高中物理 32《弹簧形变和弹力》教学设计 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx

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本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。

　　三、说学情分析

　　学生目前对形变和弹力有一定的感性认识但是不够深入；

知道支持力、压力都是弹力，但是不能够概括产生的原因。

因此我采取引导、启发的教学方式。

　　四、教学用具

　　⑴演示用具：

弹簧、钢丝、激光笔、细竹竿、微小形变放大器一套、已拉坏了的弹簧、钢尺。

　　⑵学生探究实验用具：

铁架台（带支架），两个原长一样但劲度系数不一样的弹簧、刻度尺、钩码10个、长20cm的细铁丝。

　　五、教学设计流程图

　　六、说教学设计

　　基于以上分析，为使本堂课围绕重点、突破难点，同时让学生在课堂教学中能力得到提高，我设计如下教学过程。

（一）创设情景认识形变

　　由同学们已有的形变知识入手，引入新课。

　　教师演示：

①弹簧的压缩形变；

②弹簧的拉伸形变③视频播放：

竹竿形变、钢丝的扭转形变。

　　得出形变的概念及各类形变。

　　[设计意图：

我从生活情景中引入新课，是为了激发学生的好奇心，为学生学习重点和难点内容作铺垫。

]

　　设问：

摩天大楼在风的吹拂下会不会摆动，发生形变吗？

　　演示微小形变放大实验：

　　由于这种形变不容易观察，会使学生产生疑问：

到底有没有发生形变？

解决的办法是微小形变的演示实验。

为什么光点会往下移？

让学生带着问题思考后得出结论：

是由于桌面发生了形变，但是形变不明显。

为后面解决压力和支持力都是弹力做好铺垫。

使学生知道“放大”是一种科学探究的方法。

（二）探索弹性形变的概念，理解弹性限度

　　创设物理情景：

学生演示弹簧拉伸，压缩都可以恢复原状；

橡皮泥被压缩后不能恢复原状。

　　学生概括：

得出弹性形变和范性形变的概念。

　　用较大的力拉弹簧和橡皮筋，结果被拉坏了。

得出弹性限度的概念。

　　教师总结规范概念。

演示生活例子，多联系实际，利用学生头脑中已有的物理知识，自主概括概念，最后老师总结；

突出了以学生为主体的教学理念，有利于学生加深对物理概念的理解。

　　（三）探索弹力

　　演示实验：

（播放视频）

　　1．弹力的概念。

　　2．常见弹力及其方向的确定。

　　⑴压力；

⑵支持力；

⑶绳子的弹力

　　让学生知道桌面受到的压力是由于拳头形变产生的，拳头受到的支持力是由于桌面形变产生的。

　　接着引导学生探索绳子弹力的产生及其方向的确定。

　　●判断如图所示，相互接触的A、B两小球间是否有相互作用的弹力。

　　采用“假设法”分析，让学生知道相互接触的物体不一定有弹力。

　　3．总结产生弹力的条件

利用放大法分析压力和支持力的产生原因，假设法判断弹力的有无。

让学生学会方法的迁移，同时感受到探索物理问题的成就，从而顺利突破重点和难点。

　　（四）探究弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系？

　　创设问题情景：

学生使用弹簧测力计。

　　引出问题：

弹簧测力计主要由哪些部分组成？

它是根据什么原理制成的？

　　提出问题：

弹簧形变时的弹力跟它发生的形变有什么关系呢？

　　猜想：

根据你们使用弹簧测力计的体验，对上述关系进行猜想？

请同学们讨论交流一下。

让学生带着问题进入学习，使学习更具有目的性；

激发学生的积极性，活跃课堂探究氛围；

有利于提高学习效率。

　　实验探究：

（由于猜想不一定正确）为了验证你的猜想，请提出你的设计方案，完成实验探究。

　　老师指导，学生分组实验（有些组使用的弹簧是不一样的）──分析数据──处理数据

实验次数

物体的重力G/N

弹簧的长度L/cm

弹簧的伸长量x/cm

弹力的大小F/N

　　利用Excel软件绘出F—X图象。

　　在同一个直角坐标，做出两个不同弹簧的F—X图象，然后进行比较。

　　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。

　　最后老师归纳总结：

得出胡克定律：

F=KX（K为弹簧的颈度系数）

在探究弹力的大小与形变的定量关系时，由学生进行猜想、实验和得出规律，并利用信息技术计算机绘制F—X图象，充分利用信息技术资源和物理学科的整合。

能较好地体现以学生为主的新的教学理念。

对探究实验过程教师加以指导，使学生学会团结合作、学会探究物理规律；

再加上熟练信息技术，更有效地提高学习效率。

　　（五）弹力的应用（图片，视频播放：

射箭）

让学生知道产品设计离不开物理理论，做到从实践到理论，再从理论到实践的学习过程。

　　（六）开放式问题（视频播放：

撑杆跳高、跳水）；

通过本节内容的学习，请同学们开放式地讨论

　　①从形变与弹力知识去思考，撑杆跳高运动员跳得这么高的主要原因是什么？

　　②跳水运动员在空中滞空时间主要由哪方面决定？

　　课外布置：

自制弹簧秤，并组织评比。

开设开放式问题，布置课外自制弹簧秤，并组织评比活动，有利于激发学生的学习兴趣，发展好奇心和求知欲。

培养学生利用物理知识解决生活问题的能力，让学生知道学习是为了解决生活中的实际问题。

　　七、板书设计

形变与弹力

（一）形变

2019-2020年高中物理3.2《探究弹力和弹簧伸长的关系》教学设计新人教版必修1

　　【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。

　　【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。

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。

[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。

……

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

[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？

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。

阅读课文并积极讨论。

在实验室巡视，并询问情况。

　　……

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，

将仪器发给学生，每4人一套。

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）。

学生实验，并列表记录实验数据。

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：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

x

x0

x1

x2

Δx

Δx1

Δx2

m

m1

m2

F

F1

F2

　　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。

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。

学生处理数据……

抽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。

1、根据F—Δx图象，猜测F—Δx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？

讨论并回答。

[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

根据实验过程，归纳总结实验步骤。

学生归纳总结在草稿纸上。

[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。

归纳实验结论。

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

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？

学生探索实验……

　　总结得到：

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

[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？

学生思考并表述观点。

[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）

[多媒体]先出示题目，待学生做完后，再出示答案。

　　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1cm。

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．31cm

　　B．33cm

　　C．36cm

　　D．30．3cm

　　3、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解决问题的能力的培养，而且更注重对学生进行物理科学研究方法的熏陶。

在本节课的教学中突出了一条研究物理科学的一般方法：

“观察现象、初步分析→实验研究→猜测→得出规律→重复实验、检验结论。

”

　　这种在具体知识教学的同时，进行的科学方法教育，使学生领会研究物理规律的一般方法，其重要性不亚于具体物理知识的学习，因为它对学生来说是终生受益的。

　　参考资料：

　　[1]《关于物理文化对话》姜水根 

北京科学出版社 

xx

　　[2]《志鸿优化设计》任志鸿 

海南南方出版社 

xx

　　[3]《教材精析精练》丁尧坚 

姜启时 

北京人民教育出版社 

延边教育出版社 

　　[4]全日制普通高级中学（必修）《物理》第一册 

人民教育出版社

　　[5]《中国中学教学百科全书》（物理卷）阎金锋 

沈阳出版社 

1990