2019《探究弹力和弹簧伸长的关系》教学设计精品教育.doc

1、探究弹力和弹簧伸长的关系教学设计【课题分析】在学生学习了弹力后，知道弹力是一种最基本的性质力， 是摩擦力产生的前提和基础。弹力同时也是物体受力分析中 最重要的一种力。弹力来源于形变：“弹力的大小跟形变的 大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随 着消失” （高一物理必修 ） 。但弹力与形变究竟有何关系，人 教版高中物理课本只给出了定性的关系，原因是弹力与形变 关系比较复杂。为了降低难度，减小知识的跨越台阶，课程 设置为探究性学习，且只研究弹力与弹簧伸长形变的定量关 系。本节课的教学内容新颖， 形式比较生动， 有讲解，有实验， 有板演，有讨论，有归纳，有练习，可以上成一堂比较典型 的

2、探究性实验教学课。我们改变课堂视角，在培养学生科学 研究方法的教育中作了一些探索，让学生重走科学家的探索 之路，体味科学家的探索精神。【教学目标】1、加深弹力和形变关系的理解，知道弹力产生的条件;2、通过实验得到弹力与弹簧伸长量的关系 ;3、学习本课题所用的科学方法 ;4、培养学生的探索精神和团队协作精神，激发学生的求知欲;5、提高学生分析、解决实际问题的能力，并体验成功的 愉悦。【教学重点】弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系。【教学难点】实验数据的处理方法。【教学方法】实验法、谈话法。【课前准备】教师准备：（弹簧秤、钩码、直尺、铁架台）12套、CAI课 件、多媒体展台。学生准备：三角板、笔、草稿纸

3、。【教学地点】物理多媒体实验室。【课时安排】1 课时。【教学过程】一、复习知识并引入课题师： 多媒体展示 1 、什么是弹力 ?弹力的方向如何 ?举例 说明。2、弹力产生的条件是什么 ?3、什么叫形变及弹性形变 ?生：回忆并作答。师：根据学生回答纠正总结，并用多媒体展示答案。1、发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物 体会产生力的作用，这种力叫弹力。例如： 放在水平桌面上的书受到桌面对书的弹力， 弹力的 方向垂直桌面指向书 ; 而桌面受到的弹力方向垂直桌面向下。挂在电线下面的电灯， 受到电线对电灯的弹力， 弹力的方 向沿着绳而指向绳收缩的方向。2、弹力产生的条件是： 两物体相互接触且发生

4、弹性形变。3、物体的形状或体积的改变叫做形变 ; 当物体发生形变时， 如果撤消外力，物体又能恢复原状，这种形变叫弹性形变。师： 在投影上展示 用手拉弹簧，弹簧会伸长， 用力越大， 弹簧伸长也越大，手放开弹簧，弹簧立即恢复原状。请同学 们分析演示的实验原理。生：师：分析并设问弹簧受到拉力会伸长， 且平衡时弹簧受到的弹力和外力大 小相等，弹簧的伸长越大，弹力也就越大。可见：伸长 （ 原 因）→发生形变（原因）→弹力。那么弹力和伸长量 之间有什么定量关系呢 ?本节课同学们通过实验来探究这个 关系。二、实验探究师： 多媒体投影思考题 1、采用什么方法给弹簧施力 ?2、弹力的大小如何

5、确定 ?3、需要测量那些数据 ?如何记录数据 ?4、弹簧能否被过分拉伸 ?5、什么是弹簧的伸长量 ?用什么测量 ? 师：将学生前后两桌四人一组， 阅读课文并讨论问题，形 成统一答案写在草稿纸上，准备派代表回答。生：阅读课文并积极讨论。 师：在实验室巡视，并询问情况。师：请学生逐一回答师生共同总结：1、用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力 ;2、根据二力平衡条件，当钩码平衡时，弹簧产生的弹力 和钩码的重力大小相等。3、实验需要测量的数据有：弹簧的原长和每次所挂钩码 对应的弹簧的长度。数据可用表格记录，也可用有序实数对 记录。4、加在弹簧上的拉力不能太大，以免弹簧被过分拉伸， 超出它的弹性限度。5、用直

6、尺测量弹簧挂钩码时的长度与未挂钩码时的长度 之差，就是弹簧的伸长量，师：将仪器发给学生，每 4 人一套。生：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 ） 。生：学生实验，并列表记录实验数据。 师：在实验室巡视，检查并指点，让学生进一步思考。抽 查学生统计的表格 （ 可能有多种表格 ） ，并在实验展台上展示。 然后给出参考表格如下：12345678910xx0x1 x2 Δx 0Δx1Δx2m0m1m2

7、F0F1F2 引导学生将表格中数据转化为有序实数对：(F ，Δx)1、(F1 ， Δx1) 2 、 (F2 ， Δx2) 3 、(F3，Δx3)有利于学生利用数学知识，在 F -Δx 直角坐标系中 描点。师：根据学生设计表格中测量的数据， 示范数据的处理方 法。 多媒体展示 示范图形：1、以弹力为纵坐标，弹簧的伸长为横坐标，建立平面直角坐标系 ;2、根据所测数据，在坐标纸上描点;3、按照图中各点的分布与走向，尝试作出一条平滑的曲线（含直线 ） ，所画的点不一定正好在这条曲线上，但要注意 使曲线两侧的点数大致相同。生：学生处理数据师：抽

8、查学生数据处理情况， 抽调几张结果在多媒体上展 示，并进行点评，好的给予肯定，差的进行修改和鼓励。师： 1、根据 F Δx 图象，猜测 FΔx 的函 数关系 ;2、函数关系式中常数的单位如何 ?常数由图象中的什么决 定?生：讨论并回答。师： 投影展示 1 、根据图象猜测得到函数： F=kx;2、函数表达式中常数的单位是：牛/ 米 （N/m） ，该常数叫劲度系数。三、根据实验总结师：根据实验过程，归纳总结实验步骤。生：学生归纳总结在草稿纸上。师： 多媒体展示 几组学生的归纳总结1、测量弹簧的伸长 （或总长 ） ，及所受的拉力 （或所挂钩码 的质量 ) ，列表作出记录，要尽

9、可能多测几组数据 ;2、将记录数据转化为有序实数对 ;3、以力为纵坐标，弹簧的伸长为横坐标，根据所测数据 在坐标纸上描点 ;4、按照图中各点的分布和走向，试作出一条平滑的曲线( 包括直线 ) 。把各点连接起来，尽可能让更多的点落到曲线 上，不能落到曲线上的点应大致对称分布在曲线两测。5、以弹簧伸长为自变量，写出曲线所代表的函数。 师：归纳实验结论。生：在弹性限度内， 弹簧弹力的大小 F 与弹簧伸长的长度 Δx 成正比。四、实验拓展 师：同学们，前面我们探究了弹力和弹簧伸长的关系，并 得到了结论，如果弹簧被压缩，则弹簧的弹力与弹簧压缩的 长度之间又有什么关系呢 ?生：学生探索实验总结

10、得到： 在弹性限度内， 弹簧弹力的大小 F 与弹簧压缩 的长度 Δx 成正比。五、例题分析师：多媒体展示题目：由实验测得某弹簧的长度 L和弹 力的关系如图所示，求：(1) 该弹簧的原长为多少 ?(2) 劲度系数为多少 ?生：学生思考并表述观点。师： 多媒体给出解答过程 解：弹簧不产生弹力时的长度 等于原长，由图可知该弹簧原长为L0=15cm。据劲度系数的定义：由图线可知， 该弹簧伸长 Δx=(25cm-15cm)=10cm 时， 弹力 ΔF=50N ，所以N/m=500N/m。六、课堂练习 ( 潜能开发，思维上升 )师： 多媒体 先出示题目，待学生做完后，再

11、出示答案。 例：某同学在探索弹力和弹簧伸长的关系时， 根据实验数 据在图上画出了 a、b、c、d 四个坐标点。(1) 根据 a、b、c、d 四个坐标点， 画出 F Δx 图线 ;(2)由图线，若弹簧原长 50cm,要使弹簧伸长到75cm,需 要多大拉力 ( 仍在弹性限度内 )?分析与解答： (1) 见图,判断四个坐标点基本在一直线上, 使它们均匀分布在直线两侧,这样可以减小偶然误差。(2) 本题 k=600/20(N/cm)=30N/cm ,根据 F=kΔL ,得 到拉力 F=30×(75-50)N=750N 。七、家庭巩固练习1、实验表明：弹簧弹力 f 的

12、大小与弹簧的形变量 x 有如 下关系 f=kx ,下列说法正确的是 ( )A. 式中的k反映了某个具体弹簧的一种性质B. k 与弹簧所受外力大小成正比C. x 是弹簧伸长或缩短后的长度D. 把某弹簧一分两段，k的大小减小一半2、 有三根完全相同的弹簧，原长为10cm,每根弹簧挂重物G后，弹簧伸长都是1cmo现把三根弹簧依次串接成一条 长弹簧，再挂上重物 G,则三条弹簧的总长是（）A. 31cmB. 33cmC. 36cmD. 30.3cm3、 一根轻弹簧，上端固定，下端悬挂重量为G的物体， 弹簧长度为L1,如弹簧下端固定，上端放同一重物，弹簧长 度为L2,该弹簧自然长度为 ，劲度系数为4、一个弹簧秤，由于原弹簧损坏，换了一个新弹簧。经测试，不挂重物时，示数为 2N,挂100N的重物时，示数为 92N,那么，当读数为 20N时，所挂重物的实际重量是。【教学说明】本课内容单纯，最终归结为胡克定律：F=kx。若强迫学生记忆，并加以训练，应对考试，98%的学生是能掌握的，同时还能省一个教学课时。但在中学物理教学中，应对教材进 行思想性发掘。对学生进行物理科学研究方法，培养实验研 究，理论探索兴趣，献身科学事业等多方面教育。这些教育 应渗透在具体课堂教学中。探究弹力与弹簧伸长的关系的教 学，不仅仅注重与学生用 F=kx 解决问