《力的分解》
一、核心素質和課標剖析
初中數學學科的核心素質分四個維度:數學觀念、科學思維、實驗探究、科學心態與責任。而按照學科的特性和須要,對化學能力提出了五個方面的要求:理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用物理處理數學問題的能力以及實驗能力。中考數學中對五種能力的考察,雖然就是對化學學科核心素質的考察。本節內容,課標要求通過實驗探究力的分解,并會用所學知識剖析日常生活中的問題,突出了對中學生核心素質中實驗探究能力的培養。
二、教學內容剖析
本節內容是魯科版的中學數學選修一第五章《力與平衡》中的第2節《力的分解》,是繼第1節《力的合成》后,對力的矢量性、合力和分力的關系、力的平行四邊形定則的進一步加深理解和應用,是本章的一個重點。具體內容有力的分解的概念、力的分解的法則、在實際問題中分解力的方式、唯一解的條件、矢量相減的法則、正交分解等。應分為兩課時學習,本教學設計是第一課時。
三、學生學情剖析
中學生早已學習了合力和分力的定義,曉得了合力和分力的關系,理解了力的合成的平行四邊形定則,會用平行四邊形定則求合力的大小和方向,
所以理解力的分解的概念、力的分解是力的合成的逆運算、力的分解也遵照平行四邊形定則難度不大,但對怎樣在具體問題中分解力,尤其是怎樣確定分力的方向出現困難。
四、設計理念與思想
本節課內容與實際生活聯系緊密,我的設計理念是從生產生活中提煉出模型,再邁向生產生活。堅持以中學生為主體,創設大量豐富的實驗和情景:磅秤上提高物體,斜面上放置物體,在斜面和擋板間放置標槍,2B鋼筆上懸掛鉤碼等,讓中學生充分體驗和認識具體問題中力形成的實際療效,輕松突破重難點。[來源:學#科#網Z#X#X#K]
五、教學目標
1、物理觀念:
(1)理解力的分解是力的合成的逆運算,遵守平行四邊形定則。
(2)初步把握通常情況下力的分解要按照實際須要來確定分力方向的方式。
(3)會用畫圖法和直角三角形的知識求分力。
2.科學思維:
理解合力與分力本質上是從作用療效相等的角度進行力的互相代替.
3.科學探究:
通過將力按療效分解的探究,嘗試發覺問題、探索問題、
解決問題的能力。
4.科學心態與責任:
(1)培養中學生擅于交流的合作精神,在交流合作中發展能力,并產生良好的學習習慣和學習方式.
(2)體會化學就在身邊,有將化學知識應用于生活和生產實驗的意識。
六、教學的重點與難點
重點:(1)在具體問題中正確確定力的作用療效,進行力的分解。
(2)會用平行四邊形定則求分力,會用直角三角形知識估算分力。
難點:(1)分力與合力的等效取代關系。
(2)按照力的實際作用療效進行力的分解。
七、教學資源選擇
導教案+實驗探究體驗+合作討論+多媒體
教學用品:電子磅秤一個、帶有細線的滑塊一個、重錘若干,長木板一個、鉛球一個、橡皮筋若干
八、教學過程設計
(一)導出環節,設疑激趣
1、引入:觀看視頻,迸發
中學生的學習興趣。
2、復習:
(1)力的合成:已知幾個力,求這幾個力的合力。
(2)平行四邊形定則:求不在一條直線的兩個力的合成時,以表示這兩力的線段為鄰邊做平
行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。力可以合成,反過來,假如已知一個力,求它的分力的過程稱為力的分解。
(設計意圖:充分發揮多媒體的作用,通過展示、分析日常生活中應用力的分解的現象,讓中學生獲得豐富的感性認識,喚起中學生的認知沖突,實現理論和實際的結合,提升中學生理論聯系實際的能力)
(二)推動新課,推進素質
1、力的分解
(1)、力的分解:已知一個力,求它的兩個分力的過程。
(2)、力的分解也遵循平行四邊形定則:把已知力作為平行四邊形的對角線,平行四邊形的兩個鄰邊就是這
個已知力的兩個分力。
(3)、力的分解是力的合成的逆運算
(4)、同一個力可以分解為無數對大小、方向不同的力。即在不限制條件下,一個力有無窮多種分解方式
2、按力的療效分解:在實際問題中一個力到底該分解成如何的兩個力,要看力的實際作用療效。
(1)療效剖析一:斜向下拉水平面上的物體
[演示實驗]在一磅秤托盤上放一厚度合適的長木板,木板上放一重物,靜止時表針指示
一定的值,用一斜向下的拉力使重物在此木板上運動(運動距離不宜太長)力的正交分解教案設計,觀察磅秤讀數減
小,如圖所示。
師生共同剖析,力F形成兩個療效:使重物被向前帶動,同時把重物上提(彰顯在磅秤讀數降低)。這兩個療效相當于兩個力形成.水平力F1使重物前進,豎直向下的力F2使重物上提.F的作用療效可用兩個力F1、F2取代,F1、F2就稱作F的分力.通過物理知識可求得F1、F2的大小。
在實際問題中,力形成的作用療效常常是確定的,通過剖析可以找出其作用療效,因而確定兩分力的方向,再來進行分解,就可以得到惟一確定的解.
(2)療效剖析二:斜面上物體的重力的分解
一個靜止在斜
面上的物體所受的重力為G。依據生活經驗,它有使物體沿斜面下降的療效,還有哪些療效?(實驗演示)
班主任引導中學生:重力形成兩個作用療效,一是使物體壓緊斜面,一是使
物體順著斜面下降。依據此療效確定兩分力的方向,進行分解,得出重力的兩個分力:
G1=Gsinθ:使物體沿斜面下降G2=Gcosθ:使物體緊壓斜面
(設計意圖:彰顯“從生活邁向化學,從數學邁向社會”的理念。讓中學生體會化學與日常生活的密切聯系,因而培養中學生觀察生活現象的習慣,用數學語言解釋生活現象力的正交分解教案設計,提升中學生提出問題、解決實際問題的能力。)
(3)療效剖析三:對重力的療效進行分解
[演示實驗]
班主任演示,中學生剖析,得出標槍重力的療效,并依照此療效確定兩分力的方向,進行分解。最后通過物理知識可求得兩分力的大小。
【學因而用】:
1、思考:橋初二定,大橋很長目的是
哪些,這能降低重力的那個療效,有哪些益處?
斜面夾角越大,使物體下降的分力就越大,物體就越容易下降,若二橋的夾角較大,會使汽車下坡艱辛而上坡又不安全,是不可行的,故很長的大橋是為了減少分力G1。大路修成盤山狀也是這個緣由.
2、思考并回答新課引入中“四兩撥千斤”的數學原理。
思索:合力一定,
兩等大分力隨它們之間的傾角變化而怎樣變化?
總結:按實際療效進行分解的基本思路如下:
(4)療效剖析四:分發自制教具,讓中學生體會三角架上拉力F形成的作用療效.
做一做:取一根細線,將細線的一端系在手臂手指上,另一端系上一個重物.用一枝鋼筆的尾部頂在細線上的某一點,使細線的上段保持水平、下
段豎直向上.鋼筆的尖端放在手掌手掌(如下圖所示).你能覺得到手的什么部位有覺得?這說明哪些?
(設計意圖:小組合作實驗探究,通過實驗,剖析現象,培養中學生借助數學語言表述實驗現象、抽象概括總結化學
問題的能力,充分發揮了中學生的主體地位。)