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弹力教学设计
《弹力》教学设计
【课题】弹力
【教材】人教版普通高中物理课程标准实验教科书·物理必修1第三章第二节
【课标要求】
《普通高中物理课程标准(实验)》要求,知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律,并列举了两个例子加以说明,例1是调查日常生活和生产中所用弹簧的形变及使用目的(如获得弹力或减缓震动等),例2是制作一个简易弹簧,用胡克定律解释其工作原理。
新课标加强了实践活动和探究活动,注重培养学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合素养。
【教材分析】
《弹力》是高中物理新课程(必修1)第三章第二节的内容,是力学的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位,是以后正确进行受力分析的基础。
教材从物体的明显形变引入,继而通过放大的思想演示“微小形变”的过程,用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。
并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点,探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。
对于胡克定律的教学,要先让学生亲身经历体验,然后引导学生设计实验“探索弹力的大小与形变量大小之间的关系”,这种先从感性认识出发,上升到理性认识,再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要。
【学情分析】
通过前面的对“重力及相互作用”的学习,学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。
而且在初中阶段的学习过程中,也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。
在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。
弹力产生的原因及其方向的判定,是学生普遍感到难以把握的问题。
为此,在这节课的教学中要精心设计实验,通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点,并让学生在亲历探究的过程中,体验到探究未知世界的乐趣,领悟科学探究的真谛。
【教学目标】
(一)知识与技能
1.知道形变和弹性形变,能识别常见的形变。
知道任何物体在外力的作用下都能发生形变;
2.知道弹力以及弹力产生的条件,会判断弹力的有无;
3.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向;
4.知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题;
5.知道胡克定律的图像的意义,掌握利用图像法计算劲度系数的方法。
(二)过程与方法
1.培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力;
2.通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验,培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力,提高学生自主、探究和合作学习的能力;
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。
(三)情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯;
2.从任何物体都能发生形变人手,培养学生实事求是的世界观.认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑;
3.通过学习弹力在生产和生活中的应用,发展将知识服务于人类的愿望。
【教学重点】
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断;
2.弹力大小的计算;
3.实验设计与操作。
【教学难点】
弹力有无的判断和弹力方向的判断。
【教学课时】45分钟
【实验器材】橡皮筋、纸、橡皮、面包、钢条、小车、弹簧、刻度尺、小球、铁尺、橡皮泥、演示胡克定律用的带刻度的木板、铁架台、物理小车、弹簧、钩码等等.
【教学方法】探究、讲授、讨论、讲授—讨论
【学习方法】合作交流、实验探究、逻辑推理、归纳总结
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、通过实验、导入新课
二、新课教学
(一)形变
1.通过运用生活中的小物品做有关形变的小实验,引导学生总结形变的定义
2.通过图片展示,让学生知道形变按形式的分类
3.通过实验对比,让学生知道形变按效果的分类
4.通过实验演示,让学生知道弹性限度
5.通过微观放大实验,让学生知道一切物体都可以发生形变
(二)弹力
1.通过实验演示,分析跳水运动员案例
让学生知道弹力的定义
2.通过实验对比,让学生讨论分析弹力产生的条件,知道弹力的作用过程
3.通过实验演示,让学生总结弹力的方向
4.通过课堂训练,让学生深刻体会弹力的产生条件
5.通过实验,让学生知道压力和支持力都是弹力,并且知道他们的方向.
6.通过多媒体投影题的分析,让学生知道如何判断弹力的有无
7.通过课堂训练,让学生深刻体会弹力以及弹力的方向
(三)、胡克定律
1.学生自己设计实验,感受胡克定律,教师加以引导
2.通过课堂练习,深刻体会胡克定律
三、总结
每小组分发一根橡皮筋,让同学们自己动手轻轻地拉一拉
提问:
在拉皮筋的同时,有没有感觉到你的手受到一个力的作用?
演示实验:
1.皮筋在手的作用下被拉长了2.橡皮受力扭转
3.面包在手的压力作用下被压扁4.纸张被手揉皱
提问:
这几个实验的共同特征是什么呢?
提问:
物体的形变按形式又分为几种类型呢?
展示各类形变图片
提问:
回顾老师前面做的小实验,大家思考一下,皮筋被拉长和纸张被揉皱这两种形变有什么区别呢?
提问:
那是不是所有的弹性形变都可以恢复原状呢?
演示实验:
钢条形变过大不能恢复原状
提问:
那之前老师做的实验、举得例子中物体的形变都很明显、很容易观察的,那老师有一个疑问,当老师用手压桌面的时候桌面有没有发生形变呢?
播放实验动画
提问:
通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?
生:
通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.
提问:
通过刚才的实验,可以得出什么样的结论?
演示实验:
伸长的弹簧将与之相连的小车拉过来.
分析跳水运动员案例
演示实验:
1.弯曲的铁片将小球弹出.
2.弯曲的橡皮泥却不能把小球弹出
3.弯曲的铁片不与小球接触,不能把小球推出
实验演示:
1.弯曲的铁片将小球弹出.
2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.
3.伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来.
提问:
力是一个矢量,弹力当然也是矢量,那么通过以上的实验,大家总结一下弹力的方向。
[课堂训练]
关于弹力的产生,下列说法中正确的是……………………………()
A.只要两物体相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只要物体发生形变就一定有弹力产生
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
实验演示:
课本放在桌面上,绳子悬挂物体
提问:
当把课本放在桌面上,根据我们以前所学的知识,课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?
提问:
它们是不是弹力?
为什么?
提问:
压力和支持力的方向是怎样的呢?
提问:
刚才我们演示了绳子拉物体的情形,绳子的拉力是不是弹力呢?
它的方向又是如何规定的呢?
多媒体投影例题
试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止),并画出小球受到的重力和弹力(示意图).
提问:
在这个例子中,倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?
[课堂训练]
1.请在图3—2—3中画出杆及球所受的弹力.
(1)杆靠在墙上.
(2)杆放在半球形的槽中.
(3)球用细线悬挂在竖直墙上.
(4)球放在两个等高的支座上.
2.在图3—2—5中,A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是……………()
提问:
下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.
提醒学生注意事项
(1)本实验要求定量测量,因此要尽可能减小实验误差.标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次改变悬挂钩码个数后,要待系统稳定后再读数.
(2)实验中所提供的米尺精确度为1mm,应估读一位.
(3)弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度使用.
建议做法:
(1)选择器材:
从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;实验桌上有
200g、50g的钩码各一盒,选择50g钩码来做这一实验.(想一想,为什么?
)(参考答50kg的钩码质量比较小,容易调节,另外增加一个不会损坏弹簧)
(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等).
(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度.
(4)悬挂50g钩码一个,待稳定后,读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格
(5)逐个增加钩码,重复第4步,至少做5组数据.
(6)图象法处理数据:
在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3—2—?
所示.描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.
拓展一步:
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.
提问:
通过以上的实验,我们可以得出怎样的结论?
[课堂训练]
如图3—2—8所示,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系.根据图象判断,正确的结是……………………()
总结本节课所学内容
拉皮筋,感觉弹力的存在
学生观察、思考
生:
它们的形状和体积都发生了改变
学生思考
学生思考、个别回答问题
生:
皮筋被拉长可以恢复原状,纸张不可以
学生观看实验现象并思考
生1:
没有.
生2:
可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来.
学生认真观察实验现象,思考
观察实验,思考
观察实验现象,
思考、参与讨论回答
生:
通过观察以上的几个实验,可以知道弹力产生的条件有两个:
接触并且发生形变.
学生观察实验现象
认真思考、讨论
回答问题
生:
弹力方向总是指向施力物体形变恢复的方向.
学生思考答题
观察实验
思考,回答问题
生:
是课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力.
生:
它们是弹力,因为它们符合弹力产生的条件,接触并且发生形变.
生:
压力的方向是垂直于支持面并且指向被压的物体,支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物体.
生:
绳子的拉力也是弹力,它的方向沿着绳指向绳收缩的方向.
生l:
墙和小球之间好像应该有弹力.
生2:
不好判断,因为二者虽然接触但是它们的形变情况从图中观察不出来.
学生思考回答
学生设计实验
然后分组实验
参与实验,通过过程观察得出结论,试图总结规律
学习处理数据
生:
通过分析实验中的实验数据,我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.
认真思考
跟着老师的思路回顾本节课所学
联系生活实际,用小实验吸引学生兴趣
用生活中的小物品演示实验,从而激发学生思考
让学生区分不同种类的形变
对比实验使学生更清晰弹性形变的物理含义
锻炼学生的观察能力和想象能力
培养学生对实验的兴趣
通过观察演示,深刻体会弹力的定义
培养学生的总结能力
通过练习判断学生是否理解了弹力的产生条件
让学生知道弹力支持力都是弹力,并会画方向
学会假设法
通过课堂训练,检验学生是否会画弹力的方向
锻炼学生实验能力、培养合作意识
通过训练检查学生是否理解胡克定律
帮助学生回顾所学
四、作业
1.教材第59页问题与练习.
2.阅读物理报纸第9期第3版《重力与重心形变与弹力》
让学生复习所学
【板书设计】
形变
概念
物体的形状和体积的改变
特点
1.任何物体都能发生形交
2.有的形变明显,有的形变极其微小
分类
按形式分;拉伸(或压缩)形变、弯曲形变、扭转形变
按效果分:
弹性形变、非弹性形变
弹力
概念
发生形变的物体由于耍恢复原状,对跟它接触的物体问产生的力
弹力
产生
条件
1.直接接触
2.发生形变
1.压力的方向垂直乎支持面指向被压的物体
方向
2.支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体
3.绳的拉力方向总是沿着绳指向绳子收缩的方向
大小
I,形变越大,强力也越大
2.形变消失,弹力也随之消失
【教学小结】
在弹力的教学过程中,有这样几个难点需要突破,一是任何相接触的物体间都可能有弹力,弹力的产生条件是接触并且有形变,但是有些物体的形变量很小,不容易观察到,就会使学生产生这样的疑问:
这种情况下弹力到底有没有?
例如物体放在桌面上,压力和支持力不能通过形变来进行判断,解决这个问题的方法是微小形变的演示,通过演示,使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力.另外一个难点是弹力有无的判断,解决这个问题可以用假设判断的方法,不仅让学生知道判断的方法,更应该让学生学会这些方法的迁移,例如假设的判断方法,也可以用到摩擦力有无的判断中去.一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断,而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断,让学生通过实验“发现”胡克定律,在发现中锻炼究物理规律的能力.
【教学反思】
【教学活动流程图】
教学流程图中符号的意义
符号
表示的意义
符号
表示的意义
开始结束
重要内容
教师活动或
师生互动
流程线
学生活动
教学媒体
开始
拉弹簧实验
演示关于形变的实验
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- 弹力 教学 设计