力的等效与替代

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1、力的等效与替代粤教版教材 物理1模块 第三章第三节【课题】力的等效与替代（1课时）【教学内容分析】 1课程标准对本节的要求：通过实验，理解力的合成与分解。2教材的地位和作用：“力的等效与替代”是粤教版物理1第三章第三节的内容。本单元是在力的初步概念的基础上，应用等效替代的思想，通过学生自主探究，寻找两个力共同作用时的等效力，并最终归纳出：两个力与它们的等效力之间遵循平行四边形定则，为下一节“力的合成与分解”的教学打下坚实的基础。 矢量概念是高中物理教学中引进的重要概念之一，矢量与标量的根本区别就在于它们运算法则的不同。很好地掌握平行四边形定则是正确理解矢量概念的核心，也是以后研究所有矢量概念的

2、基础。3教材的编写思路：本章是研究物体间的相互作用，根据学生已有的知识基础，结合高中课程标准要求，同时考虑学生的思维能力，教材从学生容易理解的角度选取教材内容，并力求学生通过自己的探究活动理解相关的物理关系，让学生在进行自主学习的过程中学习物体间相互作用的有关知识。粤教版教材，考虑到学生数学知识的缺陷和思维能力的滞后，学生对力的合成与分解的思想理解困难，将“力的等效与替代”增加在“力的合成与分解”之前，目的是希望以这一学生容易理解的方法进行知识简化，让学生在自主探究过程中去“发现”相关的法则，在物理课堂教学中注重学生思维方式的培养和物理方法的渗透。4教材的特点：本章编写根据课程标准的教学理念，

3、注重科学探究的质量，使学生在获取知识的过程中提高科学研究的能力；教材内容贴近学生生活、贴近社会实际、贴近新科技，使学生探究自然规律的同时获得学习物理的乐趣，激发学生探究科学的热情。（1）充分体现探究过程在学生学习过程中的作用，让学生在实验与探究中自主获取知识；（2）突出学生学习的能动性和互动性原则，充分发挥学生的主体作用；（3）突出探究的自主性、多样性与完整性原则，让学生从熟悉的事物、现象、情境中进入学习，主动发现和构思问题；（4）教材内容注意联系生产和生活的实际，注重从有利于学生的“抽象与概括、分析与综合、推理与判断”等思维能力出发组构教学内容。5教材处理：本节从力的三要素切入，在复习知识的

4、过程中引出力的图示，让学生理解力的图示和力的示意图的区别，让学生从科学的表示法表示一个力，为本节的探究提供方法性的依据；然后从生活的等效的概念以及历史史实让学生理解等效与替代的概念；继而让学生自主探究得出两力的合成与分解的关系，为下一节明确力的平行四边形定则做准备。【教学对象分析】高一学生刚开始系统学习物理学科，第一次接触矢量概念，对物理思想和物理方法的渗透我们应该注意联系学生的实际，在学生初中的知识储备基础上，来确定完成本节教学所采用的探究实验。如果直接提出合力和它的分力是等效代替关系，学生会感到突兀，不易理解。进行平行四边形定则的实验探究，在以往的教学中，都会出现起点高，学生对实验的目的和

5、方法难以理解的瓶颈状。探究式教学的本质还是学习，是学生的一种循序渐进，自主体验式的学习过程，而不应该是学生盲目动手，无的放矢的教学过程。针对问题我们将此环节设计为三个阶段，分阶段地引导学生，增加寻找，作用在一条直线上，方向相同的两个力的等效力的实验探究，以及对成夹角的两个力的等效力探究实验方案的修正过程，大大提高了学生对方案设计的思考和研究。【教学目标】1知识与技能：（1）了解力的图示法，区别力的图示和力的示意图。（2）理解力的等效与替代的关系: 即从作用效果相同的角度进行力的相互替代。（3）掌握力的平行四边形定则。2过程与方法：通过实验探究方案的设计实施，在探究过程中理解等效替代的研究思想。

6、总结出平行四边形定则。3情感态度价值观：（1）培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。（2）通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。【教学重点】 力的等效与替代的关系，平行四边形定则探究【教学难点】探究实验方案的设计、实施与修正【教学策略设计】在教法学法上，突出教师的导，与学生在引导下的有的放矢。教法:问题情境法、多媒体辅助法 、实验探究法。学法:见“物”：学生对日常生活的观察，提出有价值的物理问题。建“理”：通过自己的分析、归纳、类比、整理等方法从这些现象中总结出物理科学规律。【教学用具】视频、故事

7、、课件Authoware、学案情景曹冲称象设问活动生活实例、活动演示活动马德堡半球寻找等效力生活中的等效与替代探究同方向两个力的等效探究成夹角的两个力的等效探究改进方案F=F1+F2方向FF1+F2方向平行四边形法则力力的三要素力的等效与替代实验器材：不同面值的等值钱币、不同阻值的等值电阻、木板、白纸、弹簧秤、带2根细绳的橡皮筋、三角板、刻度尺创设情景，设疑导入 生活链接，方法渗透小组活动，归纳小结方案改进，引申提高自主探究，发现新知【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【创设情景，设疑导入】情景引入：请同学讲述“曹冲称象”故事问题1：为什么可以用石头的重代替

8、大象的重？问题2：如何判断它们是等效的呢？引导学生通过已有知识经验和亲身经历体会物理情境。回忆已有认知，获得认知疑问，好奇心驱使学生进行思考。由已有认知经验出发，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。从情景中揭示等效与替代的应用，满足学生的求知欲，激发了学生的学习兴趣。【生活链接，方法渗透】生活链接：列举生活中由于等效而可以相互替代的例子1.钱币的等值替换2.电阻的等效代换情景1：两位学生提水与一人提水。情景2：十六匹马对马德堡半球作用与两头大象作用。引导学生回忆生活实例，并对学生列举的例子进行归纳总结。问题3：水桶处于什么状态？一个力与两个力之间什么关系？问题4：马德堡半球处于什么状态？两对力

9、间什么关系？学生总结：钱币、电阻之间的作用效果相同，可以相互替代。学生总结：力之间的作用效果相同，互为等效力，可以相互替代。用贴近生活的现象发掘等效与替代的例子，引导学生认识到等效与替代是一种普遍的思维方式和研究问题的方法。由此引出今天的主课题：应用等效与替代的方法来寻找等效力，探究寻找两个共同作用力的等效于替代的关系。引入概念：力、力的三要素、力的图示法小试身手：一个人用大小为60N、方向与水平面夹角为30的斜向上的力拉小车，请在图中用力的图示法画出这个力.大小： 方向： 作用点： 引导学生回顾已有知识，为实验探究做好知识准备，也利于提出实验设计方案修正与改善。回顾思考在前面的学习中，学生已

10、基本掌握了力的特征，但对力的图示还未牢固掌握，特别是标度的选择，因此要在复习提问中加以强调。【自主探究，发现新知】实验与探究1：方向相同两个力的等效与替代设计实验方案：实验数据记录表：123F1 /NF2 /NF /N实验与探究2：互成角度两个力的等效与替代（1）设计实验方案：实验数据记录表：123F1 /NF2 /NF /N引导学生分小组讨论设计实验方案，突破实验设计的难点。如何寻找到“等效力”。引导学生实施实验方案，记录实验数据，进而总结实验结果，得出结论。引导学生对生活中普遍存在的现象进行实验探究，得出更普遍的规律。这样学生就不会感觉科学知识的漫无目的，而是可以学以致用，解释生活中普遍的

11、现象。学生讨论交流并汇报实验设计方案，如何找到方向相同两个力的等效力。学生总结：方向相同两个力的等效力，大小等于他们的和：F=F1+F2；方向：与两个力在同一方向上。学生总结：互成角度两个力的等效力，大小：FF1+F2；方向：与两个力都不同方向。由最简单，同时作用在同一物体上，方向相同的两个力入手，学生设计实验方案自主探究，请一组学生汇报实验过程，特别提出，方案中是如何解决一个力的作用效果和两个力共同作用的效果相同的问题，记录实验数据，由数据总结实验结论。实验设计难点突破，如何判断力的作用效果相同而可以相互替代，由“曹冲称象”以及生活实例，突破重难点，突出一个“探”字。生活中更多的是互成角度两

12、个力的共同作用，由此过渡到对这样两个力作用的探究，寻找它们的等效力的规律，学生发现找不到规律了，对学生已获得知识形成质疑冲击，为什么会这样，是不是真的没有规律可循呢？突出一个“疑”字。【方案改进，引申提高】实验与探究3：互成角度两个力的等效与替代（2）方案欠缺，由同学提出改进方案实验数据记录：用力的图示法记录力的三要素通过老师的进一步引导，提高学生的实验设计及科学研究的能力，将规律教学实用化，让学生感受到物理的科学性。互相讨论，交流想法，进而突破难点。学生总结：互成角度两个力的等效力，以表示两个力的线段为邻边作平行四边形，则这个平行四边形中表示两个力的线段所夹着的对角线表示等效力的大小和方向。

13、实验过程我们是否忽略了力的某些特征？由学生讨论交流提出应该同时记录力的方向、大小、作用点，修正完善实验方案，进行第三次自主探究。突出一个“思”字。【小组活动，归纳小结】进一步完成实验探究，寻找互成角度两个力与其等效力间的变化规律。利用实验及多媒体辅助教学，引导学生思维，做到形象具体。同时注意做到点到即止，给学生留有思维空间。得出最终结论，互成角度两个力的等效力满足平行四边形定则。激发学生学习兴趣，培养学生收集生活信息，处理信息和独立解决问题，将所学知识总结成一般规律的能力。【板书设计】力的等效与替代1.力是物体与物体间的相互作用2.力的三要素：大小、方向、作用点3.寻找等效力方向相同两个力的等

14、效力大小：F =F1+F2；方向：与两个力在同一方向上互成角度两个力的等效力平行四边形【学案设计】力的等效与替代学案创设情景：请讲述“曹冲称象”的故事. 请从故事中发现曹冲的过人之处，他是如何称得大象的重量的.生活链接：请列举生活中等效替代的例子，并分析例子中是如何等效替代的. 一力的等效与替代生活链接：请列举生活中力的等效替代的例子，并分析例子中力是如何等效替代的.二力的图示力是物体与物体之间的相互作用.用力的图示表示力的三要素： 、 、 .小试身手：一个人用大小为60N、方向与水平面夹角为30的斜向上的力拉小车，请在图中用力的图示法画出这个力. 大小： 方向： 作用点： 三寻找等效力实验与

15、探究1：方向相同两个力的等效与替代实验设计：实验数据记录表：123F1 /NF2 /NF /N实验结论：方向相同两个力的等效力， .实验与探究2：互成角度两个力的等效与替代（1）实验数据记录表：123F1 /NF2 /NF /N实验结论：互成角度两个力的等效力， .实验与探究3：互成角度两个力的等效与替代（2）实验数据记录：实验结论：互成角度两个力的等效力， . 【教学反思】本节课注重在学生获得的各种体验中概括其知识共性，这是形成学生解决问题思路的正确教学方法。在学生掌握了力的图示、合力与分力等知识的基础上，让学生自主设计、实验探究，充分调动学生的学习兴趣和学习积极性，提供充分发挥学生自主学习

16、的学习过程（设计实验、收集数据、分析论证、交流），在活动中充分体现合作探究的学习方式；通过交流环节不仅体现了知识目标、过程目标的要求，而且体现了情感目标的实现，是三维目标融于一体的体现；让学生自主小结，及时得出结论，体现了理论和实践相结合的原则；既有实验的探究，也有理论的探讨，体现了物理学学习和研究的基本方法。从课堂表现看，学生对生活实例及实验方案设计、实验方案优化改善有较浓厚的兴趣，能积极参与讨论与交流、猜想与假设；借助多媒体手段，提高了课堂效率，优化了课堂教学。课堂教学过程中也发现了下列问题：1设计实验能力欠缺，设计出的实验方案漏动较多。2学生的作图能力不够，或不敢大胆实践，有个别组未能完成实验。等效法是科学思维的基本方法之一，它是在保持对研究问题具有相同效果的前提下，通过对物理模型或过程的变换，将复杂的实际问题转化为简单的理想问题来研究的思维方法。在本节课教学中引导学生在形成物理概念过程中运用等效法，使学生明确在分析和解答物理问题时，一般需要将生活语言转化为物理语言，精炼成数学语言；需要将复杂的问题通过等效法，提炼，简化，找出问题的本质，学生就会在学习中逐渐尝试用等效法开创性地解决问题。