重力与弹力—弹力 教学设计
学时 一课时
课标要求 认识弹力,通过实验了解胡克定律
内容与学情分析 内容分析 弹力是高中力学基础内容和重要知识,是高一学生在学习过程中的一个难点,形变与弹力的知识跟人们的日常生活紧密相连,因此学习它有广泛的现实意义。本节课通过演示实验和探究实验使学生直接参与探究物理过程的规律,体验学物理的乐趣。先研究比较常见的各种形变,后研究与明显形变有关的弹力,最后研究比较常见的两种微小形变有关的弹力,符合学生由感性到理性的认识过程。本节基础概念多,演示实验多,再加上学生的探究实验,故容量大,时间紧,需仔细安排,做到时间合理分配,条理清楚,重点突出。
学习重点 弹力产生的条件和方向及胡克定律
学习难点 相互接触的物体间是否有弹力的判断,弹力方向的判断。
学情分析 学生对形变和弹力有一定的认识,但是不够深入,知道支持力、压力绳的拉力,但不太清楚和弹力的关系,更不了解其产生的原因,大致知道支持力、压力、绳拉力的方向,但不了解一般表述“与物体恢复形变方向相同”,更无法准确画出力的示意图。因此,这节课需要利用学生已有知识,通过设计学生个人感受实验、学生分组实验,从实验和理论两个方面探究形变和弹力关系,进而让学生对弹力的定义、产生条件、方向和大小的认识能进一步。
学习目标 物理观念:了解弹力的概念以及弹力产生的条件科学思维与探究:知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力;会分析弹力方向,能正确画出弹力的示意图。科学态度与责任:掌握利用胡克定律计算弹力的方法。
学生课前需要做的准备工作 利用课前提供的器材,预习学案内容。
学习策略 观察法、探究学习法、分析归纳法
学习环节 学习任务设计与教师活动 学生活动设计 设计意图落实目标
导入新课让学生知道要到哪里去 教师演示:弹弓发射玩偶学生演示:弓箭射箭提问:为什么弹力出现的地方就会有形变的发生?弹力和形变有怎样的关系。引入新课 观察实验现象 激发学生的学习兴趣,引发探究欲望。
形变(一)形变 学生演示实验为同学们用提供器材橡皮筋、弹簧、气球、铁丝、橡皮泥,探究以下问题问题1.这两类物品的形状或体积在受到外力时有什么相同点?2.撤去手的作用力后,有什么不同点?哪些能恢复原状,哪些不能 把上述物品进行分类3.如果用力使劲拉弹簧,使其形变超过一定的限度,撤去外力后能恢复原状吗 演示实验:放大微小形变演示1:力学放大玻璃瓶的形变 提问:玻璃瓶里面盛满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面位于细管中,用手捏玻璃瓶,会看到什么现象?说明什么?演示2:光学放大桌面微小形变 进行实验,感受两种形变不同。得出结论:弹性形变:物体在撤去作用力时能够恢复原状。非弹性性形变:弹性限度:如果形变过大,超出一定限度,撤去作用力后物体不能恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。注意观察实验现象,体会实验的放大思想,感受微小形变的存在。 带动课堂气氛,锻炼学生动手和总结能力。讲授弹性形变和塑性形变的区别。培养学生动手能力,加深印象。通过对“微小量放大”方法的了解,体会物理方法的精妙,发展对科学知识的好奇心与求知欲。
(二)弹力 探究实验:让学生手拉橡皮筋感受弹力,利用橡皮筋发生的明显形变,从理论上分析弹力产生过程并总结弹力的定义、产生条件及弹力的方向【实验探究】压力、支持力和拉力1.探究放在水平面(软塑料板)上物体的压力方向.2.探究物体对桌面的压力方向. 3.探究绳中的弹力方向. 针对训练1.请画出杆所受的弹力的示意图. 感受弹力,归纳总结1、定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的力,叫弹力。2、产生条件:相互接触、产生弹性形变。3、方向:与施力物体形变方向相反(与施力物体恢复形变方向相同)根据弹力产生条件进行判断,归纳总结:压力和支持力的方向:垂直接触面纸箱受力物体。拉力方向:沿绳指向绳收缩的方向。 、体会弹力是如何产生的,归纳总结出弹力的定义、产生条件及方向知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力;会分析弹力方向,能正确画出弹力的示意图。
(三)胡克定律 实验探究:探究弹簧的弹力大小与形变量的关系问题:设计过程实验1.如何测量弹簧弹力的大小?如何测量弹簧的形变量?怎样描绘F-x图像关系最简洁直观?根据图像你能得出什么结论?F=kx(1)式中x是什么?(2)式中k叫什么?单位是什么?不同的弹簧的k相同吗?弹簧的劲度系数与哪些因素有关针对训练2.将一个原长为 10cm 的弹簧挂在铁架台上 静止。如果在弹簧下端挂 1N 的重物,弹簧长度变为 12cm。现将物体 A 挂在弹簧下端,弹簧长度变为 16cm,请问: 物体A 所受到弹簧弹力的大小为? 设计实验,理清思路完成实验,得到实验数据画出图像,分析结论【归纳总结】1.内容:在弹性限度内,弹力的大小和弹簧伸长(或压缩)的长度成正比2表达式:F=kx 通过实验探究方式总结胡克定律,重在数据的测量、处理,得出结论,并对结论进行分析的环节,培养学生收集、处理和交流信息的能力。
达标检测(课后拓展) 题组一 形变及弹力的产生1.下列各种情况中,属于弹性形变的有( )A.撑竿跳高运动员起跳中,撑竿的形变B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变C.细钢丝被绕制成弹簧D.铝桶被砸扁2.关于弹性形变,下列说法正确的是( )A.物体形状的改变叫弹性形变B.一根钢筋用力弯折后的形变就是弹性形变C.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变D.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变3.在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图1所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是( )A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的题组二 弹力方向的判断 4.下列关于弹力的叙述中错误的是( )A.压力、拉力、支持力都是弹力B.压力和支持力的方向总是垂直于接触面C.轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D.轻杆不同于轻绳,弹力的方向可以不沿杆5.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,下列关于足球和斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )A.沿v1的方向B.沿v2的方向C.先沿v1的方向后沿v2的方向D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向6.一只松鼠站在倾斜的树枝上,则树枝对松鼠的弹力的方向为( )A.竖直向上B.竖直向下C.垂直树枝斜向上D.沿树枝方向7.画出物体A所受弹力的示意图.题组三 胡克定律8.关于弹簧的劲度系数k,下列说法中正确的是( )A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关9.如图4甲、乙所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1 N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )A.1 N,0 B.0,1 NC.2 N,1 N D.1 N,1 N10.一根轻弹簧的伸长量x跟所受的外力F之间的关系图象如图所示,(1)求弹簧的劲度系数k;(2)若弹簧原长l0=60 cm,当把弹簧压缩到40 cm长时,需要多大的压力?(3)如果用600 N的拉力拉弹簧(仍在弹性限度内,弹簧原长同上),弹簧长度l是多少?答案 1、AB 2、C 3、BC 4、C 5、D 6、C 8、B 9、D 10、(1)1 500 N/m (2)300 N (3)100 cm7、
板书设计 一、形变1.分类;弹性形变 非弹性形变2.“微小形变放大”法二、弹力1.定义2.产生条件3.方向4.常见弹力的方向(1)压力和支持力方向:(2)绳子拉力方向:三、胡克定律1.内容:2.表达式: