高中物理31探究弹力与形变的关系教学设计粤教版必修1文档格式.docx
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2.科学探究方法的养成。
五、教学难点
科学探究方法的养成。
六、教学策略
本课从学生比较熟悉的蹦床比赛的视频开始,引入形变和弹力的概念,进一步提出问题,弹力和形变之间到底存在怎样的关系呢?
(引入新课)
为了探究弹力和形变的关系,所以首先要了解常见的形变、弹性和弹性限度的概念,从学生比较常见的压力、支持力入手,先分析弹力的方向,由压力、支持力过渡到到细绳拉力,再推广到任意的两个相互接触的物体间的弹力的方向的讨论;
讨论弹力的大小主要是以弹簧为例来进行,学生比较容易接受。
七、课前准备
教学课件,多媒体,玻璃瓶,橡皮条,细棉线,弹簧,铁架台,钩码,直尺等
八、教学过程
1、新课引入:
请学生观察蹦床比赛视频。
(提示学生观察人落下来时弹簧蹦床形状的变化,以及人的运动过程,)
观察到的现象:
弹簧蹦床的形状发生变化,人被弹起很高。
与学生共同分析:
问题一:
运动员为什么能被高高地弹起?
问题二:
运动员所受到的力是谁施加的?
问题三:
由于什么原因而产生了这个力?
人被弹起来,是因为弹簧蹦床的形状发生了变化——向下弯曲,从而对人有向上的力,而且弹簧蹦床的形状变化越大,人被弹起的越高,也就是弹簧蹦床对人的作用力越大。
总结:
象弹簧蹦床一样,所有的物体的形状或多或少的都可以发生变化,这种变化叫做形变。
发生形变的物体会对和它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
从弹力的概念中可以得到弹力产生的条件是:
两个物体相互接触,并且发生形变。
引入:
那么,弹力和形变之间到底是什么关系呢?
这就是我们今天所要讨论的内容:
第一节探究形变与弹力的关系。
2、新课讲解:
首先我们就要认识几种常见的形变。
(一)认识形变
演示:
多媒体演示压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变。
(由压缩和拉伸形变过渡到扭曲和弯曲形变:
拉伸和压缩形变是物体径向方向上的形变,那么横向方向上呢?
对,有扭曲和弯曲形变)
过渡:
从刚才的观察的图片中我们发现,象弹簧、海绵、撑杆的形变都是非常明显的,很容易观察。
思考:
硬的物体(比如:
木头、玻璃等)是否也可以发生形变?
是不是所有物体的形变都是这么容易观察呢?
比如我手中的玻璃瓶子,用力按压时它会发生形变吗?
(学生回答:
有或没有)你能看到吗?
同学们用的书桌,你用力按压,它会发生形变吗?
看到了吗?
从理论上分析这些物体是发生了形变,只是这些形变量很小,难以直接观察,接下来同学们就思考一下,怎样才能显示出桌面或瓶子的微小形变呢?
(物理学中采用了将微小的量放大的科学方法。
)
请学生回答,可以怎样观察玻璃瓶子的微小形变。
演示:
玻璃瓶子的形变。
(学生阐明方法后,把实验器材交给他,请他演示给其他同学看,并说出观察和体会。
过渡:
我们刚刚观察了玻璃瓶子的形变,而桌面的形变,是采用光路放大的方法实现的。
多媒体演示光放大的方法显示桌面的微小形变。
(提示学生注意观察接收屏上光斑位置的变化)
同学们观察到,重锤放上来,桌面发生形变,拿开重锤,桌面又恢复到原来的形状,这是物体所具有的一种性质,也是我们下面要学习的内容。
(二)弹性和弹性限度
1、弹性和弹性形变
所有的物体在受到外力后,都会发生形变,撤去外力的作用后的物体,若要恢复原来的形状,就说明这类物体具有弹性。
弹簧的弹性形变(在铁架台上的弹簧上挂上钩码,分析弹簧的恢复趋势;
撤去钩码,弹簧恢复原状)
在外力的作用下,发生形变的物体,若外力撤去后,能够恢复到原来的形状,这样的形变就叫做弹性形变。
2、弹性限度
过渡——演示:
挂在弹簧上的钩码能不能无限制的增多呢?
不能)显然是不能,如果太多,弹簧就会被拉坏了,恢复不到原来的形状,这种情况叫做超过了物体的弹性限度。
这根弹簧,挂上钩码,会被拉长,而它对钩码会产生拉力,通常我们所说的拉力、压力、支持力和推力等都是弹力。
弹力是力的一种,只要是力,就是矢量,也就是既有大小,又有方向的物理量,所以接下来我们就从这两个方面来探究弹力。
(三)探究弹力
1、弹力产生条件
弹力是如何产生的?
弹性形变的物体要恢复原状而对它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
1、两个物体相互接触,2、发生弹性形变。
课堂练习1:
判断下列各图中小球是否受到弹力的情况:
判断弹性形变——假设法:
1、假设接触面很软,依据日常经验进行判断;
2、假设施力物体不存在,观察受力物体能否维持原状;
若能维持原状,则相互间没有弹性形变,即不存在弹力;
若不能维持原状,则相互间有弹性形变,即存在弹力;
思考:
2、弹力的方向
情况1:
由于发生弹性形变的支撑面(桌面)要恢复原状,从而对被支持的物体(书)产生了弹力,通常称为支持力。
支持力的方向:
跟施力物体恢复形变的方向相同;
即:
垂直于支持面,指向被支持的物体;
书本对桌面是否有力的作用,其方向如何?
情况2:
由于被拉长而发生弹性形变的绳子(电线)要恢复原状,从而对它所拉物体(电灯)产生了弹力,通常称为拉力。
拉力的方向:
即:
沿绳子而指向绳子收缩的方向;
弹力的方向总结:
弹力的方向与施力物体恢复形变的方向一致!
课堂练习2:
画出下列各图中A物体所受弹力的方向:
小规律:
两物体间的弹力方向,接触面为平面者往往垂直于接触面指向受力物体,如果没有接触平面,则可以做接触点处的切面,弹力方向垂直于该切面指向受力物体;
我们刚刚分析了弹力的方向,下面就来探究弹力的大小。
不同的物体发生形变时所产生的弹力的大小要视具体情况确定,一般而言是比较复杂的。
人们通过对各种不同的物体发生形变时所产生的弹力的情况的研究,发现弹簧弹力的大小与弹簧的形变量之间是有一定的规律可循的,下面我们就来探究弹簧的弹力的大小与形变量之间的关系。
3、弹力的大小
(1)、对压力、支持力、拉力等一般弹力:
利用物体的平衡条件等方法进行测量;
(2)、弹簧的弹力:
猜想:
弹簧的弹力大小会与什么因素有关?
(先让学生思考两分钟,然后找一名学生讲解探究思路;
依据探究的过程,分析实验的过程中要记录的数据,确定记录的表格并通过电脑给出表格;
请两名学生做演示实验,教师在电脑上记录学生得到的数据,三人配合,完成实验。
与学生共同分析得出记录数据的表格:
实验次数
1
2
3
4
5
物体的重力G/N
弹力的大小F/N
弹簧的长度l/cm
弹簧的伸长量x/cm
探究注意事项:
弹簧下面加挂的钩码的重量不能太大,以免弹簧的伸长超出它的弹性限度。
共同分析:
分析学生得到的数据(第一组数据的偏差比较大),概括出每增加一个钩码,弹簧的伸长量是相同的,在误差允许的范围内(或不考虑坏数据的影响),弹簧的弹力与形变量成正比。
精确的实验表明:
结论:
在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比,即:
几点说明:
1、式中x指弹簧伸长(或缩短)的长度,即:
形变量;
2、式中k称为弹簧的劲度系数:
①不同的弹簧,其劲度系数一般是不同的;
②k取决于弹簧本身性质,如:
材料、粗细、长度等;
3、胡克定律通常只用来计算弹簧弹力的大小,其它情况中弹力的大小要根据实际情况确定。
课堂练习3:
在某弹簧的下端挂上一个3N的物体,结果测得弹簧长度伸长了3.75cm,则:
(1)试求该弹簧的劲度系数;
(2)若在弹簧下端改挂一个5N的物体,结果测得此时弹簧的长度为11.25cm,试求弹簧原长;
3、课堂小结:
本节课我们主要是先了解了几种不同形式的形变,在此基础上给出弹性和弹性限度的概念,重点讨论了弹力的方向,探究了弹簧弹力的大小与弹簧的形变量之间的关系,得到了胡克定律。
而本节课有关放大物体形变的方法和探究弹簧弹力的方法,更是我们要仔细体会的科学方法。
4、布置作业
1、教材P51第1、2、4题
2、思考教材P51第5题;
九板书设计
1认识形变及形变的分类
2弹性及弹性限度的概念
3弹力产生的条件及弹力的方向
4胡克定律的内容及公式的意义
《探究摩擦力》教学设计
中山市古镇高级中学陈高明
一、课标要求
通过实验,理解摩擦力的大小和方向,用摩擦力分析日常生活中的问题。
二、教学内容分析
摩擦力是高一的碱个基本力教学的一个重点也是难点。
由于摩擦力既有静摩擦力又有动摩擦力摩擦力方向随时可变,静摩擦力的大小又是可变的,动摩擦力只与压力和摩擦因素有关,在接触面一和压力一定的情况下它又相对恒定,所本章教材通过分析生活中的大量实际问题,让学生初步理解并掌握摩擦力的应用,在此基础上我们采用“探究性”实验教学。
教材让学生通过“猜想与假设、进行试验、总结归纳、得出结论”的探究过程,进一步培养了学生的实验探究能力,以及学习物理的兴趣。
三、学情分析
1、学生通过前面知识的学习,已对力的基本概念、力学中三种常见的力、合力与分力的等效替代关系有了一定的认识,形成力一定的知识结构,为本节课的探究学习奠定了基础。
2、学生对矢量的知识已有一定的了解,只要教师引导得当,注重分析贴近学生生活的实际问题,学生就能较为容易的掌握本节内容。
3、在前面自由落体运动等知识的学习过程中,学生已接触过实验探究的过程,学生具备基本的探究能力。
如正确引导学生,学生便能通过实验探究,很好的掌握本节内容,同时使得各方面的能力有所提高,并激发对物理的学习兴趣。
四、教学目标分析
按教学内容和学情的分析确定如下教学目标
知识与技能
1、掌握摩擦力产生的条件
2、会确定摩擦力的方向
3、通过探究能得出动摩擦力的大小
4、知道静摩擦力、最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。
过程与方法
1、通过探究得出动摩擦力公式
2、通过具体实例,了解摩擦力大小和方向。
3、学会分析生活中有关摩擦力的现象
情感态度与价值观
1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。
2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度,激发学生探索与创新的意识。
3、培养学生合作、交流、互助的精神。
五、教学重点和难点分析
教学重点:
通过实验归纳出摩擦力的大小和方向
教学难点:
求解摩擦力的大小和方向。
六、设计思想
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