6. 力的分解精品学案

2018年北京市中小学优秀教学设计评选

教

学

基

本

信

息

课题

是否属于

地方课程或校本课程

学科

相关

领域

教材

物理

学段：

高中

力的分解第二课时

力的分解在生活中的应用

否

年级

高一

高中物理

力学

书名：

物理

必修一

出版社：教育科学出版社

出版日期：2017 年

6 月

教学设计参与人员

设计者

实施者

指导者

课件制作者

其他参与者

姓名

孟宪宝

孟宪宝

朱志勇

包建娇

孟宪宝

单位

大兴区第三中学

大兴区第三中学

大兴区教师进校学校

大兴区第三中学

联系方式

15811418325 15811418325 13651006800 69203830 15811418325

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2018年北京市中小学优秀教学设计评选

指

导

思

想

与

理

论

依

据

2017版新课标中指出：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。

本节课是以拔河问题为线索，使学生经历科学探究过程，通过合力与分力的关系增强其相互作用观念，再利用力的分解知识决实际问题过程中经历构建物理模型等过程解提升其科学思维，形成严谨认真、实事求是的科学态度，从而提高学生的科学态度与责任。

教

学

背

景

分

析

教

学

内

容

分

析

：

2017年版《普通高中课程标准》 1.2相互作用与运动定律中对力的分解要求为：

通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。能分析生产生活中的实际问题。

本节课之前学生已经学习了力的概念、力的图示及力的分类、力的合成与力的分解第一课时。

本节课为力的分解第二课时，定位为：

1.

应用力的分解知识解决实际问题

在解决实际问题的过程中，

着力提升学生的核心素养

2.

矢量

矢量是跨学科的大概念，在物理学中如

力

速度

加速度

冲量

动量

电场强度

磁感应强度都是矢量，同时，矢量是数学、物理学和工程科学等多个自然科学中的基本概念。

矢量是不同于标量，它的运算遵循平行四边形定则。学生要通过力的合成与分解掌握力的平行四边形定则，为后续的矢量学习、为牛顿力学乃至整个高中物理的学习奠定了基础。矢量及矢量计算为培养学生的“科学思维”这一核心素养提供了良好的素材

3.等效思想方法

等效思想和等效方法是物理学中的基本思想方法之一，也是一个跨学科的思想方法。不论是对之前学习的“重心”，还是将来要学***抛运动”，“电路分析”等等都具有实际意义。对学生理解客观规律，提升核心素养是十分有意义的。

2

2018年北京市中小学优秀教学设计评选

学

生

情

况

分

析

：

针对本班级的具体情况，在课前以家庭作业的方式，印发了一个问卷，用来了解学生的知识储备情况。问卷为四个问题：

1. 如何理解合力与分力关系中的“等效”；

2.什么是力的合成，请举例说明；

3.什么是力的分解，请举例说明；

4.谈谈你对矢量及其运算的理解。

基于有效问卷的分析：

1. 学生知道合力与分力的概念，知道力的合成与分解遵循平行四边形定则,学生们头脑中固有标量的运算法则对于新知识的学习带来了很大的干扰，学生们大部分仅限于平行四边形定则及正交分解法可以解决问题，但在问题的分析中不够深入，不够透彻。尤其大概念层面的矢量概念缺失。

2. 能够列举一些力的合成与分解的实例，但其视野很有限，往往只局限在课堂上老师老师举过的几个典型例子，且分析不够深入

3.

能够对等效进行简单的直接描述，而对于“等效思想”“等效方法”理解尚处于较低的阶段。

教

学

目

标

设

计

通过创设拔河的问题情境，以实际拔河胜负来引发学生的认知冲突，在解决拔河问题过程中展开课堂，以问题引领的方式，带领学生体验问题、证据、解释、文流等，以期提高学生的科学探究这一核心素养。

用力的传感器再现合力与分力的矢量性、等效性、分力大小与夹角关系问题，提升学生对“运动与相互作用”的认知，进而提高学生的物理观念。

再利用分力与合力的关系解决提水、单杠悬垂等实际问题，进而通过体验汽车拉力器，并将知识迁移到起重机、压榨机、千斤顶应用，体验力的分解知识带来的震撼的同时，提升了学生对实际问题的建模能力，科学推理和科学论证能力，同时，也能体会到矢量计算及等效思想的应用，能够有效的提升学生的“科学思维”这一核心素养

最后再回到拔河问题中，一步一步建立力的分解物理模型，最后将结论用实验进行验证，并由此推而广之，在“冻雨”“弯曲的电线”等用来巩固学生的科学思维这一核心素养，在“36小时更换整座北京三元桥”中体会科学技术带来的震撼，伴随学生的爱

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国热情油然而生，其“科学态度和责任”这一核心素养也得到了进一步提升。

基于以上分析，制定本节课的重难点为：

本节重点：通过力的分解在生活中的应用过程，培养学生

建立物理模型的能力

和

对矢量、等效思想的理解

本节难点：通过力的分解在生活中的应用过程，培养学生

建立物理模型的能力

和

对矢量、等效思想的理解

教

学

方

式

演示法、实验法、探究法

技

术

准

备

技术准备：

1.准备一条拔河用绳

2.准备力的传感器及四个钩码

3.准备千斤顶一个

4．熟练多媒体设备、制作PPT

4

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流 程 图

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教 学 过 程

教学环节

创

设

情

境

引

入

新

课

动

态

实

验

2.让学生推举班级最有力量的同学来实际参加拔河比赛；同时教师指定班级内力量最小的同学来参与

3.提出问题：

可否利用力的分解知识来帮助力量小的同学赢得比赛？

4.力的传感器做实验

两名力量悬殊的同学到讲台参加拔河比赛，其他同学观看并思考

观察，思考，进行知识回溯

力的分解遵循平行四边形定则

1>当合力一定时，两个分力的夹角越大，则分力越大. 2>分力是可以大于合力的，只需要夹角够大

1.出示拔河图片

提出问题：如何才能赢得比赛？

学生进入生活情境中，

通过思考可以大致得出：力的大小是关键

创设物理情境

引发学生思考

形成认知冲突，激发学生创新思维

借助传感器，

提升学生对相互作用观念

提升学生对“矢量计算”的认识，

4

教师活动

学生活动

设计意图

时间

分钟

4

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2018年北京市中小学优秀教学设计评选

小

试

牛

刀

学

以

致

用

二、用力的分解观点解决实际问题一

解决实际问题

分析、讨论实际问题；从力的分解角度去解决

（1）两人共同提起一桶水，怎样才能更省力？

（2）做单杠双臂悬垂，那种情况最省力？

思考：两种情况都是合力一定，而分力的夹角越小，则两个分力越小的情况

应用物理知识解决实际问题，

提升学生的科学论证能力，

为解决拔河问题做好知识准备

加深对“等效思想”的理解

培养建模能力

由定性分析到定量计算，

4

三、用力的分解观点解决实际问题

应用力的分解知识，作图求解

1.如何将汽车从泥潭拉出

8

2.若右侧不是汽车，而是通过滑轮提升重物，则是起重机的原理

通过计算，学生得到人用400N的力而产生了对车的2000N这一情况

体会不同机械之间相近的原理

通过对比，得到两个外形相距很远，但其物理本质是相同的

提升学生的科学推理能力

作图法，提升学生对“矢量计算”的认识

提升知识迁移能力，

提升学生对

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2018年北京市中小学优秀教学设计评选

知

识

迁

移

从力的分解角度阐述两种机械的工作原理，

1.估算压榨机的压力大小

2.体会从拉力器到压榨机再到千斤

顶的类比和知识迁移过程

4.继续类比：若将装置改为竖直方向，则可以产生压榨机与千斤顶等

科学本质的认识

从具体计算到估算，提升学生模型建构能力，知识迁移能力

提升科学推理能力

8

3.观看实际千斤顶的构造

培养学生用物理知识解决实际问题

压榨机

的能力，

4.学生动手操作千斤顶将一名体重较大的同学顺利举高

提升学生的创新能力

提升学生证学生们想到当把力量小的力作为合力，且分力的夹角很大时，力量小的同学将会赢得比赛，并实际操作8

四、学以致用，解决拔河问题

1>鼓励学生们出谋划策，利用力的分解知识，帮助力量小的同学赢得

据、解释、交流能力等科学探究能力

2018年北京市中小学优秀教学设计评选

创

新

实

践

应

用

拓

展

科

技

感

悟

比赛，并在课堂上付诸实施

2>对拔河问题进一步拓展

1>问题：用本节课实验中的钩码，同样可以赢得比赛吗？

鼓励学生交流想法，并付诸实施验证，交流

2>展示

冻雨图片；

燕子压弯的电线图片

用力的分解观点讨论发生的原因

观察一串钩码赢得两位同学的比赛过程，解释、交流

学生们大为震撼，创造性成果令学生们开心，其科学本质和科学态度得到很大提升

扩展视野，体会物理学的魅力

体会科技发展对人类社会的巨大贡献

提升学生的

科学态度与责任

6

2

五、视频展示：

36小时更换整座北京三元桥

总重1300余吨

每个平衡梁需6000个千斤顶

观看、思考、感悟

4

9

2018年北京市中小学优秀教学设计评选

板

书

设

计

3.7力的分解在生活中的应用

1.矢量及其计算

2.“等效思想”

3.应用一：提水、单杠悬垂

4.应用二：拉力器、压榨机、千斤顶

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学习效果评价设计

评价方式

学生自评方式,设置为A、B、C、D四个档

评价量规

1.

能对力的分解知识进行简单的语言阐述 评价为D 2.

能结合具体问题对“矢量”及“等效思想”进行阐述 评价为C 3.

能列举简单的力的分解知识在生活中的应用,并在具体应用中能用“矢量”及“等效思想”进行说明 评价为B 4.能够创新应用力的分解思想解决实际问题，并能够在复杂的问题中，准确建立物理模型，熟练应用力的分解思想解决问题，且对“矢量”及“等效思想”有熟练应用

评价为A

特

点

特

色

本节课主要有以下特点：

1.创造了真实的情境引导学生发现问题、解决问题，在发现问题和解决问题的过程中完成对力的“矢量性”及“等效思想”的深入理解

2.理论联系实际，提升学生的建模能力，让学生体会到从生活到物理，从物理到社会这一过程，提升学生的科学思维

3.利用力的传感器，使得学生对力的大小及在力的分解中各力的动态变化过程有非常直观的理解，简单，高效，提升了学生运动与相互作用观

从实际效果来看，学生们对这节课非常感兴趣，态度积极、参与热情、有深度、有广度，课堂气氛热烈，最后还通过科技带给祖国北京的巨大力量上升到了科学态度和责任高度。是一节学生喜欢的物理课，也是提升了学生科学态度与责任的一节课。

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