高中物理验证力的平行四边形定则教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

高中物理验证力的平行四边形定则教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理验证力的平行四边形定则教学设计学情分析教材分析课后反思

【课上互动区】

教师活动

学生活动

老师提问：

根据实验目的，本节课的操作具体目标是什么？

学生思考讨论回答：

操作具体目标：

（1）测量并记录共同作用于物体的两个力，以便于用平行四边形画出它们的合力即理论值F/。

（2）测量并记录单独作用的一个力即实际合力F，以便于与理论值F/进行比较。

一.思维碰撞，确定实验方案：

下面请同学们根据以下问题小组内讨论，并逐步确立实验具体方案：

【问题导思1】在本实验中，如何保证两个力F1、F2共同的作用效果和一个力的作用效果相同？

【问题导思2】如何测量F1、F2、F′的大小？

【问题导思3】如何记录F1、F2、F′的方向？

【问题导思4】第一次操作中，用两个力F1、F2拉橡皮筋时，应记录哪些内容？

【问题导思5】第二次操作中，用一个力F′拉橡皮筋时，应记录哪些内容？

学生展开讨论，并回答：

【问题导思1】在本实验中，如何保证两个力F1、F2共同的作用效果和一个力的作用效果相同？

使橡皮条与细绳的结点拉伸到相同的位置

【问题导思2】如何测量F1、F2、F′的大小？

弹簧测力计

【问题导思3】如何记录F1、F2、F′的方向？

结点O处描点，沿细绳描点,两点连线即F的方向

【问题导思4】第一次操作中，用两个力F1、F2拉橡皮筋时，应记录哪些内容？

0点的位置和F1、F2的大小和方向

【问题导思5】第二次操作中，用一个力F′拉橡皮筋时，应记录哪些内容？

F′的大小和方向

二.组内讨论，确定实验步骤：

老师：

请同学们根据刚才的问题，设计实验思路，并把以下实验步骤排序。

学生思考后，小组讨论结果，并展示：

小组讨论分析，将正确的实验步骤序号填写在横线上：

526418937或526418937

1.从力的作用点（位置O）沿着两细绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示。

2.把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

3.比较力F′的图示与合力F的图示，看两者是否重合。

4.用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录两个弹簧秤的示数。

5.用图钉把白纸钉在方木板上。

6.用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。

7.改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次。

8.只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳套的方向。

9.用刻度尺从O点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示。

三.具体实验

老师：

请同学们根据刚才探讨的实验方案，开始实验。

老师巡视，同时参与学生实验。

学生动手操作实验

实验成功后展示实验结果，并给出结论：

在误差允许的范围内，F与F/重合，平行四边形定则成立。

四.误差分析

老师：

造成误差的主要来源是什么呢？

【例1】

（1）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验结果如图所示，

其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳结点的位置。

图中F/是力F1与F2的合力的理论值；F是

力F1与F2的合力的实验值。

通过把F和

进行

比较，结论是在误差允许的范围内，F、与F/重合，平行四边形定则成立。

（2）下图中（A）（B）两图是两位同学得到的实验结果，其中哪一个图符合实际？

若合力测量值F′是准确的，则F与F′有误差的原因可能是哪些？

学生讨论回答：

四、误差分析

1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差。

2.弹簧测力计读数时会造成误差。

3.两次测量拉力时，橡皮条的结点没有拉到同一点，会造成偶然误差。

4.两分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。

五.观看规范的操作视频，思考注意事项：

学生观看并回答：

1.弹簧秤在使用前应检查、校正零点。

2.使用弹簧秤测拉力时，弹簧秤、橡皮绳、细绳应在与直面平行的平面内。

3.使用弹簧秤测拉力时，拉力应适当大一些，但不要超出量程.

4.在同一次实验中，橡皮条拉长后的结点O位置应不变。

5.实验总是有误差的，直接测车的力F与用平行四边形定则求出的合力F/可能不完全重合，但在误差允许的范围内，可认为重合。

六.创新实验：

老师：

高考考察的是学生设计，操作，分析实验的能力，不能照本宣科，同学们要有能力分析各个实验方案的实验原理，下面是两个创新实验，请大家分析它们的实验原理，并写在作业本上。

实验一：

实验二：

七：

课堂小结并布置作业

课堂小结

1.实验目的

2.实验原理

3.实验器材

4.实验步骤

5.实验误差分析

6.实验注意事项

作业：

完成学案内容，并完成巩固练习学案。

八.教学反思：

1.本实验的实验原理很简单，前提是学生要充分理解本实验的实验原理，在实验目的的驱动下，学生才能转化成具体的操作目标，比如为什么选择橡皮条作为受力物体，如何保证作用效果相同等，而这些环节需要老师在授课过程中慢慢渗透，逐步引导，否则很难达到授之以渔的效果。

2.在学生动手之前，老师很难将所有的注意事项跟学生交代清楚，而且也适合让学生先碰钉子，再改正错误，这就要求老师在巡视过程中注意抓住学生操作过程中出现的问题，并在最后加以总结。

学情分析

学生在初中只接受过求同一直线上二力的合力问题，升入高中后，开始接触矢量的概念，对位移，速度，加速度，力这些矢量有一点感性的概念认识，但对矢量运算的理性认识几乎没有，只有位移那儿好像有点儿模糊的印象。

他们更习惯于没有方向的物理量之间的代数运算。

平行四边形定则是学生第一次接触，但因为有些学生几何知识迁移能力较差，对力的平行四边形定则这一图形计算往往不习惯。

通过探究实验，则能加深学生对平行四边形定则的理解。

大多数学生对物理实验有一定的兴趣，但自主探究能力还比较薄弱，在实验时往往会出现顾此失彼，因此需要老师进行恰当的辅导，在此过程中培养学生的物理思维能力、分析能力、协作能力和表达能力。

一旦过了这一关，学生在认识上会有一次质的飞跃。

因此放慢教学过程，营造良好的课堂氛围为学生提供自主探究“力的合成法则”提供保障，让学生在探究过程中获得切身的体验，更有利于学生深刻理解矢量的合成法则，也才真正符合新课程理念物理教学的要求。

效果分析

实验课对刚进入高中的学生来说很新鲜，学生比较感兴趣，但学生的操作能力，自主探究能力还比较薄弱，在这样的情况下，我对这节课的学习效果还是比较满意的。

1.学生的积极性比较高，在操作过程中比较规范，有条理。

2.在梳理实验步骤的环节中，学生表现很好，能够很快的理解实验目的，小组内讨论的也很充分。

3.在实际操作过程中，大部分学生的实验数据比较准确，通过具体的操作，学生可以比较容易理解结论，并且对实验误差来源理解的也比较到位。

当然这节课也有不尽人意之处，比如为了让学生有充分的实验时间，中间实验过程有点儿长，导致后面时间有点儿紧张。

教材分析

《实验：

验证力的平行四边形定则》是人教版必修教材第三章第四节。

在此之前，学生已经学习了力的概念、力的表示方法及合力与分力的等效替代关系，由于“平行四边形定则”是矢量运算普遍遵循的规律，它为位移、速度加速度等矢量的分析奠定了基础，本节课的内容具有基础性和预备性。

本节课的教学重点是：

（1）合力与分力的等效替代关系；     

（2）如何提出实验方案并使实验方案合理可行； 

（3）实验数据的分析与处理。

本节课的教学难点是：

（1）合力与分力的等效替代关系；     

（2）如何提出实验方案并使实验方案合理可行； 

（3）实验数据的分析与处理。

验证力的平行四边形定则评测练习

1.（多选）在“探究求合力的方法”的实验中,下列说法正确的是　（　　）

A.用三个已校好的弹簧测力计才能完成此实验

B.用两个校好的弹簧测力计就可以完成此实验

C.用一个校好的弹簧测力计也能完成此实验

D.实验中弹簧测力计的外壳与纸面间的摩擦将会影响实验的结果

2.（多选）对于“验证力的平行四边形定则”的实验,某同学有以下认识:

以下操作可以减小误差的是（）。

A.实验中两个分力的夹角取得越大越好

B.细绳以及弹簧测力计所在平面必须与木板平行

C.拉橡皮条的细绳要长些,用铅笔画出两个定点的位置时,应使这两个点的距离尽量远些

D.作图要用细芯铅笔,图的比例要尽量大些,要用严格的几何作图法作出平行四边形,图旁要画出表示力的比例线段,且注明每个力的大小和方向

3.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上A点，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。

实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条至某一确定的O点，如图所示。

（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项：

其中正确的是__________。

（填选项前的字母）

A.两弹簧测力计的拉力必须等大

B.同一次实验过程中，O点的位置不允许变动

C.为了减小误差，两弹簧测力计的读数必须接近量程

（2）上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指下列说法中的______。

A.弹簧测力计的弹簧被拉长

B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变

C.绳套受拉力产生形变

D.使橡皮条在同一方向上伸长同一长度