一堂“力的分解”课的“说课”的教学方案_力的分解说课案
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一堂“力的分解”课的“说课”的教学方案
“说课”是近年来悄然兴起的教研形式.一般分为探索性、示范性和汇报性三种.学校或某一地区根据需要确定主攻目标,推一位教师制定出“说案”,包容研究学生、教材分析、确定目标和教学设计等主要项目.在开课前由这位教师向听课人在15分钟左右的时间内介绍自己的上述内容,接着就是上课与评课.打破原先不明施教人的意图,听了即评,在听课过程无侧重点.我市近年来在职教与普教中通过一百几十位教师参与这项工作,深感对教研活动注入了新的活力,无疑有助于教师间相互促进,共同提高.我有幸也参加了此工作,现将情况交流如下.1“说案”简介 1.1 研究学生
我教的建工班学生来自浙江22个县(市),男32人,女12人.他们初中时学的是《自然》课本,无单独学物理;现在根据专业全省规定使用的中等专业学校教材(工科各专业通用物理教本)是1979年12月第1版、1996年第16次印刷的第三版本,时、空跨度和学生年龄相仿;上一堂课的教学状况见《物理教师》1996年第5期《一堂“共点力合成矢量法则”教学随笔》一文,这班学生已初步树立预习而后再听课的习惯,又有解直角三角形和相似三角形问题的数学基础.1.2教材分析
本课由于学生矢量性的观念还刚刚开始建立,对力的分解的物理意义缺乏感性认识,对它的多值性难于理解,对这种运算还很不习惯,因此就造成了教学上的一大难点.但本节课又是建筑工程处理矢量分解问题的启蒙教学,从某种角度讲,这是一堂重中之重的关键课.1.3确定目标
(1)使学生了解平行四边形法则既是力的合成法则也是力的分解法则(即矢量的合成与分解法则)的辩证意义和实用价值.(2)力的分解主要从力的作用实际效果出发,还可按照研究问题的方便来进行.(3)能求在给定的条件下,已知一力求两个分力;会计算正交分解情况下的分力,又根据专业需要会用相似三角形对应边成比例的知识处理实际问题,为专业奠基.(4)透过知识,在唯物主义观点、科学分析的方法、实验和应用意识等方面有所长进,着力提高其素质.1.4 教学设计
(1)从客观实例中说明力的分解的必然性(即客观实际效果的必然现象).一流专家·一流技术·一流服务 中国精品教育软件──www.100soft.net研制开发 第2页
(2)从客观实例的分析中,说明力的合成的单一性和力的分解的多值性,以求达到从感性上认识和理解之目的.力的合成和分解都依据力的等效原则、解决力的相互替换问题,两者是互为逆运算.(3)力的分解在某些情况下,不是根据它产生的效果,而是按照研究问题的方便来进行.利用力的正交分解法解决此类问题,通过实际事例体会到力正交分解法的优越性.(4)做好实验,确定条件,搞清实物图和力示图的关联,围绕观察、实验、分析、运算及应用这一条主线展开.2 教学进程
上堂课我们顺应认识规律研究了力的合成,平行四边形法则.请回忆它的内容及应用时的注意点.(略)
事物总是既对立又统一的,今天我们来研究已知一力求其分力,乃是力的合成的逆运算问题.用大号字红粉笔板书课题:力的分解.2.1 观察生产、生活中的现象
图1所示事物的构成行为,已否见过?仔细观察,自然界这类问题千姿百态,极为普遍,这里面蕴有一个共同的道理,即一个力在一定条件下可同时产生两个效果,这种已知一力求其分力叫力的分解.2.2 力的分解条件
把一个已知力分解为两个分力时,必须根据实际情况,给出必要的条件才有确定的解,通常是以下两种情况为主:
(1)已知两分力的方向求它们的大小;
(2)已知一分力的大小和方向,求另一分力的大小和方向.2.3 力的分解大体以下四种情况
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(1)重力在斜面上的分解
参见图2所示.演示:用“T”字型塑料尺架成斜面,让一塑料砝码盒(内有砝码)摆在斜面上,观察到:斜面弯曲(见虚线状)和砝码沿斜面下滑,即码盒重力G产生的两个效果.分析:用彩色粉笔依其效果绘出oa线(红)ob线(黄),乃是两分力的方向,以G矢量的末端作出彼此对边的平行线截oa与ob线,则F1为平行于斜面下滑的G之分力,F2为垂直于斜面使产生形变的G之分力.例题:p.70习题(2)题.应用:沿斜面推物至上,螺旋千斤顶、劈„„.又如汽车开上桥,F1起阻碍作用,下桥起运动作用,为行驶方便与安全高大的桥要有很长的引桥,从而减小α而减小F1所为.为此在接触社会实际问题时要多看、多思.(2)力在支架上的分解参见图3所示的简易力的分解演示仪:在一木条上分别钉上a、b、c、d四个2寸铁钉,在a、b与c、d间分别用橡皮筋绕成四股的橡皮圈,ABC是一根较粗的铁丝折成,A、C处绕成松环便于套四股的橡皮圈,B处吊着一根拉绳.演示:参见图4,在力的分解演示仪的B处挂上重物G,观察到A处的橡皮筋凸出,C处的橡皮筋凹进.一流专家·一流技术·一流服务 中国精品教育软件──www.100soft.net研制开发 第4页
分析:作BB′线(红)与BB″线(黄),这凸出与凹进就是G在这两个方向上的两个效果,即G的两分力的方向.例题:①p.68[例题1]略.②参见图5.已知a、b、c及G求F1、F2,△AOB∽△OF2G∽△OF1G.应用:起重机支架、建筑桁架、斜拉桥钢索„„.斜梁所受张力处可用钢索取代,所受压力处非得用梁柱才行.(3)在水平面上所受拉力或推力的分解
演示:参见图6,观察到在水果台秤上摆放一重物,台秤示数为2,用F1朝斜向下推重物,台秤示数为3.用F2朝斜向上拉重物,台秤示数为1.一流专家·一流技术·一流服务 中国精品教育软件──www.100soft.net研制开发 第5页
分析:如图7,用与水平向下成α角度的F1推物体;
Fx=F1cosα与f方向相反; Fy=F1sinα与G方向相同.如图8,用与水平向上成β角度的F2拉物体;
Fx=F2cosβ与f方向相反; Fy=F2sinβ与G方向相反.将一已知力分解成x轴与y轴两个方向上的分力,这种方法叫正交分解法.这对较复杂的多力同时作用于一物体的情况下,将它们均分解成x、y轴方向的分力,而后把所有x轴的分力代数法合成为Fx,把所有y轴的分力代数法合成为Fy,最后采用直角三角形性质求其合力的大小和方向,便将复杂问题简单化.例题:P.68[例2]略.应用:机械工场装卸车、车站码头的推、拉车、机械上的连杆曲轴的传动机构的受力情况,若作仔细分析均属此例.(4)力的再分解
一个力经过分解后,分解出来的分力在一定条件下,又可以再次进行分解.如图9就是在一定的条件下利用力的再次分解,改变了一个已知力对物体原来的作用;来自船首左前方,作用在帆面PP′上的风力F,可以分解为垂直作用在帆面上的分力F1和沿着帆面滑过的分力F2.垂直作用在帆面上F1,又可以分解为作用在船体纵向上的纵推
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力F3和横向上的横推力F4,由于船体在横向移动时阻力很大,因此船体便在纵推力的作用下运动.此例主要说明力的分解还可按照研究问题的需要和方便来进行,力的分解的多值性.小结:(1)已知一力求分力叫力的分解,理论依据是矢量合成的逆运算;(2)从实际出发(看效果)作出实物图然后利用矢量定则作出力示图;(3)求分力:①作图法(在建筑上得到广泛应用);②计算法:正交分解(三角函数运算)与相似三角形对应边成比例法则运算;(4)矢量分解的多值性要有深刻的理解,这与建工专业有密不可分的关系.作业:略.3 评课:略.4 说明
(1)物理是一门基础学科,它为专业学科服务的思想不能移,但物理学科有其本身的体系结构和要求,绝不能将物理学科讲成专业学科,此关系必须理顺.(2)透过力的分解,力求往后延展一切矢量的分解,以提高处理实际问题的能力.(3)教学设计内容繁多,可因人而异,不论何种方法,其目的是一致的.所包容的主要方面:课题引入、演示实验的精选、突出重点、分散难点、抓住关键、板书步骤、例题精选、进程安排、素质教育、能力培养的有机结合等.一流专家·一流技术·一流服务