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【设计思路】从物理现象提升到物理模型,就是由生活现象提升到科学研究。
学生在这个过程中要达成学习目标,掌握有关知识,形成综合能力,需要对零散的知识进行总结、归纳,形成相对完整的知识体系。
只有知识体系得到建立,学习规律得到把握,学习能力才能得以提升。
实验二:斜面上的物体所受重力的分解(视觉放大的原理)
在两个互相垂直的斜面上分别铺上两块海绵,在直角位置放上一个重物,观察重物的重力的作用效果(观察海绵的变化)。
【探究互学】小组讨论:海绵形变是哪个力产生的作用效果?在哪些方面产生了效果?可以怎么分解?
【展评激学】提炼实验现象(如下图):
平行斜面的海绵发生凹陷:重力在垂直斜面的方向上产生了压的效果;
垂直斜面的海绵发生凹陷:重力在平行斜面的方向上产生了压的效果。
结论:竖直向下的重力在斜面上产生了两个效果:一个沿斜面向下、一个垂直于斜面。
因此竖直向下的重力可以分解在这两个方向上。
深入引导:假如这是一辆小车在上坡,那么此时F1在这里起到了什么作用?肯定是阻力的作用,而这种阻力的作用影响了我们的生活。
我们怎么才能减小这种阻碍的作用呢?自然想到公式里面可以减小角度θ,生活中怎么才能减小角度呢(即减小坡度)?自然过渡到让斜面更加长一点,这就是生活的现象:为什么我们在修桥的时候要修很长的“引桥”
(如下图)。
【设计思路】呼应到上课开始提出的问题:体验物理是学以致用的,学习物理可以提高我们的生活质量。
肖川教授说过:“完美的教学一定能让学生感受到理性之美、科学之美、智慧之美;感受到人类心灵的博大与深邃;感受到人类所创造的文化的灿烂与辉煌;能够唤起学生对于生活的热爱;唤起学生对未来生活的热烈憧憬与乐观、光明、正直的期待;能够以新的眼光审视生活,洞察人性物理。”
这也是物理学的一种美的体现。
揭秘“四两拨千斤”
(如下图):
【探究互学】观察这位女同学的拉力在哪些方向上产生了作用效果?
这些效果引发了什么现象?为什么可以达到这样的效果呢?
【展评激学】实验现象:当中间的同学稍微用力,两边的同学都向中间移动。
请女同学谈一下自己的小小拉力为什么可以把两位大力士很轻松的拉动呢?自己的拉力在哪几个方向上产生了效果?
提升物理模型(如下图):
1.女生的拉力产生了如图中F1、F2方向上的作用效果,即女生的拉力在绳子中点产生了把左右两段绳子沿F1、F2方向拉长的效果;2.根据平行四边形定则,女生拉力的分力F1=F2=F2sinα,即F=2F1sinα。
由于开始时绳子几乎是水平的,α很小,sinα几乎为0。
所以,即使F1、F2很大,F也较小。
三、课堂小结
通过上面的不同例子,可以得到结论:在实际问题中,我们往往以力的实际作用效果来分解力。
分解的步骤及方法是:1.明确对象:明确要分解的力,并画出该力的示意图;2.确定效果:由该力而引起的形变或运动趋势效果,确定该力的两个作用效果;3.画出分力:根据该力的两个作用效果,确定两个分力的方向,并画出两个分力的作用线;4.作出图示:由该力的箭头尖端出发,作两个分力作用线的平行线,构成一个力的分解的平行四边形;5.求解分力:一般在平行四边形内的三角形中,利用几何关系计算分力大小。
【设计思路】教师引导学生对本课所学知识进行梳理,对普遍性的问题进行总结,对规律性的问题进行归纳,形成知识体系,挖掘知识所蕴含的人文哲理,形成良好的情感、态度、价值观。
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