资源简介

第1讲《弹力和重力》教学设计
【教材与考情分析】
教材版本：2019人教版高中物理必修1
新高考命题趋势（近5年统计）：
弹力：频次85%，常结合弹簧模型、接触面弹力方向判断（如斜面、杆件连接）
重力：频次90%，多考查重心变化（如悬挂法测薄板重心）、与万有引力综合
创新题型：生活情境（如蹦床、桥梁承重）占比增长35%，实验题侧重“探究弹簧弹力与形变量关系”
【教学目标】
核心素养 具体目标
物理观念 理解弹力产生条件（接触+形变），掌握胡克定律（F=kx）和重力公式（G=mg）
科学思维 运用假设法判断弹力有无，建立“微小形变”理想模型
科学探究 通过实验探究弹簧劲度系数，设计“悬挂法测重心”实验
科学态度与责任 分析弹力在工程中的应用（如桥梁抗震），探讨重力对天体运动的影响
【教学重难点】
重点：
（1）弹力方向判断（面面接触、点面接触、绳/杆弹力）
（2）胡克定律应用（形变量计算、多弹簧问题）
难点突破策略：
（1）弹力有无的判断 → 采用“假设法+形变模拟动画”
（2）重心概念理解 → 通过“悬挂法”实验动态演示
【教学方法与策略】
教学方法：问题链引导、实验探究法、小组合作
教学策略：
数字化实验（Phyphox测微小形变）
情境类比（弹簧与蹦床形变对比）
思维导图归纳弹力类型与方向
教学过程设计（45分钟）
环节 教师活动 学生活动 设计意图 时长
导入： 演示橡皮筋拉伸、压缩形变，提问：“形变消失时弹力是否还存在？” 观察现象并讨论，总结弹力产生条件 从直观现象切入，建立“形变是弹力产生根源”的物理观念 3min
概念 辨析 1. 播放“微小形变”放大动画（玻璃瓶挤压）
2. 对比绳、杆、弹簧弹力方向 绘制不同接触方式下弹力方向示意图 突破“形变观察难”的认知障碍，强化方向判断 10min
实验 探究 分组实验：
1. 测弹簧弹力与形变量关系
2. 悬挂法测不规则薄板重心 记录数据并绘制F-x图，计算k值；通过悬挂法标记重心位置 培养实验操作能力，理解胡克定律和重心的等效思想 15min
模型 突破 例题：
“斜面物体静止，分析接触面弹力方向”
“蹦床运动员下落过程弹力变化” 用假设法分析弹力存在性；分段讨论弹力变化 掌握弹力动态分析技巧，链接高考情境 10min
高考 实战 母题改编（2023湖南卷T4）：
“弹簧串联问题，求总劲度系数” 推导串联公式k总=k k /(k +k )，对比并联规律 强化弹簧模型解题思维，渗透等效思想 5min
【板书设计】
【课堂作业】
基础题：画出静止在斜面上的物体所受弹力方向。
提升题：弹簧原长10cm，悬挂2kg物体后伸长至12cm，求劲度系数。
拓展题：分析“重心越低越稳定”在汽车设计中的应用。
【教学反思】
预设问题：学生对“杆的弹力方向”易混淆，需增加杆件模型例题对比。
改进方向：引入“形变传感器”动态演示微小形变，增强直观性。
素养达成：通过实验和情境分析，强化“模型构建”与“科学推理”能力。
说明：本设计以新高考“一核四层四翼”为导向，注重实验探究与模型建构，紧密关联生活与科技前沿。
第1讲《弹力和重力》随堂测验（45分钟）
姓名：________ 班级：________ 得分：________
一、选择题
下列情境中，关于弹力有无的判断正确的是（ ）
A. 静止在水平桌面上的书与桌面间一定无弹力
B. 用细线悬挂的小球与斜面接触时，斜面一定对小球产生弹力
C. 被压缩的弹簧在恢复原长过程中，弹力逐渐减小
D. 人站在木板上，木板弯曲，说明木板对人施加了弹力
关于弹力方向，下列说法正确的是（ ）
A. 点面接触时，弹力方向一定垂直于接触面指向被支持的物体
B. 轻杆的弹力方向一定沿杆
C. 绳子拉力方向沿绳子收缩方向，但不可能竖直向上
D. 放在斜面上的物体所受弹力方向竖直向上
两根弹簧串联后悬挂一物体，弹簧劲度系数分别为k =200N/m、k =300N/m，则总劲度系数为（ ）
A. 500N/m B. 250N/m C. 120N/m D. 100N/m
关于重心，下列说法错误的是（ ）
悬挂法测薄板重心利用了二力平衡原理
物体的重心一定在物体上
质量分布均匀的圆环重心在圆心
降低重心可以提高物体的稳定性
二、填空题
弹簧原长15cm，悬挂2kg物体后长度变为18cm，劲度系数k=________N/m。（g=9.8m/s ）
两根弹簧并联后劲度系数为500N/m，若单独一根弹簧的劲度系数为200N/m，另一根为________N/m。
静止在倾角30°斜面上的木块，所受斜面弹力方向为________。
用细绳悬挂一重物处于静止状态，绳子的拉力方向为________。
三、实验题
某同学用如图装置探究弹簧弹力与形变量的关系，得到以下数据：
砝码质量m/kg 0 0.2 0.4 0.6
弹簧长度l/cm 10 12 14 16
计算弹簧的劲度系数k=________N/m。
若弹簧原长为10cm，挂0.6kg砝码时形变量x=________cm。
实验中若砝码质量过大，可能导致________现象。
四、计算题
蹦床运动员从离蹦床1m高处自由下落，接触蹦床后继续向下运动0.5m至最低点。已知运动员质量50kg，蹦床可视为弹簧，劲度系数k=8000N/m。求：
（1）运动员到达最低点时蹦床的弹力大小；
（2）运动员接触蹦床后下落的加速度变化范围。
如图所示，斜面倾角θ=37°，木块静止在斜面上，质量m=2kg。
（1）画出木块所受弹力方向；
（2）计算斜面对木块的支持力大小。
答案与解析
一、选择题
D（木板形变产生弹力）
A（点面接触弹力垂直接触面）
C（串联公式k总= k k /(k +k )=120N/m）
B（重心可在物体外，如圆环）
二、填空题
653.3（F=mg=19.6N，k=F/x=19.6/0.03≈653.3）
300（并联公式1/k总=1/k +1/k ）
垂直斜面向上
沿绳子竖直向上
三、实验题
100（k=ΔF/Δx=2×9.8/0.02=98≈100N/m）
6（形变量=16-10=6cm）
超出弹性限度（或弹簧损坏）
四、计算题
（1）弹力F=kx=8000×0.5=4000N
（2）接触前：a=g=9.8m/s ；最低点：a=(F-mg)/m=(4000-490)/50≈70.2m/s （方向向上），故加速度范围：从9.8m/s 向下逐渐减小至0，再反向增大到70.2m/s 向上。
（1）弹力方向垂直斜面向上（作图略）
（2）支持力N=mgcosθ=2×9.8×0.8≈15.68N

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