《力矩和力偶》教学设计 教材选用 人民教育-出卷网-普通高中课程标准实验教科书《物理》选修2-2第一章第三节 教材分析。 选修2-2是人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》中选修系列模块之一。本模块知识内容分为物体的平衡、材料与结构、机械与传动装置、热机和制冷机五部分。本节学习的内容是物体的平衡的基础。 在该模块物体的平衡这一章中主要内容包括：共点力平衡条件的应用、平动和转动、力矩和力偶、力矩的平衡条件、刚体平衡的条件和物体平衡的稳定性。力矩是研究平衡问题中的一个重要分支基础。在整个教材体系中起到了承前启后的重要作用。本节课的讲解内容，对于学生深刻理解平衡问题，拓展学生视野，激发学生进一步探索科学奥秘具有重要作用。 内容分析 在必修一中学生已经学习了力和运动关系的基本特点，已经建立起了平动的基本概念。本节课中通过两个简单易操作的典型实验，再经过猜想、分析，进而得到力矩的基本概念及特点。 通过对力矩和力偶的学习，学生应掌握以下知识点： 力矩的定义及基本特点； 力偶的定义及简单应用。 学情分析 本节课的授课对象是高一年级的学生。在学习能力方面，学生已能够观察和描述实现现象，但并不完全具备通过观察和分析实验现象，将知识由特殊推广到一般，进而把抽象知识概括为物理概念的能力。 在学习兴趣方面，高一下学期的学生的学习兴趣已经有所发展，但直接兴趣才是学生加强注意力、提高学习效率的关键。巧妙连贯的两个物理实验，可以将抽象的物理知识直观地呈现给学生，通过物理模型的建立过程，使学生深刻理解物理本质。通过问题驱动法和实验现象的展示，达到激发学习兴趣，加深对物理机理内涵的深刻理解目的。 学生已有的知识基础： 在必修一中已经掌握了平动问题中力和运动的关系； 初中阶段已经学习了杠杆平衡的简单计算。 教学目标 物理观念 结合实验现象，理解力矩的概念，力和力臂的乘积； 通过实验现象，结合理论分析，理解力矩的矢量性。 科学思维和科学探究 经历力矩矢量性探究的全过程，了解科学探究的一般步骤和方法，体会透过物理实验现象看本质； 经过问题驱动法和实验探究以及逻辑推理，体会“实验与逻辑推理相结合”的物理思想和方法在物理学研究中的重要作用。 科学态度与责任 通过一系列的完整连贯的实验和问题驱动法，使学生保持好奇心去求知欲，在探究自然奥秘的过程中，体验探索自然规律的艰辛与喜悦； 通过一个完整的科学探究过程，逐步培养学生良好的思维习惯，建立正确的世界观。 教学重点 理解力矩的定义及其矢量性 教学难点 力矩的矢量性 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 课程引入 学生实验 找一个男生一个女生配合完成游戏，规定游戏要求。 提问：为什么力气小的女生反而获胜？ 游戏：力气大的男生站在门外距离门轴近的位置推门；力气小的女生站在门内距离门轴远的位置推门。 思考老师提出的问题，进行合理猜想。 用学生日常生活中的活动引发学生上课开始前的共鸣，同时，用一个有悖于正常认知的实验引发学生的兴趣和深度思考。 新课教学 理论探究和实验探究相结合 分析引入实验：力气小的女生反而获胜，说明游戏不公平，不公平的原因就在于力的作用点不同。由此说明，力对物体的转动效果不仅与力的大小有关，还与作用点、力的方向有关。 引入力矩的定义：力和力臂的乘积。 对力矩的单位N m进行简单分析：力矩的单位与功的导出单位相同，但是力矩的单位不能写作J。因为功是力和位移矢量的点乘，而力矩是力和位移矢量的叉乘。实际上，1N m的力矩作用一个全转，恰好需要2 焦耳的能量。 提问：力矩是一个矢量还是标量？ 提问：什么时候L型铁架顺时针转动，什么时候逆时针转动？为什么会出现这样的结果？ 总结提升： 规定使物体产 ... ...
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