【完美导学】3.2 科学探究：弹力教学设计（1）-2022-2023学年高一物理同步备课全套（鲁科版2019必修第一册）

第三章相互作用第2节科学探究：弹力“弹力”是力学中三种基础力之一，是力学的核心内容之一，掌握好“弹力”是受力分析的基础。本节内容是在初中“弹力”的基础上的进一步深化与拓展，学好弹力既可以巩固加深对力的理解，同时又可以为学好摩擦力做好铺垫。本节从展示弹簧被拉伸和压缩的实例引入，让学生体会弹力产生的原因和条件；通过研究形变来探究弹力的几种表示形式及弹力的方向；引导学生设计“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验，得出胡克定律。【物理观念】能了解弹力和胡克定律的内涵，能利用弹力的概念与规律说明生产生活中的相关现象。【科学思维】能在熟悉的情境中运用轻弹簧模型解决问题；能对物体受力情况进行分析和推理，获得结论。【科学探究】能完成“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验；能根据已有实验方案，使用弹簧测力计、刻度尺等器材收集数据；通过做图或其他方法分析数据形成初步的结论。【科学态度与责任】通过对弹力的探究，能认识实验对物理研究的重要性；有学习物理的兴趣，知道实事求是和与他人合作的重要性。【教学重点】弹力产生的条件及方向；胡克定律的实验探究【教学难点】弹力的有无及方向的判断【导入新课】 图片引出形变。【新课讲授】一、形变的定义及分类总结形变特点，得到形变定义，“物体在力的作用下形状或体积发生改变叫做形变”思考：坚硬的物体会不会也发生形变？观察用激光演示桌面的微小形变和演示大玻璃瓶的微小形变的实验。得出“坚硬物体也会发生形变”的结论。观察图片并思考：撤去外力后，这些物体能否恢复原状？得到弹性形变的概念。弹性形变：能恢复到原来形状的形变观察图片并思考：撤去外力后，这些物体能否恢复原状？得到范性形变的概念。范性形变：不能恢复到原来形状的形变思考：当用较小的拉力拉弹簧时，撤去拉力，弹簧能否恢复原状？当用很大的力把弹簧拉直时，撤去拉力，弹簧能否恢复原状？通过引导学生思考这两个问题，得出弹性限度的概念。弹性限度：弹性体的形变不能无限增大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。二、弹力的概念手压弹簧，弹簧发生压缩形变弹簧向右恢复原长弹簧对小球有一个向右的弹力得到弹力的定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体发生力的作用，这种力叫弹力。解读弹力的定义，得出施力物体、受力物体和产生原因。并得出弹力的方向：弹力的方向总是与形变方向相反。产生条件：①物体间相互接触②物体间发生弹性形变例1、关于弹力的产生下列说法（）A、只要两物体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、只要两物体发生形变就一定产生弹力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通过例1对所学弹力知识进行评价、巩固。三、弹力的有无思考：圆球是否受到弹力？根据弹力的产生条件：接触；有形变。圆球与墙壁属于坚硬物体，形变与否不易直接观察，所以难点在于“如何判断弹力的有无”。针对这一难点问题，结合PPT动画展示介绍“撤除法”和“假设法”。撤除法把与研究对象接触的物体撤除，看其运动状态是否发生变化，若其运动状态变化说明存在弹力，若不变化说明弹力不存在。无弹力球不动撤除左侧墙壁无弹力球不动撤除左侧墙壁有弹力球向下运动撤除下方墙壁有弹力球向下运动撤除下方墙壁光滑球静止在水平地面上光滑球静止在水平地面上2、假设法假设与研究对象接触的物体对其有弹力作用，分析研究对象在弹力作用下的运动状态与其实际运动状态是否相符，如一致，则受到弹力作用；如不同，则无该弹力。球不可能保持静止对球受力分析假设球与物块之间有弹力球不可能保持静止对球受力分析假设球与物块之间有弹力球与物块无弹力球与物块无弹力Ao练习：

下列各图中A物体在OAoAAOAA0四、几种弹力和方向根据弹力的几种表现形式，按照其效果可分为“拉力”、“支持力”、“压力”。其方向根据“弹力的方向总是与物体形变的方向相反”得出。1、拉力：由于桶的作用使绳被拉伸，绳子要恢复原状，而对所拉物体产生的弹力，通常称为拉力。方向：沿绳收缩方向（竖直向上）的拉力轻绳的受力特点：1、只能拉不能压；2、轻绳的拉力一定沿绳方向；3、同一根绳子张力处处相等。2、支持力：由于物块的挤压使桌面发生形变，桌面要恢复原状，对物块产生的弹力，通常称为支持力。方向：垂直于接触面指向被支持物体3、压力：由于物块发生形变，对桌面产生的弹力，称为压力。方向：垂直于接触面指向被压物体练习、小球静止于光滑的接触面，画出小球所受力的示意图五、探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系引导学生根据实验目的和所提供的实验器材自主设计实验并进行数据处理，得出结论。实验目的：弹簧弹力的大小与伸长量的关系学生猜想：弹簧弹力与伸长量的大小成正比实验设计：根据实验目的和实验仪器设计实验实施实验：测量并记录弹力F与形变量x大小钩码质量m/g

弹簧弹力F/N

弹簧长度l/cm

弹簧伸长量x/(cm)

数据处理：建立F-x坐标系，描点、连线得出结论：在弹簧的弹性限度内，弹力F与形变量x的大小成正比系。即：F=kx（胡克定律）六、胡克定律胡克定律：在弹簧的弹性限度内，弹力F与形变量x的大小成正比系。F=kx观察两根不同弹簧的F-X图像，得“不同弹簧的k值不同是因为弹簧的软硬不同。”总结：k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身结构有关。观察下列两幅图片，加深对k值得理解。例题2、如图所示，一根轻弹簧长度由原来的5.00cm伸长为6.00cm，手受到的弹力为10.0N。那么，当这根弹簧伸长到6.20cm时（在弹性限度内），手受到的弹力有多大？通过该例题，训练学生对胡克定律的使用，体会“只要在弹性限度内，对于同一根弹簧，无论其形变量有多大，劲度系数不变。”【课堂小结】一、形变的定义及分类弹性形变：能恢复到原来形状的形变范性形变：不能恢复到原来形状的形变二、弹力及产生条件1、定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，物体会对与它接触的另一物体发生力的作用，这种力叫弹力。弹力的方向：弹力的方向总是与形变方向相反。2、产生条件：①物体间相互接触②物体间发生