资源简介

3.2 力的存在（第2课时）（教学设计）
年级 七年级 授课时间
课题 3.2 力的存在（第2课时）
教学 目标 科学观念：知道力的单位；了解弹簧的弹力；了解弹测力计的原理；会正确使用弹簧测力计测量力的大小； 科学思维：从原有的认知结构中学习新的知识，理解弹簧测力计的结构与原理；从而掌握弹簧测力计的使用与正确读数； 探究实践：通过小组合作完成小实验，感受弹力，了解弹簧伸长的长度与力的关系，学习弹簧测力计的正确使用，提高观察的意识和能力； 态度责任：形成乐于探究的态度和严谨、求实的科学探究精神。
教学 重难点 重点：了解弹簧测力计的原理；学会使用弹簧测力计测量力的大小 难点：正确使用弹簧测力计
学情 分析 本节内容选自浙教版七下第三章第2节，本节主要内容：力的概念、力的作用效果及力的性质、力的单位和测量工具、力的示意图（三要素）。在本节课之前，学生已经学习了有关运动、速度等基础知识，本节需要通过充分联系学生的生活经验，感受力的存在，从而便于学生理解较为抽象的力的概念。学习本节课的知识后学生将近一步学习力学，因此本节课的内容是学习力学的基础，为后续知识如压强、做功、简单机械等知识做铺垫，在教材上具有承上启下的作用。另外，教材内容在学生具有充分的生活经验的基础之上密切联系现代生活、生产和科学技术，具有浓郁的生活气息。 本节内容拟用3课时完成教学，第1课时主要内容为力的存在、力的作用效果、力的作用是相互的；第2课时主要内容为力的测量；第3课时主要内容为力的三要素、力的示意图。
教学 准备 课件、课本等
教学过程
教师活动 学生活动
新 课 导 入 大象举起粗大的树干要用力，蚂蚁搬动轻小的树叶也要用力，但两个力的大小可谓天壤之别。运动员举重也需要很大的力，那么怎样测量力的大小呢？ 知道力有大小，思考怎样测量力。
新 知 讲 授 一、力的单位 跟测量长度需要规定长度的单位一样，要测量力的大小，首先也需要规定力的单位。 在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N。它是以英国物理学家牛顿的名字命名的。 那么，生活中一般使用的力都是多大的呢？我们以生活中常见的力为例子感受一下力的大小。 感受力的大小： 手托2只鸡蛋的力约为1牛 拉开易拉罐所用的力约为20牛 一般成年男子手的最大握力约为560牛 拓展阅读：牛顿 牛顿（Isaac Newton，1643～1727）， 英国著名的物理学家、数学家和天文学家，1643年出生于离伦敦不远的林肯郡沃尔基索普村的一户农家。 牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一，在科学的许多方面作出了卓越的贡献。在力学方面，他在伽利略（Galileo Galilei）等科学家工作的基础上进一步深入研究，先后建立了成为经典力学基础的牛顿运动三大定律。在天文学方面，他在开普勒（Johannes Kepler）等科学家研究的基础上，建立了万有引力定律。他还初步考察了行星运动规律，解释了潮汐现象，预言了地球不是正球体。在光学方面，他发现了太阳光是由不同颜色的光构成的，从而确定了光谱分析的基础。在热学方面，他确定了冷却定律。在数学方面，他建立了著名的二项式定理，他还是微积分的创始人之一。 牛顿虽然对科学作出了重大的贡献，但他总是谦逊地说：“我不知道世人会怎样看我，不过，我觉得自己好像是一个在海滨玩耍的孩子，有幸拾到美丽的贝壳，而真理的大海，我还是没有发现。” 二、弹力 测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧测力计是一种常用的测力计，它的内部装有可以伸缩的弹簧，要了解弹簧测力计，首先要了解弹性和弹力。 活动： 1．如图所示，把弹簧的上端固定在长方形木板上，用手向下拉弹簧的下端，观察弹簧长度的变化。这时，你的手有什么感觉？ _____手会感觉受到弹簧向上的力_______。 2．将弹簧拉得更长，手的感觉有什么变化？__感觉受到的力变大_。 3．撤去拉力，弹簧的长度将发生什么变化？__弹簧逐渐恢复原长__。 由以上活动可知： 弹性：弹簧受到手的拉力会发生形变，不受力时又会恢复到原来的状态，弹簧的这种性质叫做弹性。 弹力：手拉弹簧时也会感受到弹簧反抗拉伸的作用，这种力叫做弹力。 上述实验还表明，弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度也越长。 接下来我们进一步分析一下弹力。 1.弹力：物体由于发生弹性形变时所产生的力，生活中的推力、拉力、压力、支持力等都是弹力。 弹性形变：物体形变后，撤去外力就能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。 生活中踢足球，打篮球过程中都会产生弹力，由此可知： 2.弹力的产生条件： ①两个物体必须接触（弹力是接触力，物体不接触不会产生弹力）；②发生弹性形变。 3.弹力方向：弹力向着恢复原状的方向。 思考与讨论：弹力的大小与哪些因素有关？ 由拉伸弹簧的活动可知，将弹簧拉得更长时，手会感觉到受到弹簧的力更大，故我们可推测出弹力与形变量有关，若我们换用不同材质的弹簧，拉伸相同长度，可能感觉到的弹力也不相同，故可推测弹力与物体材料也是有关系的。具体可设计实验来验证。 想要进行实验验证需要具体的数据，首先要学习一下力的测量工具——弹簧测力计的使用和注意事项。 三、弹簧测力计 活动： （1）观察弹簧测力计。了解指针、零刻度线、量程和最小刻度值。 （2）用手拉弹簧测力计的秤钩，感受1牛和5牛力的大小。 （3）在弹簧测力计的秤钩上挂文具盒或课本等物品，测出弹簧测力计对它们的拉力。 1.弹簧测力计的原理：在一定范围内（弹性限度内），弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度也越长（形变量与所受的外力成正比）。 2.弹簧测力计使用注意事项： ①明确量程，不能超量程； ②明确分度值，以便读数； ③观察指针是否对准零刻度线，不指向0时要进行调节； ④使用前要拉动弹簧防止弹簧与外壳摩擦影响读数； ⑤拉力方向必须沿着弹簧的轴线方向，防止摩擦； ⑥读数时，视线要与指针所指的刻度面板垂直； ⑦不能倒置测量，防止受到外壳重力影响； ⑧在挂钩施加多大的力，读数即为多少，与外壳上（圆环）施加的力无关。 探究弹力大小的影响因素 实验猜想：弹力大小与形变量和物体材料有关。 实验步骤：1.将弹簧固定在铁架台上，旁边放一刻度尺，记下弹簧下端的初始位置，然后在弹簧下端逐个增挂钩码，使弹簧所受的拉力逐渐增大，通过刻度尺读出每次弹簧的伸长量ΔL（弹簧伸长量是指弹簧形变后的长度与原长的差值），将数据记录在下表中。 实验次数123456钩码个数012345弹簧伸长量ΔL（cm）00.511.522.5
2.换用不同材质的弹簧重复上述实验。 实验分析与结论：1.一定范围内，弹簧伸长量越大，弹力越大（可画图分析）； 2.换用不同材质的弹簧进行实验，钩码个数相同时，弹簧伸长量不同，故弹力与物体材质有关。 弹力大小：与物体材料和形变量有关，在弹性限度内，形变量越大，弹力越大。 了解力的单位，感受力的大小。 体会弹力的产生，总结弹力的大小、方向等特点。 观察图片，了解生活中的弹力。 总结弹力产生的条件及弹力的方向 思考弹力的大小与哪些因素有关，设计实验验证。 了解弹簧测力计的结构，总结使用的注意事项。 探究弹力大小的影响因素。
课 堂 练 习 典例1 如图所示，ABCD顺序表示了射箭的整个过程，运动员先将箭搭在弓上，然后慢慢拉弓，将弓拉满后松手，箭疾驰而飞，在以上过程中，弓的弹力最大的时刻是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】拉弓时，弓发生了弹性形变，形变越大、弹力越大，将弓拉满后，弓的弹性形变最大，弹力最大。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 典例2 小军和小明分别购买了两种橡胶球。小军说：“我的球弹性比你的好。”小明回答说：“我希望你能证实你的说法。”请你帮助小军选择下列哪个方案来解决这个问题（ ） A.把两球向墙掷去，测量它们撞击时在墙上痕迹的深浅 B.用手触摸两球，看哪一个球较软 C.让两球于离地等高处坠下，测量哪一个反弹得高 D.把两球向地面掷下，测量它们反弹的高度 【答案】C 【解析】A.两球向墙扔去，两球反弹的大小与用力的大小有关，不能根据反弹时离墙的距离区分它们弹性的大小，故A不符合题意； B.球的硬度不能决定弹性的大小，故B不符合题意； C.两球于离地等高处由静止下落，除了球自身所受到的重力，不受其它作用力，比较它们反弹的高度，这种办法是合理的，故C符合题意； D.把两球向地面掷下，小球反弹的高度与用力的大小有关，故D不符合题意。 故选C。 典例3 如图所示的弹簧测力计，在使用前，往往要轻轻来回拉动它的挂钩几次，这样做的好处是_______________。由图可知它的量程是________N，其分度值是________N，图示中的读数为________N。 【答案】避免弹簧卡壳；0-5；0.2；2.4 【解析】如图所示的弹簧测力计，在使用前，往往要轻轻来回拉动它的挂钩几次，这样做的好处是避免弹簧卡壳，由图可知它的量程是0-5N，其分度值是0.2N，图示中的读数为2.4N。 典例4 学校项目化学习小组的同学准备自己动手制作弹簧测力计，他们选取了甲、乙两种规格的弹簧进行测试，绘出如图1所示的图像。请回答： （1）图中OA段、OB段是弹性形变，若要制作精确程度较高的弹簧测力计，应选用 （“甲”或“乙”）弹簧。 （2）用弹簧乙制成弹簧测力计，在面板上标上刻度，如图2是面板上刻度的一部分，在0.5cm处标上力的大小为 牛。 【答案】（1）甲（2）1 【解析】（1）由图可知，甲弹簧形变改变6cm所需拉力增大4N，乙弹簧形变改变2cm所需拉力增大4N，因此制作精确程度较高的弹簧测力计应选甲弹簧。 （2）由图可知，乙弹簧形变改变2cm所需拉力增大4N，在0.5cm处标上力的大小为1N。 典例5 为研究橡皮筋是否与弹簧有类似的性质，某兴趣小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究，并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码(图甲所示)，记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx，根据多组测量数据画出的图线如图乙所示。 （1）分析实验数据可以得到结论是：在橡皮筋的弹性范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量 （选填“越大”“越小”或“不变”)； （2）当在橡皮筋B上悬挂重力为0.5牛的物体时，橡皮筋B的伸长量为 厘米； （3）分别用这两根橡皮筋制成测力计，用橡皮筋 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度高； （4）兴趣小组的同学将A、B橡皮筋如丙图方式连接起来，能够测量力的最大值为 （选填“1”或“1.5”）牛。 【答案】（1）越大（2）5（3）A（4）1 【解析】（1）根据图乙可知，在弹性范围内，橡皮筋伸长的长度与受到拉力的变化图像为一条斜线，即二者成正比，那么得到：在橡皮筋的弹性范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量越大。 （2）根据图乙可知，在橡皮筋B上悬挂重力为0.5牛的物体时，橡皮筋B的伸长量为5厘米。 （3）根据图乙可知，当受到0.5N的拉力时，橡皮筋B伸长5cm，A伸长10cm，则用橡皮筋A制成的测力计精确度更高。 （4）根据图乙可知，橡皮筋B的最大测量值为1.5N，而橡皮筋A的最大测量值为1N，二者串联时都会伸长，则测量力的大小以小的为准，即能够测量力的最大值为1N。
课 堂 小 结 一、力的单位 （1）单位：牛顿，简称牛，符号为N。它是以英国物理学家牛顿的名字命名的。 （2）感知力的大小：拿起两个鸡蛋的力是1N，背起一个初中生的力是500N。 二、弹力 （1）弹性：物体受力发生形变，不受力自动恢复原来形状的特性叫弹性。 （2）弹力：物体由于发生弹性形变时所产生的力，生活中的推力、拉力、压力、支持力等都是弹力。 ①产生条件：物体接触；发生形变。 ②弹力方向：向着恢复原状的方向。 ③弹力大小：与物体材料和形变量有关，在弹性限度内，形变量越大, 弹力越大。 ④测量工具：测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧测力计是一种常用的测力计。 三、弹簧测力计 （1）弹簧测力计的原理：弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度也越长。弹簧测力计就是利用这个原理制造出来的。 （2）弹簧测力计使用注意事项：①明确量程，不能超量程；②明确分度值，以便读数；③观察指针是否对准零刻度线；④使用前要拉动弹簧防止弹簧与外壳摩擦影响读数；⑤拉力方向必须沿着弹簧的轴线方向，防止摩擦；⑥读数时，视线要与指针所指的刻度面板垂直；⑦不能倒置测量，防止受到外壳重力影响；⑧挂钩施加多大的力，读数即为多少，与外壳上施加的力无关。
板 书 设 计
作 业 设 计
反 思 评 价

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