资源简介

3.1《重力与弹力》（第二课时）教学设计
一、教材分析
《重力与弹力》是高中物理统编版必修一第三章第一节的内容，是力学的核心内容之一，在整个高中物理中占有非常重要的地位，是以后正确进行受力分析的基础。本节课的重点是弹力产生的原因及弹力的方向，难点是常见的弹力方向的确定。教材从物体的明显形变引入，继而在通过放大的思想演示“微小形变”的过程中，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，在教学过程中应注意渗透。在研究思路上，先定性后定量。　
二、学情分析
通过《重力与弹力》第一课时的学习，学生已经结合重力的学习对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。在初中阶段的学习过程中，对弹力也有了初步感性的认识。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力概念的理解。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，领悟科学探究的方法，有利于科学思维的提升。
三、学习目标
1、物理观念
（1）知道什么叫形变,能识别常见的形变,知道如何显示微小的形变.
（2）知道弹力的概念及产生的原因.
（3）知道压力、支持力和绳子拉力都是弹力.会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。
（4）能正确分析具体实例中弹力的受力物体和施力物体.
（5）通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系，理解胡克定律，了解科学研究方法。
（6）了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生活息息相关。
2、科学思维
（1）通过本课教学，在初中对弹力已有认识的基础上，进—步深化对弹力的产生、性质、效果的认识，并学习研究物理问题的“实验——观察——思考——归纳”科学方法.
（2）通过体验微小形变的存在，培养学生用‘放大’的实验方法观察微小形变的实验思想。
3、科学探究：体验探究方法，如何设计实验、记录数据、处理数据等，培养学生建立模型、推理论证的能力。
4、科学态度与责任：养成用科学的质疑的态度去学习知识的习惯，善于在学习的过程中提出问题。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中的重要作用。
四、重点难点分析：
1、本节课的重点通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系，理解胡克定律，了解科学研究方法。
2.难点是弹力产生的原因,常见弹力方向的确定。
五、教学方法：实验法、讲解法
六、教学用具：
弹簧、通过橡皮塞插有移液管的扁平玻璃瓶、激光光源、平面镜、橡皮绳、刻度尺、钩码、细线、铁架台
七、教学过程
（一）引入：
力是一个物体对另一个物体的作用。认识一个力，需要弄清几个问题：谁受到的力，谁施加的力；怎样量度它的大小；它的方向如何；作用点在哪里。复习回顾重力的特征。对于重力，物体可能在地球表面上，也可能在空中，即相互作用的物体未必相互接触。而我们在日常生活中观察到的相互作用，无论是推、拉、提、举，还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等，都是在物体与物体接触时才发生的。这种相互作用可称为接触力。接触力按其性质可归纳为弹力和摩擦力。本节研究弹力。
（二）新课教学：
1．形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫形变。
（1）弹性形变：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变．
（2）塑性形变:不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变．举例说明这两种形变
2.弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用。这种力叫弹力。在弹力概念的教学中，首先强调物体只要在力的作用下就会发生形变，通过实验演示（利用微小形变演示器演示玻璃的形变，利用激光光源和平面镜演示桌面的形变）物体发生的弹性形变，提出问题：发生弹性形变的物体有什么特点？然后利用拉伸的弹簧、被压缩的弹簧、被压弯曲的木板对手指的作用，使学生体会发生弹性形变的物体，有恢复原状的趋势，从而对与它接触的手指会产生力的作用。由此归纳出弹力的概念并总结出弹力的产生条件：一是两物体必须直接接触；二是物体间必须相互挤压（即有弹性形变）。为了加深学生对概念的理解，让学生利用弹力的概念描述桌面上的粉笔盒受支持力及桌面受到的压力。
3.弹力的方向：利用手指按压木板（木板水平与木板倾斜），使学生观察木板、手指形变的方向。利用定义“由于要恢复原状”，归纳出手指受支持力及木板受压力均垂直于接触面。当细绳被拉伸时，利用定义“由于要恢复原状”归纳出重物所受细绳拉力总是沿绳指向绳子收缩的方向。
4.弹力的大小：利用弹力的定义，引导学生得出“发生弹性形变的物体，形变量越大，要恢复原状的趋势就越强，对与它接触的物体产生的力就越大”这一结论。同时指出对一般物体，弹力与形变的定量关系一般较复杂。而弹簧弹力与弹簧的伸长量（或压缩量）则比较简单，引出课题“实验探究弹簧弹力与弹簧形变量的关系”：
【参考实验设计】： 如图所示，用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重；弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出。
【实验步骤】：
（1）将弹簧悬挂在铁架台的杠杆上，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）。
（2） 读出弹簧自然下垂时指针所指刻度。
（3）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。
（4）逐个增加钩码，重复第 4步，至少做 5组数据
【注意事项】
（1）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，实验中所提供的米尺精确度为 1 mm，应估读一位
（2）不要超过弹簧的弹性限度。　
【数据处理】
I.列表法：
观察弹簧受拉力与弹簧形变量的关系：
II.图像法
请各实验小组派代表上讲台，用实物投影展示实验结果，并对实验探究情况进行交流。
结论：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x成正比，即： F＝ｋｘk称为弹簧的劲度系数，单位：N/m
【结论】：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F跟弹簧伸长（或缩短）的长度 x成正比，即：F＝ｋｘ k称为弹簧的劲度系数，单位：N/m说明：（1）这个规律是由英国科学家胡克发现的，叫胡克定律（2）生活中所说弹簧的“软”或“硬”指的就是劲度系数的小或大。
（三）小结：
这节课研究了弹力，知道了弹力的概念及产生的原因，弹力的方向，通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系，即胡克定律。
（四）：检测反馈
1、下列说法正确的是
A、木块放在桌面上受到向上的支持力，这是木块发生微小形变而产生的
B、用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，这是由于木头发生形变而产生的
C、绳对物体的拉力方向总是竖直向上
D、挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的
2、已知物体甲和乙之间有弹力的作用，那么
A、物体甲和乙必定直接接触，且都发生形变
B、物体甲和乙不一定直接接触，但必定都发生形变
C、物体甲和乙必定直接接触，但不一定都发生形变
D、物体甲和乙不一定直接接触；也不一定都发生形变
E、只有受弹簧作用的物体才受到弹力
八、教学反思
1．加强和改进实验教学，激发学生学习物理的兴趣，突破重点和难点实验过程是学生积极观察、思考和探索的过程。通过实验，模拟物理知识发现的过程，让学生受到物理思想方法的教育。通过趣味、新奇的物理实验，激发学生发好奇心理，从而激发他们的思索的欲望。
本课中设计了多个学生实验，演示实验和自主探究实验，将原本较为抽象、枯燥的思维活动转化为生动活泼、兴趣昂然的学习体验。利用移液管改进微小形变演示器，利用其刻度使学生不但发现玻璃瓶所发生的微小形变，而且其形变是弹性形变。利用激光光源和平面镜演示桌面的微小形变更大地激发了学生兴趣。手指是人的非常好的感觉器官，在做手指按压木板试验时，木板的形变，手指的形变均一目了然，而手指所受支持力可以使人体验到，使学生轻松地突破教学重点和难点。
2．学生自主、探究和合作学习能力的培养本教学设计充分注重对生活的挖掘，积极贯彻新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，也充分地注意从学生身边或社会实践活动中选取典型的素材，紧密结合学生已有的生活经验，使抽象的物理概念变成生动形象的认知对象，从而有效地降低了学习的难度。通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养了学生自己动手设计实验和操作实验的能力，提高了学生自主、探究和合作学习的能力。
但在课堂教学中，由于学生自主探究的时间较难驾驭，因此，这节课的授课中在时间的调控上显得尤为重要，对教师的课堂驾驭能力提出了很高的要求。

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