《相互作用》主题单元设计
第一课时
活动一：探究力的作用效果，引出并正确理解力的概念
1．导入情景、提出问题
①让我们来亲身体验一下力的存在和力的作用，要求：同桌双手相互推掌，一人处于被动，双方感受力的存在，如果用力还可以把人推开。问题：力产生了什么样的作用、力是怎样产生的？ ②学生展示课前收集的图片、视频、文字等资料，联系日常生活中身边熟悉的实例
2．学生发表见解
3．再创情境，归纳总结，得出结论
向学生展示实验器材：方木块，海绵。实验：手推方木块使之运动，手用力推海绵。 请学生总结：
（1）力可以改变物体的运动状态；
（2）力可以使物体发生形变；
（3）力是物体对物体的相互作用。
4．逐字分析，正确理解力的概念
学习活动设计（
针
对
该
专
题
所选
择
的
活
动
形
式
及
过
程
）
思考：（1）力能够脱离物体而独立存在吗？ （2）如何理解力的作用是相互的？ 引入：施力物体和受力物体的概念？ 结论：一个力总能找到它的受力物体和施力物体。 活动二：科学想象并体会，探索研究上述问题 提问：（1）用什么工具测量力的大小？ （2）力的单位是什么？ （3）力是标量？还是矢量？ （4）如何来表示一个力呢？（力的图示，力的示意图） （5）力的图示是根据力的三要素来表示的，力的三要素是指哪三要素？ 1.鼓励学生大胆地动手、科学地想象并体会，在这环节中，学生分组讨论上述问题，教师给以适当提示。 2．学生归纳总结 活动三：搜索重力知识，研究重力的三要素，引出并正确理解重心的概念
1．导入情景、提出问题
情景：让一物体自由下落。
问题：物体下落是什么力的作用呢？
2．搜索已有知识，引出新的知识
问题：（1）重力产生的原因是什么？
（2）重力的方向是怎样的？能否用实例说明一下？
（3）重力的大小如何计算？
（4）重力的作用点是什么？如何定义的？（等效替代）
分组讨论，并由代表回答。
3．再创情境，探索研究物体的重心位置
探究性问题：（1）物体的重心如何来确定呢？
（2）形状规则的物体的重心一定在其物体上吗？为什么？（讨论）
（3）物体的重心一定在物体上吗？与物体形状、质量分布关系？讨论并举例。探究性活动：用悬挂法测定薄板的重心位置。（测三角板、书本的重心）
第一课时
活动一：创设情景认识形变
1.用身边现有的物品进行演示. 请同学们积极思考，
演示一：取一把刻度尺，支住它两头，在其上放一重物，刻度尺被压弯.
演示二：取一根橡皮筋，下挂一串钥匙，橡皮筋被拉长.
演示三：取一根细竹棍，把它压弯后可以把跟它接触的物体弹出去.
问题：刻度尺、橡皮筋、细竹棍在各自的物理情景中有什么共同特点？
2. 学生归纳总结，得出结论
3.在刚才同学们所举的例子中，我们能看到物体明显的形变.把书放到桌子上，用手按压空玻璃瓶，书桌和空玻璃瓶能产生形变吗？
4.演示课本上微小形变的实验。
总结：
1.任何物体都能发生形变.
2.有的物体形变较为明显，有的物体形变极其微小.
活动二：巧妙设问理解弹力。
1. 用CAI课件再创情境，深度理解形变
（1）拉满的弓把箭射出去.
（2）压弯的撑竿把运动员弹出去.
(3) 跳水运动员被压弯的跳板弹起.
问题：①上述三个情景说明了什么？
②发生形变的物体为什么会对跟它接触的物体施加力呢？
③弹力是怎么定义的？
2. 学生分组对前面的演示实验及CAI课件中的物理情景进行讨论
3. 分析总结.
活动三：探索弹力及其方向
1.展示下面三种情况下的弹力：
①一本书放在桌面上，问题：书与桌面之间是否有弹力产生？
②在一根绳下挂一物体，分析物体与绳之间是否产生弹力作用？
③用手压或拉伸弹簧，感受弹簧的弹力作用
2.小组成员讨论下列问题
①弹力的产生条件是什么呢？
②弹力的方向？
③弹力的大小与什么因素有关系？举例说明
3．展示成果，汇报交流
各小组汇报研究成果，分享交流。
4．总结评价
教师总结评价，根据学生研究情况总结弹力的方向
第二课时
提出问题：探究弹簧的弹力与什么因素有关系？
活动四：
1.创设问题情景：学生使用弹簧测力计。
问题：①弹簧测力计主要由哪些部分组成？它是根据什么原理制成的？
②弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系呢？
猜想：根据使用弹簧测力计的体验，对上述关系进行猜想？小组内讨论交流一下
2.实验探究：（由于猜想不一定正确）为了验证你的猜想，请提出你的设计方案，完成实验探究。
3. 老师指导，学生分组实验（有些组使用的弹簧是不一样的）──分析数据──处理数据
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
可评价的要素
1、静摩擦力的存在以及判断静摩擦力方向
评价方法：使用量规（自评+小组内互评+师评）
评价指标：
①静摩擦力的存在的判断
②静摩擦力方向的判断
③能根据实际情况，判断物体是否受到静摩擦力
④实验过程符合实验规程，态度认真
⑤实验过程中，小组成员之间相互交流、配合，体现出合作精神
2、探究静摩擦力的大小
评价方法：课堂提问+作业
评价指标：
教学评价 ①最大静摩擦力
②两个物体间的静摩擦力可以是一个变力，它的大小可以在0与Fmax之间，即0＜F≤Fmax
③静摩擦力的应用
3.滑动摩擦力大小
评价方法：课堂展示+作业
评价指标：
①理解“相对运动”
②滑动摩擦力大小与接触面积无关
③滑动摩擦力的大小与正压力成正比，其比例系数由接触面的材料决定，称之为动摩擦因数（μ）
即： F=μFN
④分析总结能力，掌握控制变量的研究方法
专题四 力的合成与分解
所需课时 3课时
专题四概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
高中物理不仅因在知识内容上加深、拓宽而造成台阶，还因抽象思维、科学方法上要求提高而使不少学生倍感困难，所以帮助高一学生在初始阶段跨好初、高中台阶很重要的一件事是教会他们学习物理的方法，根据本节教材知识内容学生较为熟悉、易学易懂的特点，我们可将教学重心放在对物理学研究方法的传授上，使学生学会观察与思考、分析与归纳，基于此，本教案根据教材要求，主要设置了一个研究课题，课题以“提出问题——实验与观察——分析与归纳——总结与结论”为认知程序，引导学生既研究物理规律，又掌握研究物理规律的方法。同时全课设计了好几个演示实验供学生观察与研究，并对一些物理现象进行多媒体模拟；在“实验——观察——思考——归纳”科学方法引导下，使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。预期学习目标是写一份探究求合力的方法的实验报告。 本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
1、理解力的合成和合力的概念
2、掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。
3、要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。
4、理解力的分解是力的合成的逆运算，会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力
1．什么是合力及力的合成？
本专题问题设计 2.合力的大小和分力的关系是什么？
2．平行四边形定则的内容是什么？
3．什么是正交分解？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源 视频、图片、多媒体课件、实物投影仪等多媒体设备
分组用（木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、弹簧测力计、刻度尺、量角器、铅笔）。演示用（分
常规资源 力、合力关系模拟演示器，钩码，自制教具）。系绳的小车一个、自制多功能木板一块（一面贴有
白纸）、三角板两块、橡皮条一根（系有绳套）、弹簧秤两只。
教学支撑环境
其 他 具有多媒体操作平台的教室
活动一：力的合成(第1课时)
一．导入新课
1．利用多媒体课件，播放生活中的实例（一个大人和两个小孩分别提同一桶水）,说明两个或两
个以上的力的共同作用效果与一个力的作用效果是等效的。
2．演示1：模拟上面生活中的实例，演示两个力的共同作用效果与一个力的作
用效果是等效的。将生活实例搬入物理课堂来研究。
3．复习提问：初中已经学过一个力F与两个力F1、F2的效果相同，它们之间的关系是什么？
学生回答后多媒体课件播放：
（1）一个力的作用效果和几个力的作用效果相同，则这一个力叫做那几个力的合力，那几个
力称为这一个力的分力。
（2）求几个力的合力的过程，叫做力的合成。 （力的合成是一种等效替代的方法，即用一
个假设的力去替代几个共同作用的力，替代后这一个力的效果与原来的几个力是相同的。但合
力并不客观存在，它是假想的力，是用来替代客观存在的分力的）。
二．推进新课 1.探究求合力的方法
复习提问：初中已学过同一直线上两个力的合成，请同学们说一下合成方法。
学生回答后多媒体课件播放：
（1）同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两个力的大小之和，方
向跟这两个力的方向相同。
（2）同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差，
合力的方向跟较大力方向相同。
提问：如果两个力不在同一直线上，而是有一定的夹角，其合力与分力的大小、
方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？
引导学生认真观察演示实验1，并思考问题：5个钩码的重量是2.5牛，两侧
两个拉力的合力大小一定也是2.5牛。问题是：两个分力的大小分别是F1=1.5牛、F2=2牛，F1、
F2两个数值相加并不等于2.5牛。从这个例子我们得到是合力小于两分力之和，合力F比两分力
F1、F2大，它们的关系总是如此吗？如果不是，它们之间到底有什么关系呢？
演示2：借助合力与分力关系模拟演示器，用演示1的装置探究互成90度角的两个力F1、F2
的合成情况。（将两个分力F1、F2和合力F在黑板上用图示法表示出来，学生很容易发现互相垂直
的两个分力的合成，其合力正好是以两分力为邻边做出的平行四边形的对角线）
引导说明：两个分力互相垂直时合成和同一直线上两力的合成一样，也是一种特殊情况，两
个分力互相不垂直是不是也有这个规律呢？请同学们根据教材提示用现有的实验器材去验证自己
的猜想。
学生探究，分组实验
教师强调：实验进行前设计实验时要思考的几个问题：
1. 用什么方法找出分力F1、F2及合力F? 学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
2. 怎样才能使合力F的作用效果与两分力F1、F2作用效果相同？
3. 实验过程中需要记录哪些实验数据？怎样直观简洁的把各个力的大小和方向
表示出来？
教师巡视学生实验情况，适当的时候做些必要指导。
指导1 为了保证效果相同， 两次都要把结点拉到同一个位置。
指导2 在使用弹簧测力计测量力的大小时，要注意其零刻度及最小刻度，同时
要注意正确使用并正确读数。
指导3 在确定力的大小和方向时：一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，
用互成角度的两个力拉结点，使橡皮筋的结点伸长到O点；另一位同学先将O点做个标记，然后记下两弹簧秤的读数，这就是力的大小。沿细绳方向在适当位置定下两点，确定力的方向。 得出结论
请做的较快的小组代表汇报本组的实验情况，是否找到两个力的合成规律，如果发现了用自己的语言表述出来。如能配合自己的实验数据说明更好。对还没有发现规律的同学引导他们仿照别的同学做法重新做一下，看看合力是否跟平行四边形的对角线重合。
学生探究结束后教师总结力的合成平行四边形法则，并用多媒体播放：
（1）求互成角度的两个力的合力，不是简单的将两个力相加减，而是用表示两个
力的有向线段作为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。
（2）力是矢量，矢量的合成规律都是相同的，所以平行四边形定则适用所有矢量
的合成。比如位移、速度、加速度等。
提问：我们已经知道了两个力的合成方法,如果是两个以上的力同时作用在物体
上，又如何求他们的合力呢？
学生思考讨论后会得到：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个
力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后就得到这些力的合力。
老师肯定学生的回答是正确的，并用多媒体演示几个力的合成方法.演示后强调:
能这样求几个力的合力是有前提的，那就是这些力必须是共点力。用多媒体播放图片说明什么是共点力并小结:
（1）如果一个物体同时受到两个或更多的力的作用，这些力共同作用在同一点上，
或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这些力就称为共点力。
（2）力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。
2．合力大小与分力夹角的关系
思考与讨论：两个分力大小一定的情况下，合力的大小与两分力间夹角有什么关
系？什么情况下合力最大?什么情况下合力最小?合力的取值范围是什么?
运用合力与分力关系模拟演示器演示：使两个分力之间的夹角θ由0→180变化
时，合力的大小由大逐渐变小,从而得到：
（1）合力F随θ的增大而减小；
（2）当θ=0时，合力F有最大值Fmax= F1+Ｆ2，当θ=180时，合力F
有最小值Fmin= F1-Ｆ2。| F1-Ｆ2 |≤F≤| F1+Ｆ2|
（3）合力F既可以大于也可以小于或等于任意一个分力。
活动二：力的分解(第二课时)
一 引入新课
请看屏幕：①〖视频展示〗大力士拉车
②〖视频展示〗单手拉校车
视频中的大力士费了九牛二虎之力才拉动汽车，为什么视频②中的人用单手就能拉动？而且车上还坐满了人！是不是视频②中的人力气真的比大力士的力气大？单手拉动大车的奥秘是什么？让我们带着这个问题共同来探究力的分解。 0000
二 讲授新课
问题1:大力士用绳斜向上拉车的力产生了哪些作用效果呢？让我们先模拟下大力士拉车。
学生活动1:（教师先示范）请同学们用书垫起软木板的两端，让木板水平，将小车放在木板中间，然后用绳拉动小车，观察车的运动情况和木板的形变情况。（实验必须让学生明确要观察什么？） 学生报告观察到的现象教师进行评价。
这两个效果相当于两个力分别产生的：一个竖直向上的力F1把汽车往上提，一个水平的力F2使汽车前进，可见力F产生的效果可以与两个力F1和F2共同作用的效果相同，力F1和F2就叫做力F的分力。（分别展示力F，F1．F2）
学生自己得出：求一个力的分力就叫做力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算。力的合成遵循平行四边形定则，力的分解同样遵循平行四边形定则。
拓展：〖课件展示〗拉黄包车、拉行李。
这些情景和大力士拉车的情景有共同之处，水平面上的物体都受到了斜向上的拉力，于是我们就把这类情景概括成这样的模型：
水平面模型：位于水平面上的物体受到一个斜向上的拉力F的作用，该力与水平方向夹角为θ。
我们已经知道力F产生了两个作用效果，向上提的效果和向左拉的效果，那么可以用竖直方向的力F1和水平方向的力F2来等效替代。
问题2：知道这两个分力的方向怎样求这两个分力的大小？我用这条线段表示力F的大小，箭头表示力的方向。请大家在探究报告上做图，并用F和?表示出两分力的大小。
展示学生作图及表达式
刚才我们探究了位于水平面上的物体在拉力作用下开始运动的情景，如果把物体放在斜面上，不用拉力也可能运动。是什么力使物体运动起来了？斜面上的物体其重力产生了哪些作用效果？我们来体验一下。
学生活动2：用夹子把系有小车的橡皮条固定在木板一端，抬起木板的这一端，观察橡皮筋和木板的变化。
〖课件展示〗重力两个分力方向（这里有个转换，橡皮筋拉长了说明重力有把橡皮条沿斜面往下拉的效果，如果不用橡皮筋物体将会下滑）
请同学们按照刚才的方法在探究报告上作平行四边形，并根据已知条件写两分力的表达式 〖展示台展示〗学生作业
拓展：如果增大斜面的倾角，这两个分力的大小会怎样变化？
学生小组讨论得出结论：倾角越大，sinθ增大，cosθ减小。使物体下滑的分力减小，使物体压紧斜面的分力增大。实际情况如何呢？让我们用实验来观察增大斜面倾角，指针刻度和橡皮条长度的变化。小组讨论得出结论。
问题3：这是物理学经常研究的斜面模型，模型是来源于生活的，请同学们想想在我们的生活中有哪些情景属于斜面模型呢？我在这里给同学们准备了两处情景的画面，你能分析出其倾角大小和斜面用途的关系吗？
〖课件展示〗1．螺旋状的盘山公路；2．公园的滑梯。
通过前面两个实例的分析，可以看出：在实际问题中一个力往往有多个作用效果，按力的作用效果进行分解可以指导我们增强或减弱它的某种作用效果，以利于我们的生产和生活。所以在实际问题中常按力的作用效果分解。
小组讨论归纳总结力的分解的步骤。
问题4：视频②中手拉绳的力产生了哪些作用效果？手拉绳的力与绳拉车的力在大小上有什么关系？我们可以来模拟这个情景。
学生活动3（先视频展示操作）先用一只弹簧秤拉橡皮条的中点，记下结点的位置，这个力好比我用一只手拉绳的力。之后，用两只弹簧秤同时拉到该结点处，使弹簧秤与橡皮条在一条线上，记下弹簧秤的示数和细绳套的方向，这两个力好比绳拉车和树的力。请同学们在白纸上记下两分力的大小，画出两分力的方向（为方便比较同学们的测量结果，在用一只弹簧秤测量时统一用0．5N的力拉。）
〖展台展示〗学生测得的不同分力
同学们都是用0．5N的力从中点拉，为什么测量的分力大小会不同？比较两组同学测的分力。 小组讨论得出：
合力一定、两分力大小相等的情况下，两分力夹角越大，分力就更大。这就是为什么我拉车之前要把绳拉紧的原因。从测量值我们还可以发现，两个分力夹角很大的情况下分力可能远远大于合力。这说是我单手拉车的奥秘。
三 课堂小结：
最后我们一起来回顾下本节课的主要内容。请看屏幕。一个力究竟该怎样分解？这里我们探究了根据力作用效果分解的方法，这样分解的目的是什么？还有没有其它分解方法？这些就留给同学们课后继续探索。课件展示（图片）引桥、滑雪
同学们，物理就在我们的生活中，只要我们留心观察，就能感受到物理知识的奇妙和劳动人民的智慧。这里我为同学们收集了一些我们身边的画面。（图片最后停在拉链的图片）拉链是大家非常熟悉的东西，其实它可以归入本节课学习的斜面模型。
可评价的要素
1、合力与分力的大小关系
评价方法：使用量规（自评+小组内互评+师评）
评价指标：
①明确合力和分力的等效替代关系
②明确合力与分力的大小关系
③实验过程符合实验规程，态度认真
④实验过程中，小组成员之间相互交流、配合，体现出合作精神
教学评价 2、平行四边形定则
评价方法：课堂提问+作业
评价指标：
①平行四边形定则的内容
②在具体的题目中会做平行四边形
③平行四边形的的应用
3.力的分解
评价方法：课堂展示+作业
评价指标：
