3.1重力与弹力 教学设计（第2课时）（表格式）
文档属性
| 名称 | 3.1重力与弹力 教学设计（第2课时）（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 667.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-09 21:44:27 | ||
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文档简介
教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 高一 学期 秋季
课题 3.1重力与弹力（第2课时）
教科书 书 名：物理必修第一册教材 出版社：人民教育出版社
教学目标
物理观念： 通过形变的学习认识弹力，理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件，知道压力、支持力、拉力都是弹力，从物理学视角形成关于相互作用的基本认识。 科学思维： 1.通过生活实际，建构轻绳轻杆模型；通过探究实验，体会建构轻弹簧模型的过程。 2. 会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化，分析弹力的方向。能初步根据力的平衡分析弹力的大小。 3.通过证据的搜集得到弹力与形变量的关系，了解胡克定律 4.通过微小形变的研究，体会放大法的思想。 科学探究： 通过探究弹簧弹力与形变量关系，能根据已有现象，作出合理的猜想和假设，在设计合理的实验收集和分析数据以验证假设，并依据证据得到胡克定律。 科学态度与责任： 通过弹力与形变关系的学习，体验定性到定量探究的研究过程，体会从假设到验证得到结论的过程，形成严谨认真、事实求是的科学态度。
教学内容
教学重点： 弹力的产生条件，弹力的大小、方向的确定，弹簧弹力与形变量关系的探究 教学难点： 弹力的方向，设计合理的实验方案
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
【复习回顾】 质量为2kg的木块用一根轻质弹簧悬挂在天花板上，求木块所受弹力大小。 对木块受力分析：如图所示
根据二力平衡：F=G
G=mg=20N
∴弹力大小为20N 求解弹簧的弹力大小时有没有其他方法呢？ 【思考与讨论】 如图，弹簧悬挂重物质量越大，弹簧弹力越大，弹簧伸长量也越大。弹簧伸长量与弹簧弹力有怎么样的关系？
定性结论：弹簧的伸长量越大，弹簧弹力越大。
1.弹簧伸长量与弹簧弹力有怎么样的定量关系？
2.如何设计方案进行研究？ 一.探究弹簧弹力与形变量的关系 【猜想假设】根据弹簧弹力和形变量的定性关系，你觉得两者可能存在什么关系？大胆提出你的想法。 猜想：弹力大小与弹簧的伸长量成正比。（或其他） 如何设计方案来验证猜想是否正确 【制定方案】想一想： 实验中需要测量哪些物理量？
为了测量这些物理量需要用到哪些实验器材？ 如何处理测量得到的数据？ 1.需要测量的物理量：弹簧弹力和弹簧伸长量
2. 为了测量这些物理量需要用到哪些实验器材？
弹簧弹力→弹簧测力计（或者学生提出其他工具）
弹簧伸长量→刻度尺（或者学生提出其他工具）
追问1：用弹簧测力计测量弹力大小方便吗？有没有更简便的方法？（联系前面的例题，想到弹簧悬挂重物的重力即为弹簧弹力）→悬挂钩码，用钩码的重力表示弹力大小
追问2：刻度尺能直接测量弹簧的伸长量吗？方便吗？直接测量弹簧的哪个长度会更方便？（可以但不方便，测量弹簧本身长度更方便，用弹簧实际长度减去原长即为弹簧伸长量）
需将弹簧竖直悬挂，并挂钩码，所以用铁架台更方便
提醒：实验中刻度尺不能移动，否则造成更大的测量误差，弹簧也不能晃动，还需用夹子将刻度尺和弹簧固定。 3.如何处理测量得到的数据？ 以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的形变量x，在坐标系中描出实验所测得的各组数据(F，x)对应的点，用平滑的曲线将这些点连接起来，根据实验所得的图线，即可探究弹簧弹力与形变量间的关系。 【进行实验 收集数据】 （1）将弹簧和刻度尺悬挂在铁架台上，并用铁夹固定，使弹簧顶部和刻度尺零刻度线对齐，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。 (2)在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度和钩码所受的重力。 (3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的形变量。 (4)记录收集数据
观看实验视频，填写表格 【数据分析 得出结论】 结论：弹力大小与弹簧的伸长量成正比。这个结论是否具有普遍性？怎么验证？→多次实验！ 实验结论：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的伸长量成正比 。 六.胡克定律 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即： 【思考与探究】 1.实验中如何求解弹簧的劲度系数 2. 实验中，如果以 弹簧实际长度l作为横坐标，作F-l图，并与F-x图对比，有何相同点和不同点？
3.在实验最后，增加较多钩码时，该记录点的弹力和形变量不在其他点所在的直线上，为什么？
【想一想】 生活中存在多种弹簧，有些弹簧比较硬，很难拉伸或压缩，有些弹簧较软，很容易拉开。这里的软和硬体现了弹簧的哪个物理量？ 施加同样大小的力，硬弹簧形变量小，软弹簧形变量大，即硬弹簧劲度系数大，软弹簧劲度系数小。生活中所说的弹簧的“软”、“硬”指的是劲度系数的大小。劲度系数是与弹簧的本身有关的物体量。 【总结提升】 实验定律的发现是常常经历了从定性到定量的探究过程，立足已观察到的现象提出问题并作出假设，制定合理的方案来验证假设成立与否，从实验中获取数据并用恰当的方法分析数据以得到结论。 【课后实验】 类似橡皮绳这样的弹性绳也具有与弹簧相同的特性：弹力越大，形变量越大，其弹力大小与形变量成正比吗？ 通过观察，定性分析弹簧伸长量与弹簧弹力的关系。 思考并回答问题。 观看实验视频，搜集实验数据，并处理数据。 根据实验结论，总结胡克定律。 通过回顾例题3，知道平衡时弹簧所挂重物的重力等于弹簧弹力，为后面的实验探究做准备。 通过定性分析弹簧伸长量与弹簧弹力的关系，引导学生作出合理的猜测。 通过三个问题的解决，帮组学生设计合理的实验方案，培养学生科学探究的能力。感受科学探究的过程。 类比分析，帮助学生选择合适的数学工具处理数据。 培养学生搜集和处理数据的能力，体会在定量分析时，作图的优点，并能在以后的探究过程中优先选择作图处理数据。 通过3个问题，进一步培养学生数据分析的能力 联系实际，体会物理学在生活中的应用。 引导学生总结实验过程，体会从定性到定量的探究，掌握实验探究的流程，培养学生实验探究的能力并能运用在以后的探究中。
课程基本信息
学科 物理 年级 高一 学期 秋季
课题 3.1重力与弹力（第2课时）
教科书 书 名：物理必修第一册教材 出版社：人民教育出版社
教学目标
物理观念： 通过形变的学习认识弹力，理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件，知道压力、支持力、拉力都是弹力，从物理学视角形成关于相互作用的基本认识。 科学思维： 1.通过生活实际，建构轻绳轻杆模型；通过探究实验，体会建构轻弹簧模型的过程。 2. 会根据弹力产生的条件或者物体的运动状态及其变化，分析弹力的方向。能初步根据力的平衡分析弹力的大小。 3.通过证据的搜集得到弹力与形变量的关系，了解胡克定律 4.通过微小形变的研究，体会放大法的思想。 科学探究： 通过探究弹簧弹力与形变量关系，能根据已有现象，作出合理的猜想和假设，在设计合理的实验收集和分析数据以验证假设，并依据证据得到胡克定律。 科学态度与责任： 通过弹力与形变关系的学习，体验定性到定量探究的研究过程，体会从假设到验证得到结论的过程，形成严谨认真、事实求是的科学态度。
教学内容
教学重点： 弹力的产生条件，弹力的大小、方向的确定，弹簧弹力与形变量关系的探究 教学难点： 弹力的方向，设计合理的实验方案
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
【复习回顾】 质量为2kg的木块用一根轻质弹簧悬挂在天花板上，求木块所受弹力大小。 对木块受力分析：如图所示
根据二力平衡：F=G
G=mg=20N
∴弹力大小为20N 求解弹簧的弹力大小时有没有其他方法呢？ 【思考与讨论】 如图，弹簧悬挂重物质量越大，弹簧弹力越大，弹簧伸长量也越大。弹簧伸长量与弹簧弹力有怎么样的关系？
定性结论：弹簧的伸长量越大，弹簧弹力越大。
1.弹簧伸长量与弹簧弹力有怎么样的定量关系？
2.如何设计方案进行研究？ 一.探究弹簧弹力与形变量的关系 【猜想假设】根据弹簧弹力和形变量的定性关系，你觉得两者可能存在什么关系？大胆提出你的想法。 猜想：弹力大小与弹簧的伸长量成正比。（或其他） 如何设计方案来验证猜想是否正确 【制定方案】想一想： 实验中需要测量哪些物理量？
为了测量这些物理量需要用到哪些实验器材？ 如何处理测量得到的数据？ 1.需要测量的物理量：弹簧弹力和弹簧伸长量
2. 为了测量这些物理量需要用到哪些实验器材？
弹簧弹力→弹簧测力计（或者学生提出其他工具）
弹簧伸长量→刻度尺（或者学生提出其他工具）
追问1：用弹簧测力计测量弹力大小方便吗？有没有更简便的方法？（联系前面的例题，想到弹簧悬挂重物的重力即为弹簧弹力）→悬挂钩码，用钩码的重力表示弹力大小
追问2：刻度尺能直接测量弹簧的伸长量吗？方便吗？直接测量弹簧的哪个长度会更方便？（可以但不方便，测量弹簧本身长度更方便，用弹簧实际长度减去原长即为弹簧伸长量）
需将弹簧竖直悬挂，并挂钩码，所以用铁架台更方便
提醒：实验中刻度尺不能移动，否则造成更大的测量误差，弹簧也不能晃动，还需用夹子将刻度尺和弹簧固定。 3.如何处理测量得到的数据？ 以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的形变量x，在坐标系中描出实验所测得的各组数据(F，x)对应的点，用平滑的曲线将这些点连接起来，根据实验所得的图线，即可探究弹簧弹力与形变量间的关系。 【进行实验 收集数据】 （1）将弹簧和刻度尺悬挂在铁架台上，并用铁夹固定，使弹簧顶部和刻度尺零刻度线对齐，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0。 (2)在弹簧下端悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度和钩码所受的重力。 (3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的形变量。 (4)记录收集数据
观看实验视频，填写表格 【数据分析 得出结论】 结论：弹力大小与弹簧的伸长量成正比。这个结论是否具有普遍性？怎么验证？→多次实验！ 实验结论：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧的伸长量成正比 。 六.胡克定律 在弹性限度内，弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，即： 【思考与探究】 1.实验中如何求解弹簧的劲度系数 2. 实验中，如果以 弹簧实际长度l作为横坐标，作F-l图，并与F-x图对比，有何相同点和不同点？
3.在实验最后，增加较多钩码时，该记录点的弹力和形变量不在其他点所在的直线上，为什么？
【想一想】 生活中存在多种弹簧，有些弹簧比较硬，很难拉伸或压缩，有些弹簧较软，很容易拉开。这里的软和硬体现了弹簧的哪个物理量？ 施加同样大小的力，硬弹簧形变量小，软弹簧形变量大，即硬弹簧劲度系数大，软弹簧劲度系数小。生活中所说的弹簧的“软”、“硬”指的是劲度系数的大小。劲度系数是与弹簧的本身有关的物体量。 【总结提升】 实验定律的发现是常常经历了从定性到定量的探究过程，立足已观察到的现象提出问题并作出假设，制定合理的方案来验证假设成立与否，从实验中获取数据并用恰当的方法分析数据以得到结论。 【课后实验】 类似橡皮绳这样的弹性绳也具有与弹簧相同的特性：弹力越大，形变量越大，其弹力大小与形变量成正比吗？ 通过观察，定性分析弹簧伸长量与弹簧弹力的关系。 思考并回答问题。 观看实验视频，搜集实验数据，并处理数据。 根据实验结论，总结胡克定律。 通过回顾例题3，知道平衡时弹簧所挂重物的重力等于弹簧弹力，为后面的实验探究做准备。 通过定性分析弹簧伸长量与弹簧弹力的关系，引导学生作出合理的猜测。 通过三个问题的解决，帮组学生设计合理的实验方案，培养学生科学探究的能力。感受科学探究的过程。 类比分析，帮助学生选择合适的数学工具处理数据。 培养学生搜集和处理数据的能力，体会在定量分析时，作图的优点，并能在以后的探究过程中优先选择作图处理数据。 通过3个问题，进一步培养学生数据分析的能力 联系实际，体会物理学在生活中的应用。 引导学生总结实验过程，体会从定性到定量的探究，掌握实验探究的流程，培养学生实验探究的能力并能运用在以后的探究中。