6. 力的分解教学设计思路

物理高一年级人教版必修1第三章第5节

力的分解 教学设计

西安交通大学附属中学

陈虹峰

一、课题

力的分解

二、教材分析

《力的分解》是本章相互作用的重点和难点内容，是高中物理中教学难度比较大的一节课，是在前面学习的力的基本知识的基础上，和实际情景相联系进一步深入研究分析解决力问题的基本方法。本节内容属于理解和掌握的层面，在教材中贯穿联系实际情景的实例，让学生从实际情景中体会等效与替代的思想，总结归纳出从实际力的作用效果出发找到力的分解原则和方法。再应用此原则和方法于具体的问题和情景中。

由于内容多且难度较大，所以这节课采用翻转课堂的设计思路。

三、学情分析

高一理科重点班学生理性思维比较好，学习习惯非常好，对已有知识巩固也比较到位，自主学习能力比较强，且好奇心强是其现阶段心理特征之一，对事物充满探究的欲望，热切希望究其本质喜欢探究，因果认识兴趣浓厚，分析问题的能力有所提升，学生已具备一定的抽象思维能力以及探索分析概括能力，所以，本节课在课前预设一个自学部分内容，通过一段视频投放给学生（放在校园网上，以便随时观看），在视频中预设层层问题和相关情景及实验引导学生自主探究，体会力的分解原则和方法，最后布置三个能总结归纳出力的分解原则和方法的相关问题。由于学生具有一定的自学、探究的能力，所以本节课设计为“翻转课堂”的形式，并据理科重点班学生学习能力强的特点加深探究问题的难度，进行拓展探究，通过预设问题，引导学生分组自主探究。

四、教学目标

（一）知识目标：经历实验和分组探究过程，理解力的分解是力的合成的逆运算，会用平行四边形定则确定分力；掌握力的分解根据实际需要和已知条件确定分力的方向的原则和方法；

（二）能力目标：通过探究过程，感受“等效替代”思想在力的分解中的应

用；尝试运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题，培养自己将物理知识应用于生活和生产实践的意识；培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。

（三）情感态度价值观目标：通过自主探究，分组合作，共同得出结论的学习过程，提升了学生科学探究的能力。

五、课型：新授课

六、课时：一课时

七、教学重点：运用平行四边形定则进行力的分解，探究实际问题中力的分解依据

八、教学难点：力的分解的依据和方法

九、教具：橡皮筋、钩码、带白纸的薄木板、、刻度尺、圆规

线绳、三角支架、铁丝、台秤、斜面（带海绵）、物体、小车

十、教学方法

（一）预习视频中的教学方法

将教材中拖拉机拉着耙，对耙的拉力的分解和在斜面上的物体所受重力的分解两个例子拓展为四个，即加上在橡皮筋中间挂一钩码，钩码重力的实际分解和三角支架问题中力的分解，采用视频呈现情景和学生自己做的实验视频资料再配

以引导问题让学生在预习时顺利地自主学习探究。主要采用如下几种教学手段：

1、实验探究法：包括演示实验和学生自主操作的实验。物理规律的研究起始于实验，在实验中通过探究，归纳出一般规律。所以在视频教学中呈现相关的演示实验如用电子台秤演示斜向上拉力对物体的作用效果等，也呈现了学生自主操作的实验如两个学生利用圆规和钩码感知手尖和手指受力情况等。

2、问题情境探究法：预设层层递进的相关问题，引导学生主动、有序、渐进地探究，有助于学生避免偏离探究主题盲目探究同时引导学生对重点和难点的问题深入探究，使探究的过程顺利展开。

（二）翻转课堂中的教法

《基础教育课程改革纲要》指出，“要改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。”针对学生自主学习能力强，已经提前通过视频自主探究本节的内容，所有本节课继续深入探究力的分解方法和应用，主要采

用如下几种教学手段：

1、分组探究法：由于学生自主学习能力强，将学生分成小组，对探究的问题分组合作探究，总结归纳，汇报结果。让学生经历科学探究过程，掌握科学研究方法，从而突出重点，突破难点，达到教学的三维目标；

2、讲授法：通过对学生汇报的结果进行分析、比较，引导启发学生，步步深入的过程中顺理成章地归纳出力的分解方法

3、问题情境探究法：预设层层递进的相关问题，引导学生主动、有序、渐进地探究，有助于学生避免偏离探究主题盲目探究同时引导学生对重点和难点的问题深入探究，使探究的过程顺利展开。

（三）学法

1、实验探索法:本课创设了有趣的物理实验，反复思考物理现象的原因和结果，有助于培养学生的实验观察能力和知识的迁移能力。

2、比较总结法：通过对现象的讨论、分析、比较、总结出物理规律的过程，有助于学生分析能力和综合能力的培养。

3、合作探究法：本课在翻转课堂上让学生分组合作探究，在相互合作，共同探究的过程中得出物理规律，有助于培养学生自主、合作、交流、分享的学习习惯。

十一、教学过程

教学步骤

教师活动

学生活动

学生可能会根据上节课力的合成举出许多实例

设计意图

通过身边的生活实例提出问题，引发学生对知识的探究欲望；

第一部分：预习视频

的教学过程

（一）创设问题情境提出问题：

引入新课

那么能不能对同一物体施生活实例：力可以推加不同的力达到同一作用动物体前进；力可以效果呢？请同学们联系身使橡皮泥发生形变，边实际情况想一想

即力可以使不同物

体产生不同的作用

效果。

通过课件展示将已知力F

作为平行四边形的对角

学生对问题进行思考，认识到问题的不确定性，顺势得出结论

给出相对应的生活实例，提高学生解决现实物理问题的能力，实现理论联系实际，学以致用。

生活实例：两人共同线，那么与F共点的平行提一桶水和一个人四边形的两个临边就表示提一桶水。从而在复力F的分力。提供两个分习力的合成的基础上提出力的分解的概念。

力的多种情况，使学生认识到问题的不确定性，即得出结论：如果没有条件力的分解：已知限制，同一个力可以分解一个力求它的分力的过程叫力的分解，由力的合成和力的分解的概念可以看出力的分解是力的合成的逆运算，力的合成过程遵守平形四边形定则，那么力的分解过程也遵守平形四边形定则

（二）新课教学

1、实例探究

【实例1】

在橡皮筋中间挂一钩码，分析钩码重力的实际分解过程。

此模型在生活中有许多实例，举出两个实例让学生体会。滑索、吊床等

将钩码吊在橡皮筋中央位置，作图得出此时钩码重力的分解过程。（引导学生依据力的实际作用效果确定两分力的方向，依据平行四边形定则确定分力的大小。）根据做出的图讨论交流得出结论：钩码重力的分解依据钩码对橡皮筋的实际作用效果进行分

思考设置的3个问题：1. 钩码重力对两边橡皮筋的作用效果分别是什么？

2.是否可以依据钩码重力对两边橡皮筋的作用效果来确定钩码重力的两分力方向？

3.如何确定两分力的大小？

在探究出以上三为无数对不同的分力

通过对设置问题的思考，得出结论的同时就得到了钩码重力的实际分解的方法

解。

个问题的同时得出钩码重力的实际分解的方法

通过实验过程分析老师提出的问

【实例2】斜向上拉实验现象及引导分析：台物体时拉力的分解。

秤示数减小：说明物体对[演示实验]：用台秤的压力减少，进而说电子台秤演示斜向明对物体有上提的效果；上拉力对物体的作同时物体向前运动：说明用效果：用斜向上的在水平向前方向物体受到力拉物体沿平板台拉的作用效果。即斜向上秤运动，让学生观察拉力两分力的方向为竖直台秤示数如何变方向和水平向前方向，在化？说明什么？

依据平行四边形定则做出两分力的大小

【实例3】：斜面上题，在分析问题由实验现的基础上掌握斜象，通过引向上拉物体时拉导学生分力朝两个方向的析得出结作用效果。

论。

把一个物体放在倾角学生思考实验现

由实验现象，通过引导学生分析得出结论

物体重力的分解过为斜面上。物体受到重象：物体放在带程。同时介绍正交分力，大小为G，方向竖直海绵的斜面上，解法。

【实例4】：三角支架问题

探究目标：三角支架一端吊一砝码，砝码向下。重力产生怎样的作从海绵的形变说用效果？如何分解？；两明物体有压紧斜个分力的大小与斜面的倾面的效果；物体角有什么关系？

探究目标：三角支架一端吊一砝码，砝码重力的分沿斜面向下运动说明对物体有沿斜面下滑的作用效果

在进行钩码重力的分解时让学生通过自主探究实验感知钩码重力的两个分力的效果。

重力的分解问题；说解问题；说明同一个力作明同一个力作用与不同物体力的分解效果不同。

用与不同物体力的分解效果不同

说明：由以上两个不同的三角支架问题说明同一个力作用与不同物体力的分解效果不同

两个学生利用圆规和钩码感知手尖和手指受力情况；通过自制教具（铁丝）让学生感知两分力的作用效果。也可以通过一学生胳膊叉腰和抱头，另一学生向下拉他胳膊肘来体会。学生交流总结钩码重力的两个力的方向，在利用平行四边形定则做出钩码重力的两分力

学生对呈现的问题通过上面的实例思考、总结

引导学生进行实验，注重培养学生分析问题、解决问题的能力。

通过对以上4个实例的探究学生再根据这3个引导问题，比较容易地得出力的分解原则和方法

2、通过对以上实例

的探究，总结力的分

解原则和方法

设置3个引导问题作为作业让学生自主探究

第二部分：翻转课堂

的教学过程

学生总结汇报视频中预设的问题和相应的较为简单的练习题。

由于是理科重点班的学生，在一定情景和问题的引导下，学生完全有能力总结出力的分解原则和基本方法

在已经总结出力的分解基本方法后，为能够分析具体的复杂问题，需进一步探究在具体问题中按已知条件进行力的分解问题，让学生分组合作探究，总结结（一）通过对预习视引导学生回答预设问题的频中问题的分析，总同时总结力的分解原则和结得出力的分解原则和基本方法

基本方法

（二）能力提升环节

给出三个问题让学生探究

学生合作交流，1、拓展探究

除了在实际情景中按力对物体产生的问题1：已知合力和两个自主探究并展探分力的方向时，如何进行究成果：通过展力的分解？

台直接展示成效果分解力，还有些问题2：已知合力和一个果，并配有学生问题是题目中已知合力和分力的一些分力的大小和方向时，如相应的讲解，教何进行力的分解？

师给予必要的引信息，应用力的分解问题3：已知合力以及一导

知识进行求解，即按个分力的大小和另一个分

已知条件进行力的分解

在探究出按已知条件进行力的分解的方法后给出一个相关的练习

力的方向时，如何进行力

的分解？

问题：把一个80N的力F学生自主练习，分解成两个分力F1、F2

其并汇报结果

中力F1与力F的夹角为

300，求（1）当F2最小时，

另一分力F1的大小（2）

F2=50N时，F1的大小

2、拓展应用

在实际生活中力的分解的方法应用广

论有助于学生知识的构建

通过相关练习巩固按已知条件进行力的分解的方法

通过具体的实际情景的探究体会力的分解在实际生活中的应用

问题：和实际生活相关的

问题探究生活中的物理知

识无处不在。如图所示是学生在实际情景我们衣服上的拉链的一部中探究力的分解分,在把拉链拉开的时候,方法的具体应我们可以看到有一个类似用，并汇报探究泛，学生需要解决实三角形的东西在两链中间的结果

际生活中力的分解运动,使很难直接分开的的相关问题，给出问拉链很容易地被分开,关题实例，让学生自主于其中的物理原理,以下探究

说法正确的是(

) A.在拉开拉链的时候,三角形的物体只是为了将拉链分开, 并没有增大拉力

B.在拉开拉链的时候,三角形的物体增大了分开两拉链的力

C.在拉开拉链的时候,三角形的物体增大了分开 拉链的力, 但合上拉链时减小了合上的力

D.以上说法都不正确

3、课堂小结

教师引导，学生总结

学生自己设计表培养学生的科学素格记录实验结果养，让学生或在书中图中画更多角度地参与教出实验结果

学活动

学生对本节课进培养学生总结、表达行总结

的能力

十二、课后作业

完成课后习题。

十三、板书设计（学生展示）

力的分解

一、力的分解方法：依据力的实际作用效果分解；分解时遵从平行四边形定则。

二、力的分解步骤：

1、根据物体或“结点”所处的状态分析力的作用效果

2、根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向

3、依据两个分力的方向画出平行四边形

4、根据平行四边形，利用数学知识求解分力的大小

三、按已知条件进行力的分解（学生投影展示）

1、已知合力和两个分力的方向时，如何进行力的分解

2、已知合力和一个分力的大小和方向时，如何进行力的分解

3、已知合力以及一个分力的大小和另一个分力的方向时，如何进行力的分解

四、在实际情景中应用力的分解：按力的作用效果应用力的分解方法进行分解

十四、反馈评价

新教材，新理念，新的教学设计，一切都是为了更能调动学生学习得主动性，让学生变被动的学习为主动的探究，认知、构建新知识，要完成这一任务，当代教师的责任重大，探究适合新教材得教学设计十分重要，所以我将这节课针对学生的特点设计成了课前通过视频预习环节和翻转课堂即让学生自主深入探究的教学过程，并且在视频预习阶段让学生将通过相关情景和实验自主探究力的分解原则和基本方法，因为是理科重点班，他们完全有能力进行自主探究并能够在自主探究的基础上对预设问题给出比较正确的结论。在接下来的翻转课堂中集中精力让学生合作探究重、难点，并应用于具体的实际生活中，今后我将不断努力探究更多更好适合新教材得创新型教学设计