资源简介

《胡克定律》 教学设计
一、教学目标
1．经历“探究弹簧弹力与形变量的关系”的设计过程，能够依据要求进行实验设计，学会选择合理的实验方案进行探究实验。
2．经历用图像处理实验数据的过程，从图像中发现物理规律，了解探究中获取及处理数据的方法。
3．经历实验操作和测量的过程，知道如何利用二力平衡测弹簧的弹力及弹簧的形变量的操作方法，体会探究过程的科学性和严谨性。
二、教学重难点
重点：探究弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）量的关系，胡克定律
难点：探究弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）量的关系
三、教学设计
课程导入
同一弹簧悬挂不同质量的物体，质量越大形变量越大；不同规格的弹簧悬挂同一物体时，形变量也不同。综上所述，弹簧的弹力除了和形变量有关外，还和弹簧本身的性质有关。
（二）新课教学
环节一：小组讨论 ：使用下面的实验器材探究弹簧的弹力大小与形变量之间的关系
器材：弹簧、刻度尺、铁架台、质量相同的钩码若干、弹簧测力计
小组讨论解决的问题：
1.找弹簧的弹力？
2.如何确定弹簧弹力的大小？
3.如何测量弹簧的形变量？
教师活动：
1.找弹簧的弹力？ 弹簧对钩码的拉力
2.如何确定弹簧弹力的大小？ 钩码静止时，F=G （二力平衡）
3.如何测量弹簧的形变量？ x=L-L0
在解答的过程中向学生展示在实验中如何来测量，
在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。
弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算。这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了。
本处教学设计的目的：1.知识问题化，让学生从问题中寻找探究弹簧的弹力大小与形变量关系的实验步骤。
2.培养学生的观察能力，以及小组合作讨论，交流的能力。
3.培养善于发现问题，学生分析问题，解决问题的能力
环节二：学生实际操作（学生根据上面的总结，测量多组数据）
教师提问:如何来测量多组数据
学生回答：在弹簧下加钩码
小组实验的弹簧有二种：一个弹簧软，一个弹簧硬。
学生活动：1.测量弹簧的弹力F
2.测量弹簧的形变量X
序号 1 2 3 4 5
F/N 0
L0/cm
L/cm
x/cm 0
教师活动：我们已经测量出弹簧的弹力与弹簧形变量的数据，如何来直观的总结出他们之间的关系
教师引导：1.数学中我们如何来探究函数的关系？
学生回答：画函数关系图
2.我们现在探究弹力与形变量二个物理量之间的关系？我们也可以应用关系图。
本处教学设计的目的：1.培养学生的小组合作实验探究，以及动手的能力。
2.提醒注意刻度尺的读数，培养学生实验操作的严谨性。
3.教师引导学生分析问题，解决问题。
环节三：数据处理：（学生根据自己的数据画F-X图）
学生活动
1.画出F-X的关系图
2.分析F-X图像，得出弹力与形变量的定量关系
根据F-X图像找到F与X的函数关系？
比较二个弹簧的F-X图像，你发现什么？
教师活动：教师引导学生分析F-X图像
1.F-X图像的点的分布走势是一条过原点的倾斜直线。F与X的函数关系：F=KX。
2.二个弹簧的F-X图像的倾斜程度不一样，软的倾斜程度小，硬的倾斜程度大。
3.悬挂钩码数量过多,导致弹簧的形变量超出其弹性限度,不再符合胡克定律(F=kx),故图像发生弯曲。
4.水平放置弹簧测量其原长,由于弹簧有自重,将其悬挂起来后会有一定的伸长量,故图像横轴截距不为零。
总结：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变，弹力的大小跟弹簧伸长量成正比 。
本处教学设计的目的：1.培养的数据处理能力，以及综合应用能力。
2.培养学生发现问题，分析问题，解决问题的能力。
环节四：思考：我们在做实验的过程中我们应该注意什么
1．所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出其弹性限度。
2．测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大读数误差。
3．描点画线时，所描的点不一定都落在一条直线上，但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧。
4．记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位。
环节五：胡克定律：
1.英国科学家胡可经过研究发现：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度X成正比
2.表达式： F=kX k叫做弹簧的劲度系数，单位是N/m。
3.弹簧的F-X图像的斜率表示弹簧的劲度系数。
环节六：课堂练习
1．(多选)在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，以下说法正确的是( )
A．测量弹簧原长时应将弹簧平放于水平桌面
B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用刻度尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
2.有一根弹簧的长度是15 cm，在下面挂上0.3 kg的重物后长度变成了18 cm，求弹簧的劲度系数
3.如图所示，为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，试由图线确定：
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧伸长15 cm时，弹力的大小．
环节七：课堂小结
实验结论：在弹性限度内，弹簧发生弹性形变，弹力的大小跟弹簧伸长量成正比 。
实验注意事项
F—X图像的分析
胡克定律

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