沪科版必修1 3.2弹力 教案(一).doc

教学设计32 弹力教学设计(一)对于弹力，初中时学生已学习了弹簧产生弹力的情况，有了基本的了解，但没有深入地定量定性分析，尤其是关于弹力方向的判断是一大难点。另一方面，学生刚由初中升入高中，理性思维正处于形成阶段，还不强。本节教材从展示宏观的形变引入，而演示微小形变更为关键，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的事实。本课采用实验的方式，借助形象的感性认识来认识弹力，同时也培养学生观察实验、总结规律的能力。对于胡克定律的教学，从研究弹力与形变的定量关系入手得出结论，同时使学生体会图像法是解决物理问题的重要途径。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。对于多种多样的形变的教学，弹力有无的判断是个难点，对于弹力的有无，使学生掌握用假设的方法来判断，提高学生分析问题的能力，为以后的受力分析打下良好的基础。高一新生虽已具备了力的相关知识，但是由于学生前概念的错误影响，对形变和弹力会造成错误的理解。随着探究实验的不断进行，充分暴露学生在弹力概念理解方面存在问题，在学生意识到问题的存在之后，才能用所学知识解决问题，建立正确的完整的弹力概念。教学重点(1)演示微小形变；(2)弹力产生的条件及方向的判断；(3)探究弹簧伸长量与弹力的关系。教学难点弹力方向的判定、弹力的产生分析学生初中时一直习惯于无方向只管大小的物理量的学习，还没有建立方向的概念；另一方面，弹力方向本身就很多样，种类不同，判断方法也不尽相同，也就增加了判断的难度。这里采用分类讲解加典型例题练习来突破。课时安排2课时三维目标知识与技能1知道常见的形变及其分类。2通过实验了解物体的弹性。3知道胡克定律，能用定律进行简单的计算。过程与方法1通过一些体验性实验了解常见的形变。2通过学生分组实验，探究弹簧伸长量与弹力的关系。情感、态度与价值观在探究概念和规律的过程中，从生活中来，到生活中去，通过形象、生动的演示实验激发学生学习的兴趣，培养学生的观察能力。课前准备重物、塑胶水袋、软塑料长尺、激光筒各一份，多媒体课件、弹簧、海绵、微小形变演示仪、铁架台刻度尺、钩码，弹簧每组学生各一份。射箭、跳板跳水、撑竿跳高等视频教学过程创设情境，引入课题播放视频射箭、跳板跳水、撑竿跳高等。思考：要求学生在观看视频的过程中，仔细观察视频中竿、跳板、弓弦如何变化。为什么会发生这种变化呢？(不是“看热闹”，而是“看门道”)提示：学生讨论后得出：发生形变、有弹力作用。那么什么是形变？什么是弹力呢？它又是如何产生的呢？本节课我们一起探究这个问题。推进课堂一、形变与弹力演示：同学们利用自己手中的各种物体演示物体的形变。形变：物体在力的作用下发生的形状或体积的改变。物体发生形变的原因：物体受到了外力。(1)弹性形变：能恢复原来形状的形变。(2)弹性限度：形变超过一定限度，物体形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度。讨论与交流1：坚硬的物体在很小力的作用下也会发生形变吗？学生回答后教师总结：一切物体在力的作用下都会发生形变，只不过一些物体比较坚硬，虽发生形变，但形变量很小，眼睛根本观察不到它的形变。课件展示：显示微小形变 猜想：物体发生弹性形变后要恢复原状，对与它接触的物体会产生什么呢？(学生猜想)实验：用手感觉压弹簧和拉弹簧。分组讨论和交流，思考：手有什么感觉？这是什么原因？点拨：手受到了弹簧的作用力，而且这个力阻碍了弹簧发生形变。引导学生总结：弹力的定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触并使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫弹力。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。结合前面的事例，总结弹力产生的条件：(1)直接接触；(2)产生弹性形变，这两个条件缺一不可。二、胡克定律猜想：用弹簧秤拉弹簧，拉伸越长，弹簧秤的示数越大，说明弹力的大小与什么因素有关？点拨：弹力的大小与形变大小有关系，形变越大，弹力越大，形变消失，弹力消失。解题思路：(1)要知道形变，此时对应弹力，即可找出关系；(2)形变可用刻度尺测量；(3)弹力利用二力平衡加重物来控制。实验探究：给学生发放实验器材，学生设计实验、自制表格、完成实验。探究影响弹力大小的因素。(探究弹簧伸长量与弹力的关系)学生分组探究，安装仪器，测量数据，列表记录，画出图像，寻找规律。教师巡视各小组任务进展情况，强调注意事项，发现问题，及时纠正。小组合作，完成任务后，交流共享发现成果：在弹性限度内，弹性体(如弹簧)弹力的大小与弹性体伸长(或缩短)的长度成正比。点拨：胡克定律：fkx；该定律适用于弹性限度内，发生弹性形变的弹簧。不同材料的物体劲度系数不同，同一材料的物体形状和长度不同时，劲度系数也是不一样的。三、弹力的方向讨论与交流2：探究弹力的方向，师生一同分析弹力方向与施力物体形变间的关系。1分析水平桌面上的书所受的支持力思考：支持力是如何产生的？桌面为什么能给书支持力？它是不是桌子发生弹性形变产生的？点拨：是桌子形变产生的，只是桌子太硬，形变看不出来。演示实验：重物压在尺上，尺很明显向下弯了。结论：支持力是弹力，桌子向下发生弹性形变，对书产生向上的弹力，支持力与形变方向相反。2分析桌面所受压力思考：书对桌面的压力如何产生？也是形变产生的吗？点拨：压力是书形变产生的，书太硬，形变看不出来，可将书更换成塑胶水袋。演示实验：塑胶水袋放置在桌面上，球形变成椭球形。结论：压力是弹力，书向上发生弹性形变，对桌面产生向下的弹力，压力与形变方向相反。3分析绳对重物的拉力思考：绳的拉力是不是弹力？演示实验：将绳拉重物换成橡皮筋拉重物，橡皮筋立刻伸长。结论：绳的拉力是弹力，绳拉伸向下发生弹性形变，对重物产生向上的拉力，拉力与形变方向相反。总结：教师针对以上三种弹力总结弹力方向：弹簧弹力：与恢复形变方向一致支持力、压力：垂直于接触面指向受力物体绳的拉力：沿绳收缩方向弹力方向总是与施力物体形变的方向相反，或者说与施力物体恢复形变的方向相同。例1下列有关物体受外力及形变的说法正确的是( )。a有力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后形变完全消失b有力作用在物体上物体不一定发生形变c力作用在硬物体上，物体不发生形变；力作用在软物体上，物体才发生形变d一切物体受到外力作用都要发生形变，外力撤去后形变不一定完全消失解析：只要有力作用在物体上，物体就一定会发生形变，故b项错误；发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢复原状，有些不能完全恢复原状，a项错误，d项正确；不管是硬物体还是软物体，只要有力作用都会发生形变，c项错误。答案：d说明：(1)对于弹性形变，当力撤去后可以恢复原状。(2)若两个物体在直接接触的同时，也存在弹性形变，则两个物体间有弹力的作用。(3)弹力大小与形变量有关，对于接触面情况一定的前提下，形变越大，弹力越大。例2如图所示，细绳下悬挂一小球d，小球与光滑的静止斜面接触，且细绳处于竖直状态，则下列说法中正确的是( )。a斜面对d的支持力垂直于斜面向上bd对斜面的压力竖直向下cd与斜面间无相互作用力d因d的质量未知，所以无法判定斜面对d支持力的大小和方向解析：对d进行受力分析可知，d一定受到竖直向上的绳的拉力和竖直向下的重力，其中有无弹力可用假设法。假设去掉斜面，d会仍保持原来的静止状态，可判断出d与斜面间无相互作用力。答案：c点拨：判断弹力是否存在一般有以下两种方法：假设法；根据物体的运动状态判断。例3作出图中物块、球、杆等受到各接触面作用的弹力示意图。解析：分析此类问题的关键是确定接触面，对于点面接触、面面接触类问题容易确定，这里出现的面即为接触面；对于点弧面接触，过接触点的弧面的切面即为接触面。各物体所受弹力如下图所示。例4如图所示，a、b两物体的重力分别是ga3 n，gb4 n。a用细线悬挂在顶板上，b放在水平面上，a、b间轻弹簧中的弹力f2 n，则细线中的张力ft及b对地面的压力fn的可能值分别是( )。a5 n和6 n b5 n和2 n c1 n和6 n d1 n和2 n解析：弹簧如果处于被拉伸的状态，它将有收缩回原状的趋势，会向下拉a，向上提b，则b正确；如果处于被压缩的状态，会向上顶a，向下压b，则c正确，故选b、c。答案：bc点拨：判断弹簧弹力的方向时，要注意弹簧是被拉伸还是被压缩，或两者均有可能，计算弹簧弹力大小的方法一般是根据胡克定律，有时也根据平衡条件来计算。1把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法正确的是( )。a木块对桌面的压力就是木块受到的重力，施力物体是地球b木块对桌面的弹力，是由于桌面发生形变而产生的c木块对桌面的压力在数值上等于木块受到的重力d木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力保持平衡解析：木块对桌面的压力施力物体是木块，受力物体是桌面；木块受到的重力，施力物体是地球，受力物体是木块，a错；木块对桌面的弹力是施力物体木块发生形变而产生的，b错；由于木块静止，所以木块所受的力相互抵消，木块受重力和桌面对木块的支持力，于是有木块的重力等于桌面对木块的支持力，又因为桌面对木块的支持力等于木块对桌面的压力，所以有重力等于木块对桌面的压力，c对；d中木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是作用力与反作用力，d错。答案：c2下列关于弹力产生的条件，说法正确的是( )。a只要两个物体接触就一定产生弹力b两物体间有弹力作用就一定是相互接触的c只要物体发生形变就一定有弹力产生d任何微小的力，都可以使无论多么硬的物体产生形变解析：弹力产生的条件是相互接触并挤压，所以a错，b对；c错，例如范性形变；d正确。答案：bd3下列说法正确的是( )。a木块放在桌面上受到向上的弹力，是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，是桌面发生微小形变而产生的c用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，是木头发生形变而产生的d挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是电线发生微小形变而产生的解析：弹力是施力物体发生形变产生的，所以木块受到的弹力是桌面发生形变产生的，a错，b对；木头受到的力是竹竿形变产生的，c错，d正确。答案：bd4关于弹簧的劲度系数k，下列说法正确的是( )。a与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大b由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关c与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小d与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变大小都有关答案：b5关于物体对水平支持面的压力，下列说法正确的是( )。a压力从力的性质来看属于弹力b压力的作用点在物体上c压力的方向竖直向下d压力就是物体重力的平衡力解析：物体对水平面的压力，作用点在水面上，b错；方向垂直于水平面向下即竖直向下，c对；对于物体而言，支持力和重力相互平衡，不是压力，d错。答案：ac6一根劲度系数为1 000 n/m的弹簧，在受500 n的力作用时，长度为63 cm，当不受外力作用时，弹簧的长度可能为( )。a83 cm b13 cm c113 cm d38 cm解析：注意题设没说清是压缩还是伸长，所以有两种情况。(1)弹簧伸长时，据x m0.5 m50 cm，则原长为(6350) cm13 cm；(2)弹簧被压缩时，原长为(6350) cm113 cm。答案：bc7一根弹簧在弹性限度内，受100 n拉力时长度为25 cm，受300 n拉力时长度为35 cm，求这个弹簧的劲度系数k和原长l0。解析：由胡克定律得：f1k(l1l0)f2k(l2l0)代入数据解得：k2 000 n/m，l020 cm。答案：2 000 n/m 20 cm课堂小结任何相接触的物体间都可