必修一 人教版第三章——《常见的三种力》主题单元设计

主题单元标题
《常见的三种力》主题单元
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学科领域 （在内打√ 表示主属学科，打+ 表示相关学科）
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 美术
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 科学
 数学
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 历史
 社区服务
 体育
 物理
 地理
 社会实践
 其他（请列出）：
适用年级
高中一年级
所需时间
3课时+1实验课
主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
本章讲述的是有关力的基础知识，是研究静力学和动力学所必须的预备知识，因此，本章内容的选取具有基础性和预备性，目的是通过学习一些具体的力的知识，如重力，弹力和摩擦力等，为以后了解和掌握抽象的力的概念做一些铺垫。
把教材三个标题的内容设计成三个专题来组织学习活动。
专题一：重力 基本相互作用；
专题二：弹力（结合实验学习来完成）；
专题三：摩擦力
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
知识与技能：
1．学习力、重力、弹力、摩擦力等基本物理概念
2．知道弹力产生的原因、条件并分析弹力的方向。
3．判断静摩擦力的大小和方向
4．知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向
5．会用公式计算滑动摩擦力的大小。
过程与方法：
1.通过微小形变的演示实验，懂得学习物理需要细致观察，增强对物理问题的观察和分析能力。
2.通过实验，尝试在实验操作过程中发现问题、探索问题、解决问题，并最终掌握规律，体会物理是建立在实验基础上的一门学科和数学是解决物理问题的工具。
情感态度与价值观：
1．通过力，弹力，摩擦力等物理概念来感受物理概念的严密性，思维的逻辑性，体会物理科学的严密性，培养自己严谨的科学精神。
2．培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。.
对应课标
1．理解重力的概念，方向和重心的概念。
2．通过实验认识滑动摩擦，静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。
3．知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。
4．能应用所学知识定性解释生活中有关力的现象和问题。
主题单元问题设计
1．如何从相互作用的角度去理解力的本质？
2．怎样从现实生活入手理解弹力及其方向？
3．怎样正确分析摩擦力？
4.怎样理解摩擦力问题中的“动中有静和静中有动”？
5.为什么静摩擦力在某些情况下会表现出“若有若无，方向不定”？
专题划分
专题一：相互作用 重力 （1课时）
专题二：弹力 （1课时+1节实验课）
专题三：摩擦力 （1课时）
专题一
专题一：相互作用 重力
所需课时
1课时
专题一概述 (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)
力这一基本概念，是本章的一个基础性的重点。本节从力的概念入手来研究物体受到的重力，力的概念很抽象，为了便于学生接受，教材在处理这部分知识时，以现实生活的例子作为依托，列举了生活中学生能够感知的例子，说明力是改变物体运动的原因，是物体产生形变的原因，在此基础上给出力的定义和力的表示法，对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度定义的。可见，力的概念既是本节的重点，又是一个难点。预期的学习成果是：学生自己总结力的本质和重力的产生原因及重心。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
1．了解力是物体对物体的相互作用，知道力能使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
　　2．知道力的三要素，会用力的图示法来表示一个力，会画力的示意图。
　　3．知道重力产生的原因及其定义，会求重力的大小并能确定重力的方向。
　　4．知道物体重心的含义，会用县挂法确定不规则薄板重心的位置，会求质量分布均匀、形状规则的物体的重心。
5．通过“重心”概念的引入，渗透“等效代换”的物理学方法。
本专题问题设计
1．理解力的本质是什么？
2．力的三要素是什么？怎样用作图的方法表示力的三要素？
3．重力是怎样产生的及物体重心的含义？
4.重力的方向在生活中有哪些应用？
5.在上海称1000N的棉花，到赤道上称仍然是1000N，试问棉花是受潮了还是变干了？相差多少千克的水分？
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
常规资源
弹簧秤；质地均匀不规则的薄板，细绳；大圆环；三角板；重锤线
教学支撑环境
具有多媒体操作平台的教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
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，问题：力是怎样产生的？力的作用效果是什么？
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．学生发表见解并归纳总结，得出结论
　　（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。
3．逐字分析，正确理解力的概念
　　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）力的测量仪器？
　　 （2）力的国际单位是什么？
　　 （3）力是标量？还是矢量？
　　 （4）力的三要素是指哪三要素？如何表示力的三要素？力的图示与力的示意图的区别是什么？
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）
教学评价
可评价的学习要素
生活中的运动举例
评价方法：现场评价
评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况
力 力的图示 重力 重心
评价方法：测验
学习活动过程
评价方法：量规
① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
专题二
专题二：弹力
所需课时
1课时+1节实验
专题二概述 (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)
“弹力”作为力学中三种力之一，是本章教学中的重点内容。弹力是高中力学的基础内容和重要内容，是高一学生在学习过程中的一个难点，学生在初中已初步学过弹力，知道平常说的压力、托力、支持力、拉力、推力等本质上都是弹力，虽然学生在初中已经接触弹力的相关知识，进入高中又知道力是矢量这一关键性的知识点，只不过理性思维还没有达到一定的层次，要想理解弹力这一抽象概念还有一定困难。本专题从展示宏观的弹簧被拉伸和压缩的实例形变引入，让学生体会弹力产生的原因和条件。但物体对桌面的压力也是弹力学生就难相信，因为学生看不见桌面的形变，所以通过放大有机玻璃和桌面的微小形变的演示实验，使学生确信微小形变的存在，任何物体受到外力作用后都会产生形变的事实。随后对于几种常见弹力的分析，总结出弹力的方向。预期的学习成果：小组总结弹力的产生条件和弹簧弹力大小的规律并填写《研究性学习记录表》。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（1）知道常见的形变及分类，通过实验了解物体的弹性形变。
（2）知道弹力产生的原因和条件。
（3）知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。
（4）通过体验微小形变的存在，培养学生“用‘放大’的实验方法观察微小形变的实验思想”。
（5）了解弹力在生产生活中的应用，体会物理与生产和生活息息相关。
本专题问题设计
（1）什么是弹性形变，什么是弹力，？
（2）弹力是如何产生的？
（3）弹力的方向是如何确定的？
（4）网球和球拍接触的瞬间，网球受到的弹力方向指向哪里？是由于什么形变引起的？球拍受到的弹力方向向哪里？是由于什么形变引起的？
（4）弹力的大小与什么因素有关？（胡克定律）
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
微机、屏幕、Microsoft PowerPoint软件、视频。
常规资源
弹簧、小车、砝码、海绵、平面镜、激光器、瓶塞上插有细管的大玻璃瓶（最好用横截面是椭圆形的瓶）、玩具弹簧秤
教学支撑环境
具有多媒体操作平台的教室，网络教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
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.
问题：刻度尺、橡皮筋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.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，对于微小形变可通过“放大”的手段演示。
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) 跳水运动员被压弯的跳板弹起.
问题：a.上述两个情景说明了什么？
b.弹力的产生条件是什么？
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：提出设计方案，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
活动五：让学生课下自制一个简易的弹簧测力计，并调查生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的，体会知识的应用过程。
教学评价
可评价的学习要素
1.生活中的形变举例
评价方法：现场评价
评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况
2.弹力 弹力的方向 弹力的大小
评价方法：测验
评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分
3.学习活动过程
评价方法：量规
① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
专题三
摩擦力
所需课时
1课时
专题三概述 (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)
摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。在摩擦力这节课中，重点是研究滑动摩擦力，要求会计算其大小和判断其方向，难点是静摩擦力，尤其是静摩擦力方向的判断。教师要试图将学生初中学过的相关概念与本节的内容有机地融合在一起。教学中要力图从两种摩擦力的区别与联系出发，让学生从产生的条件、影响摩擦力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同。通过探究实验去加深巩固。
同时这是一节科学探究课，教材从生活中的摩擦现象引入，以探究静摩擦力和滑动摩擦力与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨两种摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。同时，这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点。在通过实验得出摩擦力的有关知识后，注重引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象，并通过网站知识与现代科技联系很密切的内容。预期的学习成果是能判断时实际生活中摩擦力的存在及方向并写出一份实验报告。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（1）认识静摩擦力的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值；
（2）能根据静摩擦力的规律，能判断静摩擦力的方向；
（3）知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦力的规律；
（4）知道动摩擦因素与哪些因素有关，会判断滑动摩擦力的大小和方向；
（5）知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
本专题问题设计
（1）如何判断静摩擦力的存在以及静摩擦力方向的判断？
（2）静摩擦力产生的条件及大小？
（3）如何计算滑动摩擦力的大小以及怎样判断滑动摩擦力的方向？
（4）用瓶子压着一纸条，扶住瓶子把纸条抽出，瓶子所受的摩擦力方向怎样？
（5）水平放置的传送带匀速运动，一行李箱轻轻地放置到传送带上被带走，行李箱受不受摩擦力的作用?若有摩擦力方向怎样?
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
微机、实物投影展台、投影、屏幕、Microsoft PowerPoint软件。
常规资源
长方体木块（每组3块）、弹簧测力计、毛巾、玻璃板、毛刷、身边的物体（例如：水杯，黑板擦、钢笔、橡皮，讲桌等物体），长木板（带滑轮）。
教学支撑环境
具有多媒体操作平台的教室，实验室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
活动一：静摩擦力的存在以及判断静摩擦力方向
1.创设情境，引入新课
①用手拿起一本书，书为什么没有掉下来？（边演示边讲解）
②同学们先观察下面四幅图，从图中我们找找看物体是否受到摩擦力的作用。
问题：能否根据实际情况，判断物体是否受到静摩擦力？
静摩擦力随外力的变化如何变化？
在物体上再放一个物体，静摩擦力随外力的变化如何变化？
静摩擦力与正压力有什么关系？最大静摩擦力与正压力又有什么关系？
2.体验静摩擦力
两本书交叉一页一页地对插，然后把书分开，看看受力的大小。
问题：静摩擦力的大小到底有多大呢？
3.小组结合初中所学二力平衡的知识，判断静摩擦力的方向。
4.展示小组的结果，交流讨论。
活动二:探究静摩擦力的大小
用该实验装置进行研究：缓慢的拉动弹簧测力计读数和小木块的运动状态，并设计表格记录下物体的运动状态和物体所受静摩擦力的大小。
拉力F
物体运动状态
静摩擦力大小
注意：当物体开始运动后，就不再记录数据。利用多媒体、实物投影仪进行分析、归纳。
活动三：探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
1.前面我们研究了静摩擦力，现在我们继续做前面的实验，用力去拉木块，当力F>Fmax时，我们会发现木块在木板上开始滑动，拉力却明显减小，表明摩擦力明显减小，此时所受到的摩擦力为滑动摩擦力。
问题：滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢？
2.猜想可能与摩擦力大小有关的因素
①与接触面的粗糙程度有关
②跟物体间的压力（正压力）有关
③跟物体接触面积的大小有关
④与物体的速度有关
根据以上几条猜测，小组设计实验去进行验证探索。（利用控制变量法来进行探究）
3.交流展示成果
4.师生共同评价学生的成果
活动四：课外作业：
物体间的动摩擦因素都是小于1的吗？
自行车的刹车为什么主要放在后轮上？
教学评价
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：
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”,体会“静”与“动”的深刻含义，指相对静止和相对运动。
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