高中物理《力的分解》教案

力的分解

设计理念

为适应21世纪科技、人材、技术经济竞争的需要，世界性的新一轮大规模教育改革已势在必行。教育改革的第一步所涉及的就是课程改革。在传统的课程观念中，课程被认为只是学科知识的载体，是教师传递知识的手段，是学生接受知识的媒介。这样，不仅使课程的创新价值被严重忽视，学生的创新意识也自然地被扼杀了。

现代教育观念认为，学生是学习的主人，在教学过程各要素中占支配地位。新一轮的教改课改要求我们，首先要自觉地更新和转变教育观念；在选择各种课型的教学模式和教学方法时，应符合学生的认知规律、思维过程和心理发展特点；根据具体教学内容和学生情况，对教材进行必要地加工处理；合理运用多种教学手段，极大限度地激发学生的学习兴趣。当学生对物理学习产生浓厚的兴趣和强烈的求知欲望时，就具备了克服各种困难的意志力，从而提高学习效率。

力的分解是第一章《力》的一个难点，是前面知识的延续和加深。力的分解所遵守的规律——平行四边形定则是矢量运算普遍遵守的规律。另外，力的分解所采用的等效替代思想为解决其他类似物理问题（如画等效电路等）奠定了科学的思想方法。学生的主要困惑在于：分力是否真实存在？如何正确分解一个已知力？因此，教学的重点应放在引导学生建立分力的概念和掌握按照力的实际作用效果分解已知力的方法。不必在具体的教学运算上多花时间。

本节课采用了指导——探索式教学模式，本模式依据美国心理学家布鲁纳的“发现学习”的教学思想，他认为学习是通过主动发现而形成认知结构的过程。在教学过程中，学生应在教师的指导下围绕一定的问题，依据教师和教材提供的材料，通过学生积极的思维活动，亲自探索和主动研究，使自己成为“发现者”，用直觉思维去感知问题情境，再运用分类、比较、分析、归纳、推理、猜测等高级的心理过程对信息进行加工处理，从而“顿悟”，以解决问题。

本节课主要运用的教学方法是实验探究法和讨论法，教学设计思路，即教学流程图如下：

分力与合力间关系，培养学生运用等效替代的科学方法研究问题的能力。

、情感目标：通过分析实际问题（如为何立交桥建有长长的引桥等）感悟知识的价值

课堂实录

片段一：设疑导入

师（微笑着）：我为大家准备了一根强度很大的绳子和一个重物，现在要请两位学生根据所给仪器按要求演示实验。

（学生猜测这两样东西能做什么呢？都想上来试一试，最前面的两位同学首先走了出来。）

师：请把重物提起。

（一位同学很轻松地提起了重物，并满脸自信地等待下面的要求。）

师（也轻松地）：请两位同学再将悬有重物后的绳子，各拉一端水平拉直。

生：怎么会办不到哪？（边操作，边疑惑地自言自语道。）

师（稍做得意状）：是不是他们的力气太小，再请两位大力士来试一试如何？

（学生的注意力全部被集中起来，兴趣被激发，并推选出班级的两位重量级选手。他们挥着手自信地走到前面，但费了九牛二虎之力也还是无法办到。学生们满脸的惊讶与好奇，有的学生甚至还跃跃欲试地想再体验一次。）

师（神秘地）：为何出现这种现象呢？要解决这个问题就需要我们学习第一章第六节——力的分解。（板书）

【教师自评】

在学过上一节力的合成之后，学生对力的分解及合力与分力已感觉平淡无奇，只认为两者是逆运算的关系，都满足平行四边形定则，别无其它实际用途。以实例设疑引入课题，不仅可以激发学生的学习兴趣和求知欲望，还可以使他们感受到任何知识都有其实用价值。

【专家评议】

教师不是以常规的提问复习式展开本节课的新课教学，而能大胆地从问题入手。可见，教师在备课过程中，不仅仅是备教材、备知识，同时能不忘记备学生，以学生的学习为主。根据学生好奇等心理特点，紧紧抓住他们的注意力后，再转入新课教学，开了一个好头。若能考虑将引入的演示实验，变为学生分组实验效果会更好。

【教师反思】

通过采用实例设疑导入新课，教学效率与效果都有明显提高。但也如高中物理教研院姚书元老师评议的那样，我只考虑到运用学生的好奇心理，却忽视了他们想全员参与的渴望。还有些学生下课后，到我这来非要亲自做一做，才肯完全相信。

片段二

师：请同学们猜想一下如何分解斜面上静止物体所受的重力？苗状（学生名字）。

生（猜想后）：根据我们刚得出的分解一个实际力的一般思路，物体在斜面上总有下滑的趋势。我猜想应分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个力。

师（点头赞许）：

想是否正确。（利用实物投影）这有一个可以改变倾角的斜面，表面粘有海绵、顶端钉有钉子，将拴有橡皮筋的重物放上，观察作用效果。

察作用效果的变化。

到的效果。

生（齐答）：

拉的更长。

师：为何会发生这种变化，利用几何关系，定量确定两分力的大小与倾角θ的关系。请两位同学到黑板演示。冯超、李瑶（学生名）。

（学生利用平行四边形如图，找出了正确的边角关系：G1=G·sinθ；G2=G·cosθ）师：此模型在实际生活中有哪些应用？

生（自由回答）：如公园的滑梯倾角比较大，因为θ越大，G1越大。（学生感受到知识的实用性，产生兴趣。）

师：那为什么高大的立交桥要建有长长的引桥？（教师投影展示实物图，学生分组进行讨论。）

生（自由发言）：为了让桥更坚固；为了使桥能建得更高；为了让桥更加美观。

黄平洋（学生名，举手发言）：我想应用刚学知识解释，长长的引桥可以减小上坡的倾角，因为若θ越大，G1越大，车辆上坡艰难而下坡又不安全。

师（微笑着）：同学们讨论的很好，你们所想到的都是当初工程师们所必须考虑的。（学生高兴）黄平洋同学则更准确地解释出引桥长的主要原因。（学生们表示同意，并想他投去了赞许的目光。）

【教师自评】

本环节通过改进演示实验，遵循放大可视性的原则，加深学生的感性认识，降低了判断力的几个不同效果（尤其是产生微小形变）的难度。把枯燥的知识带到了生活中去，为课堂注入活力，帮助学生消化理解新知识。

【专家评议】

本部分教学设计以猜想—验证—结论—应用的形式展开，猜想环节主要由学生参与完成；实验验证由教师和学生来完成；结论则是在教师引导下，师生共同完成；实际应用讨论环节给学生留出了充分的思考时间和思维空间。使学生在学习知识的同时，受到科学方法的熏陶，把传授知识和培养能力有机地结合起来。评价学生语言得体不挫伤学生的自尊心。改进的教具不单纯起到放大效果的作用，海绵上边缘涂了一道黑线，增加了可视度，并制成可改变倾角的斜面，使本节教学唯一的定量部分更容易被接受。充分展示和体现了教师的创造性劳动。

片段三

师：大家是否见过图中物体。（手指投影）

生（齐答）：在建筑工地见过。

师：那么你们是否知道它叫什么名字？

生：塔吊！（有的学生踊跃答到，有的同学则轻轻地摇头。）

师：没错。大家的知识很丰富，下面我们就来分解重物对塔吊的拉力我给大家准备了：重物、绳、一小段铅笔，你们要努力设计出模仿塔吊受力的实验，亲身体会一下拉力的几个不同作用效果。（教师巡回指导，启发学生。）

（学生大胆进行实验探索，设

计实验。有的同学还利用上身边的

仪器资源，如格尺等。学生们的参

与热情极高，脸上露出兴奋的表

情。不久，通过彼此间的相互启发

和不断地实践，有较多学生采用了

如图所示的方法。）

师：请设计出实验的同学展示

方法，并介绍一下他分别体会到拉

力的哪些作用效果？杨磊。（学生名）

生：我是这样做的，我的中指感觉受到沿绳方向的拉力，掌心感觉到笔尖给的压力。

（学生们又不禁动手模仿起来，自己切身体会。）

师（微笑表示赞同）：同学们你们是否同意杨磊同学的设计方案？

生（齐答）：同意。

师：那么是否也感受到同样的效果？

生（齐答）：是。

师：很好，请大家利用力的图示表示出拉力的作用效果。

（学生动笔尝试表达出从实验探索中得出结论，发现有所不同，积极进行交流讨论。教师选出各种不同的结论。）

师：下面我为大家展示一下同学们得出的几种不同

结论。（边说边进行实物投影）看起来每一个图都很眼熟，那么究竟哪一个是正确的呢？

师（片刻之后）：让我们找出正确的答案，并分析其它图示的物理意义。

（有的同学看到后，不禁笑起来，显然是发现了明显的错误。还积极主动地与他人交流、讲解起来。）

生（自由发言）：图1是受力分析图；图2是其中两个力的合成图；图3才是正确的拉力的分解图。

师（小结）：通过以上实验探索、成果交流、讨论辨析，我们应明确各种力的图示间关系。切勿混淆已学知识。

【教师自评】

本环节是指导——探索式教学模式的核心之处，使学生明白实验不仅仅有验证的功能，还具有探索得出规律的作用。这种任知过程设计的优点主要表现在：

1、过设计实验段创设出逼真的教学情景，有利于降低难度，突破难点；

2、有助于转变学生的学习方式，通过学生的主动探究，使传统的被动接受式学习逐渐向自主探究式的学习方式转化；

3、有助于开发学生的智力和内在的潜能，他们不在是被动地接受知识，而成为了科学家、探索者，逐渐地向具有创新精神和实践能力的现代人才转化。

学生的参与是教学过程变得丰富多彩，学习过程也变得轻松愉快。

【专家评议】

这部分教学是本节课的高潮部分，教师对教学过程、学生学习过程进行了精心的设计，并取得较大突破。成功之处表现如下：

1、注重发挥学生的主体作用，让学生自己动手、动脑，积极参与教学过程，参与获取知识的过程。如：亲自设计实验，体会力的不同作用效果。由运用他人形成的间接经验，变为探索出自己的直接经验。教师为学生提供了一次宝贵的体验知识形成过程的机会。

2、注重实验教学，充分体现出物理学是一门以实验为基础的科学，并有意识地渗透物理学的研究方法。按提出问题-实验探索-猜想（初步得出规律）-实验检验-结论的模式展开教学过程。这对学生的终身学习能力也是一个培养。

3、力求透彻、不苛求流畅。彻底摆脱了过去盖住错误、但求通畅的旧观念。能够结合具体学情进行教学，如成果交流展示部分的处理，使学生清楚了新、旧知识的关联和错误产生的原因。

4、在教学设计、具体教学过程中处处体现出教师的主导作用，但是又不包办代替，而是重视学生参与和学生思维能力的培养，让他们在教师所创设的情景中生动活泼地、主动地学习。

不足之处，在评价各种图示关系时，有些着急，还有学生不清楚产生不同结果的原因。

F

2

【教师反思】

将设计实验、探索规律引入课堂，确实有效地加深了学生对知识的理解。但同时也出现了，有的同学是在看热闹，还没等上升到理性思维，这个问题已经结束了。如何解决这种矛盾，能否将学生的参与面扩大到教学全过程？还有待于在今后的教学中做进一步探索与实践。总之，应力求学生学一点、透一点，而不是教师讲完就行了。

片段四

师：请同学们思考这个问题：两个人共同提一大旅行包，当两人的拉力相等时，提绳间的夹角是大些省力还是小些省力？为什么？（学生在先前实验验证、实验探索的基础上，已具备一定的研究能力和知识储备，因此很有信心。有的同学拿起身边的书包体会，有的则通过画力的分解图进行分析。）

（教师巡回指导，选出如图方法，进行展示。）

师：同学们分别通过实验、力的分解图示等各种方法得出结论。大家请看大屏幕，于佳寅同学的方法是不是更直观易懂？

生（齐答）：是。

师：由此我们可以得到这样一个分力与合力间关系。

师生（共同总结）：当合力不变时，两个相等的分力随其夹角θ的增大而增大。

师（高兴地）：理论来源于实践，同时也能指导实践。请同学们思考：空中索道的缆绳，是尽量绷直好，还是稍松弛一些好？

生（齐答）：松弛些好。

师（点头）：不错。继续思考：一位同学拉汽车没有拉动，汽车前方有一棵大树。现在给你一根足够长的粗绳，请你根据力的分解知识想办法拉动汽车。

（学生激烈讨论。）

生（邓新尧）：将绳的一端拴在车上，另一端拴在树上，尽量绷直。在绳的中间，垂直于绳的方向，加一个不太大的力，就可以在绳上获得一个很大的力。便可把车拉动。

（学生听后感到设计的非常精彩，集体鼓掌赞同。）

师（高兴地）：现在大家可以解释出刚上课时，老师提出的问题：为什么悬挂重物后的绳子不能被水平拉直？

生（踊跃举手，吴昊然）：因为拉直后绳中拉力的合力为零，无法平衡重力。

【教师自评】

本节课根据现代教学理论，课程改革对课堂教学的要求及学生心理发展规律，大胆改革教学过程，合理改进教学内容，设计了一系列的实例研究，激发学生兴趣。学生在一系列探索性实验中，动脑、动手、动口，全身心地投入，充分体现了“学生为主体，教师为主导”的教学思想。学生在教师不断地“启发”、“诱导”中亲自通过实验观测，去探索研究，从中获得新的原来并不知道的物理规律，这种以实验探究为手段让学生自己解开科

学之谜的方法，可以大大激发学生求知欲，调动学生的学习主动性，有利于培养学生的独立工作能力和创造能力。使他们能够心满意足地结束这次学习。

【专家评议】

本环节教学又解决了课堂引入问题，使整个教学首尾呼应，环环紧扣。教师注重理论联系实际，学以置用，让学生充分感悟知识的价值。以此培养学生实事求是的精神和作风，体现了素质教育的要求。为学生树立科学的人生观、正确的价值观起到积极的作用。通过实际问题分析，为学生创设了广阔的学习空间，没有学生会不喜欢参与到这样的学习中来。

置疑

将探索式学习与课堂教学相整合在本节课中取得了突破性进展，但如何将探索式学习有机地溶入到教学全过程，以缓解课堂教学时间紧张等问题，还有待于我们在今后的教学中不断的探索和实践。