弹力-高中-物理-教学设计

弹力史永然西安铁一中滨河高级中学【教学目标与核心素养】物理观念∶了解形变的概念及形变的分类。理解弹力产生的原因和条件。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。知道在弹性限度内，形变越大，弹力越大，理解胡克定律的内容。科学思维∶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。科学探究：通过弹力与形变量关系的探究，训练学生探究问题的能力，养成重视物理实验的习惯。科学态度与责任∶通过对现象的归纳和总结，自能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。【教学重点】1.弹力的产生条件。2.弹力的方向及弹簧弹力大小与形变量的关系。【教学难点】弹力的方向、图像法处理实验数据。【教学过程】一、新课导入请同学上台表演橡皮筋动力竹飞鸟。并请他给大家讲解飞鸟的工作原理。二、新课学习1.【思考】橡皮筋给了飞鸟的力是什么性质的力?它产生的条件是什么?它的大小、方向和作用点又如何呢?让学生亲身感受弹力的存在，从而揭示课题《弹力》。飞鸟飞行的前提是橡皮筋被扭转了，我们把扭转称为形变。关于形变你了解多少呢?能否解决以下问题:1、什么叫形变?2、怎样区分弹性形变和范性形变?3、弹簧在任何情况下发生的形变都是弹性形变吗?【结论】物体在外力作用下形状或体积的变化叫做形变。能恢复原状的形变，叫弹性形变;不能恢复原状的形变，叫范性形变。发生弹性形变的物体要恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度，超过一定的限度,即使撤去力的作用，也不会恢复原状，这种限度叫做弹性限度。2.放大形变突破难点【提问】是不是所有物体都能发生形变呢?【学生猜想】应该都能，但是有的物体形变量太小，所以肉眼观察不出来。【学生体验】在课堂教学中引导渗透微观放大的物理思想方法。设计微小形变实验。1.如图所示，用手压扁平瓶子半长轴的不同部位，发现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。2.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。通过放大的思想演示“微小形变”的过程，让学生认识到任何物体都可以发生形变的事实。请学生体验表演，激发了学生的积极心，信心，进一步体会自然科学的乐趣，领悟科学探究的真谛。3.【播放视频】生活中的弹力。【结论】我们把这种发生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。弹力产生的条件有两个:直接接触并且发生形变弹力作用在接触处，即弹力的作用点4.【演示实验】A.物体(水气球)与地面(纤维板)间相互挤压B.绳线(橡皮筋)与物体(钩码)的相互拉伸。【小组讨论】概括出压力、支持力、绳子的拉力都是弹力以及这三种力的产生原因和方向。【结论】弹力是由于施力物体发生形变而产生，弹力的方向总是指向施力物体形变趋于恢复的方向。让学生真切地感受到书与桌面、绳线与钩码的形变情况，用直观性降低学习的台阶。【实例分析】5.【提问】弹簧弹力的大小与哪些因素有关?【学生回答】与形变量有关，与弹簧本身有关。请学生自行设计一个实验，实验的目的是寻找弹簧的弹力大小与伸长量的关系。要求学生设计出实验步骤，实验表格，处理数据的方法，但不要求记录数据。【交流展示】请实验小组派代表讲解实验过程，教师及时拍摄实验记录表格上传到屏幕，并对数据处理的方法进行交流。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。让学生通过随堂实验和亲身经历的探究性实验，在经历体验中，提高合作学习的意识和能力。6.媒体重现得出结论【力传感器演示】将传感器与弹簧的挂钩相连，用传感器把弹弹力随形变量变化的信息采集到电脑上。给弹簧施加任意由小到大的力，在计算机屏幕上显示以弹簧弹力为纵轴、弹簧伸长量为横轴的弹簧的弹力与其伸长量间的关系图象是一条过原点的倾斜向上的直线。不同弹簧斜率不同。【总结】我们可以用一个公式F=kx来表示这种关系。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。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Nm。生活中常说有的弹“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。式中的x是弹簧的形变量，即伸长或缩短的量。三、课堂练习1．有两根相同的、原长为10

cm的轻弹簧，在每根弹簧上分别挂上重为G的重物后，弹簧伸长量都是1

cm。现将两根弹簧按如图所示方式连接在一起，在下侧弹簧的下端仍挂上重为G的重物，则两根弹簧的总长是A.21

cm B.22

cm C.24

cm D.21.5

cm答案：B在探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系实验中，因单根弹簧的弹性限度有限，某同学将两根同样的轻质弹簧并联起来，如图所示，测得两根弹簧并联后整体的劲度系数为k，则单根弹簧的劲度系数为()A.2k B.k C.0.5k D.0.2k答案：C若实验过程中，先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L_0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L−L_0作为弹簧的伸长量x，那么由于弹簧自身重力