么关系
实验仪器：小黑板、弹簧测力计（两个）、橡皮条、细绳套（两个）、刻度尺、三角板、粉笔，。

实验步骤：
（1）固定橡皮筋
（2）用两个弹簧测力计拉与橡皮筋相连的细绳，使结点延伸至点O,记下弹簧测力计的读数，记下力的方向，即绳子的方向
（3）直接用一个弹簧测力计拉与橡皮筋相连的细绳，使结点延伸至点O,记下弹簧测力计的读数，记下力的方向，即绳子的方向
（4）用力的图示法，作出这三个力
3、得出结论
展示实验绘制出的图形，进行分析,得出结论：以表示两个分力的线段为邻边做平行四边形的对角线与实际测量的合力F在误差范围内重和。

即合力与分力的关系：构成平行四边形，分力为平行四边型的两边，合力则为该两边所夹的平行四边型的对角线
小结：与学生一起回顾这节课所学习的内容
布置作业：课本59页第2题
【板书设计】
3.3 力的等效和替代
1、力的等效
2、力的替代
力的合成与分解：从作用效果相同这一观点出发，根据具体情况进行力的替
代，称为力的合成与分解
3、力的图示：表示力的三要素：大小、方向和作用点
力的示意图
4、寻找等效力
互成角度的等效力
合力与分力的关系：构成平行四边形针对练习3 关于合力的下述说法中正确的是 ( )
A ．合力的性质与原来分力性质相同
B ．合力与原来的分力间的关系是等效替代关系
C ．合力总比分力大
D ．合力总比一个分力大，比另一个分力小．。