物理:3.2《弹力》教案(新人教版必修1)
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《弹力》说课稿各位评委,老师,大家好!我的说课题目是《弹力》,下面我将从教材与学情分析、教学目标与重难点,教学方法、教学过程四个方面进行说课。
一.说教材分析与学情分析《弹力》是人教版高中物理必修一第三章第2节内容,是高中力学的基础内容和重要知识,也是是高一学生在学习过程中的一个难点。
本节课编在《重力基本相互作用》之后,是对第一节知识的进一步提升。
同时也是学习后一节《摩擦力》以及以后力的分解合成基础,具有承前启后的作用。
《弹力》与生活联系非常紧密,通过本节课的学习,能拉近物理与生活之间的联系。
因此学习它有广泛的现实意义。
学生在初中已经学习过弹力的相关知识,但对弹力的理解并不是很深刻。
处于高一阶段的学生的思维中形象思维占的比例较大,抽象思维虽有待于进一步培养。
对于物理问题的探究还不熟练,需要通过实验进一步提高。
二.说教学目标与重难点依据新课标要求和高一年级学生的心理特征,我将本节课的三维目标确立如下:【知识与技能】1. 知道什么是形变和弹性形变2、知道什么是弹力以及弹力产生的条件3、知道怎样判断弹力的方向4.理解胡克定律。
【过程与方法】1. 通过观察微小变化的实例,初步接触“微小放大法”2.通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系,理解胡克定律,学会探究物理规律的一般方法。
【情感态度与价值观】积极参与观察和实验,认真讨论,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。
综合对教材,学情,教学目标的认识,我确定了本节的教学重点和难点:【重点】弹力产生的条件及弹力方向的判定,探究弹簧弹力的规律。
【难点】接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定。
三.说教学方法由于高一的学生不易接受相对抽象的弹力,因此本节课我采用教师讲授法,演示法,讨论法、实验法等多种教学方法。
使学生通过联系生活实际、观察、推理、讨论、归纳,进行本节课的学习从而完成学习任务。
四.说教学过程基于以上分析,我设计如下教学过程。
首先,提出普通人如何才能像运动员一样扣篮的问题,由此激发学生的好奇心,由设疑的方式引入新课。
第2节弹力1.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹力产生的条件:(1)两物体相互接触;(2)接触面之间发生弹性形变。
3.压力和支持力的方向总垂直于物体的接触面指向被压或被支持的物体;绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
4.弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
5.弹簧的劲度系数由弹簧本身的因素决定,与所受外力大小无关。
一、弹性形变和弹力1.形变物体在力的作用下形状或体积发生改变,这种变化叫做形变。
2.弹性形变物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
3.弹力发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
4.弹性限度如果物体的形变过大,超过一定限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原状,这个限度叫做弹性限度。
5.弹力产生的两个条件(1)物体间相互接触;(2)在接触面上发生弹性形变。
二、几种弹力1.常见弹力平时所说的压力、支持力和拉力等都是弹力。
2.弹力的方向(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面,指向受力物体。
(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。
三、胡克定律1.内容弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2.公式F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号:N/m。
x为弹簧的伸长量或缩短量。
1.自主思考——判一判(1)发生形变的物体才能有弹力,且一定有弹力。
(×)(2)物体的形变越大,弹力也越大。
(×)(3)弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反。
(√)(4)弹力的大小与物体大小有关,体积越大的物体产生的弹力也越大。
(×)(5)弹簧的劲度系数k与弹力F有关。
(×)2.合作探究——议一议(1)相互接触的物体间一定有弹力作用吗?提示:不一定,物体如果只是接触而没发生弹性形变,则无弹力作用。
(2)放在水平桌面上的书与桌面相互挤压,书对桌面产生的弹力F1竖直向下,常称做压力。
《弹力》教学设计【优秀9篇】弹力篇一一、说教材(一)教材的特点分析形变与弹力的知识跟人们的日常生活紧密相连,因此学习它有广泛的现实意义。
本节的特点之一是:演示实验和探究实验直接使学生参与到探究物理规律的过程,体验学物理的乐趣。
特点之二是:先研究比较常见的各种形变,后研究与形变有关的弹力,符合学生由感性到理性的认知过程。
特点之三是:基础概念多,演示实验多,再加上学生的探究实验,故容量较大,需仔细安排,做到时间分配合理,条理清晰。
(二)教学目标按教学大纲要求,结合新课程理念,我设计如下的三维目标。
1.知识与技能⑴知道形变、弹性形变的概念,理解弹性限度。
⑴知道什么是弹力,掌握弹力产生的条件。
⑴知道压力、支持力、绳子的拉力都是弹力,会确定它们的方向。
⑴知道形变与弹力的关系,掌握胡克定律。
2.过程与方法观察演示实验,把看到的现象与已有的经验结合起来;经历探究弹簧形变与弹力的关系,了解科学探究的方法。
3.情感态度与价值观在探究物理规律的过程中,学生感受学习物理的乐趣,把亲自探究出的规律与平时对弹力的认识相结合,体会物理规律的价值。
(三)教学重点、难点●由于大量的力学现象中都要对弹力的产生条件及其方向进行判断,并且要明确相互接触的物体是否产生弹力及方向如何?而且弹簧所产生的弹力贯穿知识的前后,因此我把重点内容确定为:⑴弹力产生的条件及其方向的判断。
⑴探究弹簧弹力的规律。
●由于学生对微小形变难于确定而且对其是否产生弹力及其方向不好判断,因此我把探究微小形变的方法作为难点。
二、说教法与学法教法:物理教学是以实验探究为基础的,重在启发思维,教会方法。
本节课利用多媒体辅助教学、创设情景──观察──分析──猜想──实验探究──交流讨论──归纳总结相结合的教学方法。
学法:学生是课堂教学的主体,新课程理念更重视在教学过程中对学生的学法指导。
本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变,巧用引导性提问,激发学生的积极性,让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
人教版高中物理第三章第2节《弹力》教案一、教学目标1.知识与技能(1)了解接触力的种类;(2)知道弹性形变和塑性形变的区别与联系;(3)理解弹力的概念,初步了解弹力产生的条件以及弹力方向的判断。
2.过程与方法(1)学会利用放大法观察物体受力发生的微小形变;(2)通过视频演示,随堂实验,培养分析和解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观(1)体会弹力在人类实践活动中的应用和意义,比如撑杆跳高、跳水等运动;(2)培养学习物理的兴趣和愿望,关注物理学与社会、生活现象的关系。
二、教学内容分析1.本节课的教学内容选自人教版高中物理新课标教材▪必修1第三章第二节的《弹力》部分。
2.本节内容在教材中的地位和作用弹力是高中力学的重要内容,也是高中生学习的重点和难点。
再次让学生体会物体间的相互作用,是学习力学的基础,也为后续学习弹性势能以及能量等做铺垫,在学习中承上启下的作用。
三、学情分析学生在初中阶段已经学过有关弹力的知识,对弹性和塑性有一定的了解,并定义了弹力的概念:物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。
但没有明确给出弹力产生的条件及方向,而且对弹力的概念的理解也不够深入。
四、重点难点1.重点(1)理解弹力的概念;(2)弹力产生的条件;(3)弹力方向的判断;(2)掌握放大法在物理学中的运用。
2.难点(1)对弹力概念的理解;(2)弹力有无的判断;(3)对弹力方向的判断;(4)用放大法判断微小形变。
五、教学资源视频:撑杆跳高、跳水等体育运动视频用具:扁玻璃瓶(自带橡皮泥封口)、细玻璃管六、教学过程上一节课我们已经学了力的有关知识和重力,今天我们来学在上课前,请大家一起来观看(播放撑杆跳高、提出问题:请大家思考撑杆运动员和跳水运动员为什么能够借助撑杆和跳板跳得更远更认真观看视频,同时思考教师提出的问题。
(视频截图如下)通过视频,创设学习情境,激学习兴趣。
高中物理弹力教案弹力高中物理教案(优秀4篇)弹力是高中物理重要的知识点之一,为了加深您对于高中物理弹力教案的写作认知,下面作者给大家整理了4篇弹力高中物理教案,欢迎您的阅读与参考。
高中物理弹力教学设计篇一环节一:新课导入回顾弹力产生的条件,弹力的方向。
从而引出本节新课弹簧弹力大小的探究环节二:规律建立提出问题:弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系?并且做出引导,用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,系统静止时,弹簧的弹力等于所悬挂钩码的重力,弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出。
向学生提问:1.如何测量弹簧的形变量x?2.如何测量弹簧弹力F的大小?3.如何描绘F-x关系较简洁直观?学生讨论,并得到实验方法:将弹簧上端固定在铁架台的支架上,下端挂上钩码静止时,弹力大小等于重物受的重力,以此测量弹力的大小F,从固定于竖直支架上的刻度尺上测出悬挂重物时弹簧的伸长量x(或总长度)。
说明注意事项:1.本实验要求定量测量,因此要尽可能的减小实验误差,标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次改变悬挂钩码个数后,要待系统稳定后在读数;2.说明书中以说明弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度。
学生实验并列表记录实验数据。
教师巡视,并展示表格的参考格式(可以有多种)根据数学知识,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,根据实验数据进行描点连线,找到弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系。
展示学生所化图像,并说一说弹力与弹簧伸长量之间的关系归纳总结:在弹性限度内,弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比环节三:规律的深化给出胡克定律的内容:弹簧发生弹性形变是,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x称正比,即:F=kx。
1.k为劲度系数,大小有弹簧本身的性质决定,单位:牛顿每米(N/m)。
2.适用范围:在弹簧劲度系数以内。
环节四:规律的应用提出问题:通过本节内容的学习,请同学们开放式地讨论1.从形变与弹力知识去思考,撑杆跳高运动员跳得这么高的主要原因是什么?2.跳水运动员在空中滞空时间主要由哪方面决定?环节五:小结作业总结回顾本节课的知识点。
知识纲要导引(4)了解弹力在生产生活中的应用。
知识点一弹性形变和弹力玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,压力和支持力各是怎么产生的?提示:桥面受向下的弹力,是因为汽车轮胎发生了弹性形变,由于要恢复原状,对桥面有向下的作用力.汽车受向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变,由于要恢复原状,对汽车有向上的作用力.知识点三胡克定律1.弹力的大小与形变的大小的关系:弹性形变越大,弹力越大,形变消失,弹力随着消失.2.胡克定律:(1)实验表明,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx.(2)k为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号用N/m表示.(3)比较而言,k越大,弹簧越“硬";k越小,弹簧越“软”.ﻬ核心一弹力有无的判断1.直接法:根据弹力产生的条件判断(1)物体间相互接触;(2)发生弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生,适用于形变比较明显的情况.2.假设法:例如(图甲),挡板AB被拿走后,球会下降,而将挡板AC拿走后,球仍会静止,故球只受AB对它的支持力这一个弹力.球形物体虽与墙接触,假设它们之间有弹力作用,球形物体将不会处于静止状态,故球形物体只受重力和地面对物体的支持力两个力作用.例1。
一个球形物体O静止放在光滑的水平地面上,并与竖直墙壁相接触,A、B两点是球与墙和地面的接触点,则下列说法正确的是()A.物体受三个力,重力、地面对物体的支持力、墙壁对物体的弹力B.物体受两个力,重力、地面对物体的支持力C.物体受两个力,重力、物体对地面的压力D.物体受三个力,重力、物体对地球的引力、物体对地面的压力【解析】物体在竖直方向上受重力和支持力,二力平衡,在水平方向上虽然与墙壁接触,但不挤压,不受墙壁的弹力,选项B正确,A、C、D错误.【答案】 B误区警示判断弹力有无的误区(1)误认为只要接触就一定有弹力的作用,而忽略弹力产生的另一个条件-—发生弹性形变.(2)误认为形变不明显就无法判断弹力的有无,而忽略了用假设法、运动状态判断法、作用效果法等判断方法.训练1[2019·山西柳林高一期末]在下图中a、b表面均光滑,天花板和地面均水平,则a、b ﻬ间一定有弹力的是()解析:A、C错:假设a、b间有弹力,则a、b会分开;B对:假设a、b间没有弹力,则悬线竖直;D错:假设斜面a撤去,b依然处于静止状态,故a、b间无弹力.答案:B核心二弹力方向的判定及大小的计算1.弹力的方向:弹力的方向由施力物体形变的方向决定,弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反,与施力物体恢复形变的方向相同.弹力的方向“有面—垂直、有绳—沿绳、有杆不一定沿杆”.2.三种弹力的区别(1)绳的弹力(2)杆的弹力(3)弹簧的弹力:弹簧既可产生拉力,又可产生支持力,一般形变变化需要一段时间,弹力不能突变.ﻬ例2按下列要求画出图中所示物体所受的弹力的示意图.(1)图甲中斜面对物块的支持力;(2)图乙中用细绳悬挂靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力;(3)图丙中大半球面对小球的支持力;(4)图丁中光滑但质量分布不均的小球的球心在O点,重心在P点,静止在竖直墙和桌边之间,试画出小球所受弹力;(5)图戊中质量分布均匀的杆被细绳拉住而静止,画出杆所受的弹力.【解析】解答本题时要明确以下三点:①当点与面(或曲面)接触时,弹力方向与面之间的关系.②绳上弹力方向的特点.③接触面为球面时,弹力方向的延长线或反向延长线的特点.各物体所受弹力如图所示:【答案】见解析弹力方向的判定方法(1)根据形变的方向判断.具体判断步骤:明确被分析的弹力→确定施力物体→分析施力物体形变的方向→确定该弹力的方向.(2)根据不同类型弹力的方向特点判断.支持力和压力总是垂直于接触面指向被支持或被压的物体,绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向.训练2如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个质量为m=0。
高中物理《弹力》教案优秀4篇作为一名教学工,常常需要准备教案,借助教案可以有效提升自己的教学能力。
如何把教案做到重点突出呢?小编为朋友们整理了4篇《高中物理《弹力》教案》,希望能够给您提供一些帮助。
高中物理《弹力》教案篇一教学目标(一)知识与技能1.知道弹力产生的条件。
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3.知道弹性形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题。
(二)过程与方法1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力。
2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力。
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。
(三)情感态度与价值观1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。
2、在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。
教学重点1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。
2.弹力大小的计算。
3.实验设计与操作。
教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断.教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段教具准备弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等.高中物理必修一弹力教案篇二一、教学目标1、知识与技能目标(1)知道什么是弹力,弹力产生的条件(2)能正确使用弹簧测力计(3)知道形变越大,弹力越大2、过程和方法目标(1)通过观察和实验了解弹簧测力计的结构(2)通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法3、情感、态度与价值目标通过弹簧测力计的制作和使用,培养严谨的科学态度和爱动手动脑的好习惯二、重点难点重点:什么是弹力,正确使用弹簧测力计。
难点:弹簧测力计的测量原理。
三、教学方法:探究实验法,对比法。
四、教学仪器:直尺,橡皮筋,橡皮泥,纸,弹簧测力计五、教学过程(一)弹力1、弹性和塑性学生实验,注意观察所发生的现象:(1)将一把直尺的两端分别靠在书上,轻压使它发生形变,体验手感,撤去压力,直尺恢复原状;(2)取一条橡皮筋,把橡皮筋拉长,体验手感,松手后,橡皮筋会恢复原来的长度。
《弹力》教学设计课 题§3.2 弹力课 时 1课时教材分析教材地位分析:《弹力》选自人教版高中物理必修1第三章第二节,承接之前学习的重力,并且为接下来要学习的摩擦力打下基础提供铺垫。
弹力本来就是一种很重要的力,又在教材中起着承上启下的作用,因此是力学部分特别重要的一个环节。
教材内容分析:1.形变:物体发生形变是力作用的结果,形变方式有形状及体积的改变,任何物体只要受到力的作用必发生形变,只不过有些形变程度很小,只有通过仪器及实验手段才能明显显示出来,在力的作用下不发生形变的物体是不存在的.形变的种类有两种:一种是弹性形变,一种是非弹性形变.2.弹力:弹力是接触力,物体间产生弹力,两物体必互相接触且发生弹性形变,学情分析1心理特点 (1)高一学生好奇心强(2)形象思维逐步向逻辑思维发展2知识基础 学习了力的概念,重力和基本相互作用。
3认知困难 (1)欠缺理性化的思维过程。
(2)认为凡是物体接触就会有弹力产生。
(3)对弹力的方向有误解。
教学重点、难点教学重点1:弹力的产生原理。
2:探究弹力的方向。
教学难点正确判定弹力方向。
教学方法教法 实验,讨论,探究 ,启迪创新。
学法联系实际观察合作归纳法。
教学目标知识与技能1.知道形变的种类和形式2.知道弹力产生的条件和方向的判断,会画弹力示意图过程与方法1.通过在实际情况认识形变的存在2.在实际问题中确定弹力方向的能力情感、态度与价值观1. 感受物理与自然的美2.培养严谨的科学探究精神3.了解弹力在生活中的应用,体会物理和生活息息相关,感受学习物理的乐趣,激发创造热情。
教学用具教具准备压缩弹簧、拉伸弹簧、橡皮泥、扭曲线槽、氦氖激光器、小平面镜、橡皮塞插有细管的扁玻璃瓶、多媒体教学设备,自制教具,等等。
教学活动(一)教学过程第一步:观察、体验形变师:同学们都看过蹦床运动,蹦床运动开展了40多年,我国在短短10年间进步飞速,2008年北京奥运会包揽男女两枚金牌。
第二节弹力教案教学目标(一)知识与技能1.知道弹力是接触力,本质是电磁力。
2.知道形变、弹性形变的概念,理解弹性限度3.知道什么是弹力,掌握弹力产生的条件4.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,会确定它们的方向5.知道弹簧形变与弹力的关系,掌握胡克定律(二)过程与方法6.观察演示实验,把看到的现象与已有的经验结合起来,细细体会弹力的产生。
7.通过观察桌面微小形变的演示实验,体会物理研究中的放大思想。
8.在实验中学会数据的处理能力。
(三)情感态度与价值观9.在探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,把亲自探究出的规律与平时对弹力的认识相结合,体会物理规律的价值10.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用教学重点1.弹力产生的条件及方向的判定2.胡克定律教学难点1.弹力有无的判断及弹力方向的判断教学过程设计思路:1、据上节内容复习形变概念;2、提问什么样的物体能发生形变及手压桌面、推墙是否有形变;3、演示实验:放大桌面微小形变;逻辑推理结合实验给出结论:任何物体均能发生形变;4、根据生活观察归纳总结出弹性形变与X性形变。
5、提问什么物体发生的弹性形变,演示手拉直弹簧引出弹性限度。
提问橡皮泥上放蚂蚁体会弹性限度;6、感觉体会三个实验,得出弹力概念,并总结弹力产生的条件;7、弹力产生的实验分析;8、通过让学生到黑板创作图,纠正物体同时受支持力与弹力的错误观点,总结日常所说的压力、支持力、拉力等从性质上讲均为弹力;9、弹力有无及弹力方向的判断;10、实验探究得出胡克定律并运动;11、提出疑问并总结弹力与四大基本作用力的有关系。
师:前面的学习中我们已经了解到力可以使物体发生形变,大家还记得什么是形变吗?生:如果物体的形状或体积发生变化,那么我们说物体发生了形变。
师:很好!大家都知道了形变的概念,那大家知道什么样的物体能发生形变吗?学生思考回答,大部分答案都是我们日常生活中见到的能发生明显形变的物体师:刚才大家举了好多例子,那我来问大家一个问题:如果你用手去压桌面或推墙面,桌面和墙面会发生形变吗?生:不知道,看不出来。
弹力设计思想:弹力是高中力学的基础内容和重要内容,在学习过程中也是一个难点。
高一学生处于从初中物理向高中物理跨越的阶段,因此在语言文字的表达上宜通俗易懂,内容上需直观、感性。
关于形变、弹簧,学生已有一定的生活经验和初步认识,但对其性质和基本原理并不非常熟悉,因此本节教学中从生活中熟悉的常见的形变现象引入新课,从形象向抽象过渡,突出演示实验的作用,多联系实际,利用学生头脑中已有的物理事实,加深对物理概念的理解。
以一系列的体验、探究的学习活动,使学生对弹力形成一个完整的认识。
同时,培养学生团结协作、探索精神及创新意识。
教学流程:情景引入:小实验—捏气球、拉压弹簧、直尺弯曲学生讨论:各现象的共性与区别提出问题:物体为什么会发生形变学生讨论:分别阐述理由教师总结:得出弹力产生的过程、原因铁块放在海绵上学生实验:橡皮条或弹簧实验 小组讨论总结:弹力产生的原因、弹力的方向、大小、作用点师生共同总结简化归纳几种弹力的方向提出问题:弹力的大小与哪些因素有关? 学生猜想 师生共同演示弹力大小的因素:记录数据画出图像拓展:得出图像法处理数据更直观学生分析:生活中的小问题并用图例表示课后思考:教学目标〔一〕知识与技能1.知道什么是形变、弹力以及弹力产生的条件。
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中正确画出力的方向。
3.知道弹力大小的决定因素及胡克定律。
〔二〕过程与方法1.通过探究弹力的存在,使学生体会假设推理的科学方法。
2.通过显示微小形变的实验,体会微小量放大法解决问题的巧妙之处。
3.通过弹力方向的学习,使学生体会将情景简化为模型的归纳方法。
〔三〕情感态度与价值观观察和了解形变的有趣现象,感受自然界的奥秘,培养对科学的好奇心和求知欲。
教学重点与难点教学重点:弹力产生的条件及弹力方向的判定,胡克定律的内容及应用。
教学难点:接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定。
教学过程(一)新课引入复习提问:重力的产生需要直接接触吗?演示:用手捏气球,引入课题。
3.2 弹力从容说课本节教学总体可从展示宏观的形变引入,而演示微小的形变更为关键,可以根据各地不同的情况进行选取实验器材,使学生确信微小形变的存在,让学生认识任何物体受到外力作用后都会产生形变事实.对于几种常见的弹力的教学,弹力有无的判断和弹力方向的确定是两个难点,对于弹力的有无,要使学生掌握用假设的方法来进行判断,提高学生分析问题的能力,为以后受力分析打下良好的基础,对于弹力方向的教学,要注意支持力和重力方向的区别以及接触面形状不容易确定的物体表面间受到的弹力方向.对于胡克定律的教学,可以先从现实生活中获得具体的体验,然后再用实验验证弹力的大小和形变量大小之间的关系,注意区别弹簧的原长和弹簧的形变量,并能够应用胡克定律进行简单的计算.学习胡克定律之后,可以将“研究橡皮筋的弹力与橡皮筋的形变量之间的关系”作为学生研究性学习的课题,让学生体会其他物体产生的弹力与形变量的关系,研究一下这种关系是否满足胡克定律,如果不满足胡克定律,让学生想一想这种关系是否存在内在规律性.三维目标知识与技能1.知道弹力产生的条件.2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向.3.知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题.过程与方法1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力.2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力.3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据.情感态度与价值观1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯.2.从任何物体都能发生形变入手,培养学生实事求是的世界观.认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑.教学重点1.弹力有无的判断和弹力方向的判断.2.弹力大小的计算.3.实验设计与操作.教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断.教具准备刻度尺、钢锯条、弹簧、泡沫塑料块、铜片、面团、白纸、墨水瓶(灌满红墨水)、通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶、激光光源、平面镜及支架(两套)、物理小车、橡皮筋、小螺旋桨、小球、演示胡克定律用的带刻度的木板、弹簧、钩码等等.课时安排1课时教学过程[新课导入]每小组分发一根细铁丝,让同学们自己动手绕制一个小弹簧.(可以让学生在家先做好)让学生拿起自己绕制的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压.师:在弹簧被拉伸的同时,有没有感觉到你的手受到一个力的作用?生:有.师:那么,这又是个什么力呢?它是怎样产生的,它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识.[新课教学]一、弹性形变和弹力【实验演示】演示实验1:钢锯条在手的作用下弯曲.演示实验2:弹簧被拉长或压短.演示实验3:泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转.演示实验4:铜片被弯成直角状.演示实验5:面团在重力作用下下坠,形状变化.演示实验6:纸张被手揉皱.学生观察思考什么是形变师:上面的几个实验非常容易做,大家可以在课下做这几个实验,同时也可以根据自己的思路设计出更好的实验.这几个实验共同的特征是什么?生1:它们的形状都发生了变化.生2:它们的体积有的发生了变化.师:物体形状或体积的变化叫做形变.物体的形变分为几种类型呢?请举例说明.生1:根据物体形变的程度,有一种形变是由于物体被弯曲造成的,比如说弯曲的直尺,弯曲的竹竿等等.生2:有的形变可能是由于物体被拉长而引起的,比如说拉长的橡皮筋、被拉长的弹簧等等.生3:弹簧还可以由于被压缩而产生形变,我们可以把这种形变叫做压缩形变,同样的例子还有被压缩的面包、海绵等等.生4:绳子被扭转后也会发生形变,我们可以称之为扭转形变,被扭转的金属也有这样的特征.师:(鼓励)刚才同学们总结得非常好,我们可以根据形变的不同状况把形变分为弯曲形变、拉伸或压缩形变以及扭转形变.刚才举的那些例子都很容易观察到,如果一本书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有?生1:没有.生2:可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来.师:我们来看这样几个实验.【实验参考】如图3-2-1所示,用手压扁平瓶子的不同部位,细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变;在一个大桌上放两个平面镜,用小型激光源发射激光照射平面镜M,用力压桌面,让一束光依次被两面镜子反射,通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离.图3-2-1【演示实验】师:通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?生:通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.师:我们用了什么样的方法?生:微观放大的方法.师:可以得出什么样的结论?生:一切物体都可以发生形变.师:形变分为很多种类,有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变.发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?实验演示橡皮筋在较大的力的作用下的断裂师:通过刚才的观察说明什么情况呢?生:发生弹性形变的物体要想恢复原状是有条件的,不能超过一定的限度.超过一定限度,即使撤去力的作用,也不会恢复原状.师:(微笑鼓励)刚才这位同学分析得非常好,这种限度叫做弹性限度.任何发生弹性形变的物体都有弹性限度,这也是为什么弹簧秤不能称量质量过大物体的原因,如果质量过大,会损坏弹簧秤.师:当发生弹性形变的物体要恢复原状就会对与它接触的物体有什么作用?生:将会对与它接触阻碍它恢复原状的物体有力的作用.师:我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.下面通过观察几个演示实验,大家来总结一下弹力产生的条件.实验方案参考1.弯曲的锯条将小球弹出.2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.3.伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来.学生讨论回答生:通过观察以上的几个实验,可以知道弹力产生的条件有两个:接触并且发生形变.师:力是一个矢量,弹力当然也是矢量,那么通过以上的实验,大家总结一下弹力的方向.生:弹力方向总是指向施力物体形变恢复的方向.【课堂训练】关于弹力的产生,下列说法中正确的是A.只要两物体相接触就一定产生弹力B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力C.只要物体发生形变就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用答案:D解析:此题根据弹力的产生条件,接触和弹性形变缺一不可.A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说“有相互吸引”,只能证明有力存在,不是弹力,故选项D正确.二、几种弹力师:让我们通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题.实验演示课本放在桌面上,绳子悬挂物体师:当把课本放在桌面上,根据我们以前所学的知识,课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?生:是课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力.师:它们是不是弹力?为什么?生:它们是弹力,因为它们符合弹力产生的条件,接触并且发生形变.师:压力和支持力的方向是怎样的呢?生:压力的方向是垂直于支持面并且指向被压的物体,支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物体.师:刚才我们演示了绳子拉物体的情形,绳子的拉力是不是弹力呢?它的方向又是如何规定的呢?生:绳子的拉力也是弹力,它的方向沿着绳指向绳收缩的方向.师:好的,下面我们通过具体的例子判断一下弹力的有无和方向.多媒体投影例题【参考例题】试分析图3-2-2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止),并画出小球受到的重力和弹力(示意图).图3-2-2师:在这个例子中,倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?生1:墙和小球之间好像应该有弹力.生2:不好判断,因为二者虽然接触但是它们的形变情况从图中观察不出来.生3:产生弹力的必要条件是接触,充分条件是挤压产生形变.在上图中与小球相接触的有两点A和B,因此小球所受到的弹力只能来自这两点,但是有接触并不一定就产生弹力,必须要挤压才产生形变.对B 点来说,小球一定与水平面挤压,因为假设没有水平面,小球在重力作用下一定掉下来,因此B点有弹力且方向垂直于B点的切面指向圆心;对于A点来说,假设受到侧壁的弹力F,则F将会使小球向右运动,这与题目(小球静止)相矛盾,所以侧壁对小球没有弹力,小球受力情况如图所示,两力大小相等、方向相反.师:刚才那位同学分析得非常好,这种方法我们以后经常用来判断力的有无,这种方法叫做假设法,就是假设这个力存在,看在这个力存在时作用效果是否与物体实际的运动状态相符合,如果确实符合,说明这个力确实存在,如果不相符合,可以判定这个力不存在.【课堂训练】1.请在图3-2-3中画出杆及球所受的弹力.图3-2-3(1)杆靠在墙上.(2)杆放在半球形的槽中.(3)球用细线悬挂在竖直墙上.(4)球放在两个等高的支座上.解析:(1)A图中杆在重力的作用下,对A、B两处都产生挤压的作用,故A、B两点处对杆有弹力,弹力的方向与接触点的平面垂直,如图3-2-4所示.图3-2-4(2)B图中杆对C、D两处有挤压作用,因C处是曲面,D处为支承点,所以,C处的弹力垂直其切面指向球心,D处的弹力垂直于杆斜向上.如图所示.(3)C图中球挤压墙面且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙垂直,绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图所示.(4)D图中球与两点接触并且挤压,球受的弹力F1、F2垂直于接触点的切面(虚线是切面),沿着半径方向指向球心.如图所示.2.在图3-2-5中,A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是图3-2-5答案:B解析:我们可以用假设的方法来判断A、B之间是否有弹力.如果把其中的一个物体撤去,看另外一个物体运动状态是否发生变化,只有B选项中当其中一个物体去掉后另外一个物体将会运动.三、胡克定律师:下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.学生设计实验,然后分组实验参考实验案例如图3-2-6所示,用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,系统静止时,弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重;弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出.图3-2-6注意事项(1)本实验要求定量测量,因此要尽可能减小实验误差.标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次改变悬挂钩码个数后,要待系统稳定后再读数.(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm,应估读一位.(3)弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度使用.建议做法:(1)选择器材:从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;实验桌上有200 g、50 g 的钩码各一盒,选择50 g钩码来做这一实验.(想一想,为什么?)(参考答案:50 kg的钩码质量比较小,容易调节,另外增加一个不会损坏弹簧)(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等).(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度.(4)悬挂50 g钩码一个,待稳定后,读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格.(5)逐个增加钩码,重复第4步,至少做5组数据.(6)图象法处理数据:在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3-2-7所示.描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.图3-2-7拓展一步:常用的实验数据的处理方法有:计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种.两者比较,图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律,且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差.师:通过以上的实验,我们可以得出怎样的结论?生:通过分析实验中的实验数据,我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.师:用一个公式来表示这种关系.生:F=kx.其中F是弹簧受到的弹力大小,x是弹簧的形变量,既可以是弹簧的伸长量,又可以是弹簧的压缩量.师:这个公式实际上是一个定律,叫做胡克定律,是英国科学家胡克首先发现的,其中式子中的k是弹簧的劲度系数,单位是牛每米,符号是N/m.生活中常说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同.弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关,这个量反映了弹簧的特性.【课堂训练】如图3-2-8所示,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系,根据图象判断,正确的结论是图3-2-8A.弹簧的劲度系数为1 N/mB.弹簧的劲度系数为100 N/mC.弹簧的原长为6 cmD.弹簧伸长0.2 m时,弹力的大小为4 N解析:弹簧处于原长时,弹簧的弹力应为0,由此可知弹簧原长为6 cm.由图象可知:当拉长2 cm时,弹力为2 N,可得劲度系数为100 N/m,因此答案为BC.[小结]在弹力的教学过程中,有这样几个难点需要突破,一是任何相接触的物体间都可能有弹力,弹力的产生条件是接触并且有形变,但是有些物体的形变量很小,不容易观察到,就会使学生产生这样的疑问:这种情况下弹力到底有没有?例如物体放在桌面上,压力和支持力不能通过形变来进行判断,解决这个问题的方法是微小形变的演示,通过演示,使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力.另外一个难点是弹力有无的判断,解决这个问题可以用假设判断的方法,不仅让学生知道判断的方法,更应该让学生学会这些方法的迁移,例如假设的判断方法,也可以用到摩擦力有无的判断中去.一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断,而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断,让学生通过实验“发现”胡克定律,在发现中锻炼探究物理规律的能力.[布置作业]教材第59页问题与练习.[课外训练]1.关于弹力的产生,下列说法中正确的是A.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力,是由于悬线发生微小形变而产生的D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力,是由于物体发生微小形变而产生的2.如图3-2-9所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是图3-2-9A.重力、绳的拉力B.重力、绳的拉力、斜面的弹力C.重力、斜面的弹力D.绳的拉力、斜面的弹力3.一根弹簧在弹性限度内,对其施加30 N的拉力时,其长为20 cm,对其施加30 N的压力时,其长为14 cm,试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.4.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示,由图3-2-10可知弹簧的劲度系数为________.图线不过原点的原因是由于_______________.图3-2-10参考答案1.BC2.A3.答案:17 cm 10 N/cm解析:设弹簧的自然长度为x0,劲度系数为k,根据F=kx,x为弹簧伸长(或缩短)的长度,由此得30=k (20-x0),30=k(x0-14),解此两方程即得x0=17 cm,k=200 N/m.4.答案:2 N/cm 弹簧自身有重力提示:根据图示倾斜直线可求出其斜率(注意切忌用量角器量角度的方法得到斜率),从而求出弹簧的劲度系数.从直线与坐标轴的交点可以看出,当弹簧的伸长量为0.5 cm时,向下施加的外力F为零,说明没加外力时弹簧已有一个伸长量,这主要是由于弹簧的自身重力作用造成的.板书设计2 弹力活动与探究。