3.1 重力与弹力 教学设计(表格式)

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名称 3.1 重力与弹力 教学设计(表格式)
格式 docx
文件大小 518.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-04-28 15:57:05

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文档简介

教学设计
课题 重力与弹力
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
1.本节在教学中的地位和作用: 《重力与弹力》是人教版高中物理必修第一册第三章第一节的内容,其位置和内容编排在新老教材中变化较大。前面两章学生们已经学习了匀变速直线运动及其规律,即“运动观”,这为本节学习重力与弹力打下了基础,同时为本章的“相互作用观”形成做了很好的铺垫。本节对重力与弹力的学习是学生全面了解相互作用观的基础,为本章后面章节的学习指明了方向。 2.课程标准对本节的要求及其教学建议: 《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》认识重力、弹力;通过实验了解胡克定律。本节内容包括重力和弹力两部分。这两部分内容主线是一致的,都是首先讲述的产生原因或者条件,然后研究力的方向和大小。另外,在重力部分以重力的作用点——重心作为知识载体,体现了等效思想,即重心在效果上可以等效代替物体各部分所受重力的作用点。在弹力部分按照从一般的弹力到特殊的弹力的思路,具体讨论了弹力的大小和方向,在研究思路上,体现了“先定性”“再定量”的研究思路。
学情分析
学生的知识基础: 学生在初中阶段已经初步学习了重力、重心、弹力(支持力、压力)、二力平衡等知识,这一节的学习学生对知识并不陌生。教师加以回顾引导,学生大部分知识能够掌握。 学生的认知特点及困难: 目前学生对相互作用观念的认识还是模糊的,虽然初中学习过重力等知识但学生对相互作用的本质了解还有所欠缺。另外,重心概念得出过程中的等效思想、弹力探究过程中的定性定量等物理方法的学习对学生来说往往缺乏直观经验,需要教师加以引导才能有比较好的教学效果。
学习目标
1.物理观念:通过对重力与弹力概念有基本的认识,知道重力与弹力产生的条件、大小方向。会画力的图示和示意图;知道压力、支持力和拉力都是弹力。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。 2.科学探究:通过等效思想理解重心概念;知道压力支持力与拉力都是弹力,会通过推理分析弹力产生条件,对于弹力的方向有准确的认识。 3.科学思维:通过实例分析重心并由演示实验认识重心位置;利用实验以及生活实例认识微小形变并熟悉放大法;对于生活实例的分析得出弹力的方向以及弹力的影响因素,由实验探究得出胡克定律,知道实验探究对于物理规律的形成与认识有非常重要作用。 4.科学态度与责任:通过重力与弹力的学习,知道力的普遍规律,并熟悉其中的研究方法,对于其他的力的规律的学习有重要意义,体会物理学与生活的重要联系,且对于生活中的力学问题的认识与解决有重要价值。
学习重点难点
教学重点: 重力的大小、方向,重心概念的得出。掌握弹力产生的条件、弹力的接触方式分类、弹力的大小、方向。通过实验探究弹簧弹力与形变量的关系,会用图像法处理实验探究数据并得出实验结论。 教学难点: 理解重心的概念,准确分析弹力产生的原因及弹力的方向。
教学辅助支持
多媒体教学设备(含实物展投仪)、彩粉笔等。
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及对应目标达成引入情景引入:一位质量60kg的轮滑运动员,如图所示,做出高难度的腾空动作。请根据你初中所学思考下面问题: 1.若不计空气阻力,运动员受什么力的作用?他并没有和任何物体接触,这个力有施力物体吗? 2.运动员在受力的同时,有没有对外施力? 3.由此可见,力有什么特点? 4.画图表示运动员受到的力,在图中是如何体现力的三要素的?学生通过思考回答根据初中所学,再次强调力的概念以及特性,回顾重力的大小方向和表示方法,通过学生回答问题,培养学生关于力的用物理知识物理观念。通解教师引导,引际问题发学生思。小结:教师总结,引入新课 环节 一 深化物理观念:重力的大小和方向任务1:重力的定义及三要素 问题探究:图片展示成熟的苹果会落向地面,抛掷出去的铅球回落回地面,是什么原因呢?为什么使用重锤能检测墙壁是否竖直呢? 解释自由落体运动时其条件之一就是只受重力,能否分析重力的施力物体与受力物体,小组讨论,学生给出自己的答案。 由学生展示分享导学案,老师点评 1.重力是如何定义的?重力的三要素是如何表示的? 2.(1)重力大小表达式中g有什么含义? (2)重力的方向是不是指向地心 可以说垂直地面吗? 小组抽签学生总结:以学生自学为主,展示分享。学生是学习的主体,合作学习、展示分享。初中学生学习过重力,在初中认知的基础上引导学生进一步思考重力的本质特点,帮学生建立起更清晰的物理观念,同时培养学生的科学思维环节二 科学探究重心及影响重心位置的因素问题:重力的作用点在哪呢? 做一做:请你尝试用手指尖把质量分布均匀的矩形薄板顶起来。看看指尖放在哪个位置才能成功呢? 思考讨论:生活中常常讲的重心到底是什么呢?重心的位置在哪里? 3.重心:物体的各个部分都会受到重力作用,从效果上看可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。重心可以看做是物体各部分所受重力的等效作用点。因此,重心可以看做是物体所受重力的作用点。 教师总结:重心用到了等效替代的方法,物体每个部分受到的重力的总的效果与重心一点受到的效果相同,相互替代不会影响研究问题的结果,是物理学的等效替代的思想。 观察图片:找出铅球、正方形木块、货车运载重物,水杯的重心位置 思考并讨论:汽车装载货物多少和位置发生变化时,重心也会随之变化,讨论交流一下,重心和什么因素有关?并总结重心的相关规律。 总结:重心与物体的形状与质量分布有关,形状规则质量分布均匀的物体重心在物体的几何中心。 亲自动手做一做,讨论交流,回答 小组讨论交流并回答. 动手实验寻找重心位置,激发学生兴趣,且由生活实例让学生感受重心,认识重心,掌握逻辑推理方法能知道寻找重心的简单方法。培养学生的科学思维和科学探究素养 由实际的物体让学生感受重心的变化,理解影响重心位置的因素。 任务3:物体重心的确定方法 提出问题:若物体质量分布不均匀,形状不规则,如何确定它的重心呢? 悬挂法: 先在A点把物体悬挂起来,通过A点画一条竖线AB。 再选另一点D把物体悬挂起来,过D点画一条竖线DE。则,可知物体的重心在AB和DE的交点C。悬挂法的原理为?二力平衡 请大家试着找一下铅笔和三角板的重心位置。 思考:重心一定在物体上吗? 学生举例说明:例如空心球,圆环等。 学生动手操作用支撑法和悬挂法找重心) 利用已有知识解决未知问题,进一步培养学生科学思维及科学探究能力。任务4:力的图示、力的示意图 问题:已经认识了重力了,能否回忆一下如何来表示力呢? 画出图片中球的重力提出问题:画出下图中两个均匀球体的重力。你发现初中所学的表示力的方法有什么缺点 学生思考回答创设物理情境,进行点拨,激发学生求知欲。
板书设计
重力与弹力 1.重力的产生: 2.重力的大小: 3.重力的方向: 4.重力的作用点 (1)重心: (2)重心的位置与质量分布、几何形状有关。 形状不规则的薄板形重物:悬挂法
作业与拓展学习设计
考点一 重力和重心 1.下列关于重力和重心的说法正确的是(  ) A.重力的方向指向地心 B.“重心”的提出,体现的是等效的思想 C.把同一重物从广州移到北京,重力大小不变 D.形状规则的物体的重心一定与它的几何中心重合 2.关于重力和重心,下列说法正确的是(  ) A.球体的重心一定在球心上 B.物体上只有重心处才受到重力作用 C.物体向上抛出时受到的重力小于它静止时受到的重力 D.同一物体在同一地点,无论运动状态如何,其所受重力都一样大 3.(多选)关于重心,下列说法中正确的是(  ) A.用线竖直悬挂的物体静止时,线所在的直线一定通过重心 B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上 C.风筝升空后,越升越高,说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高 D.舞蹈演员在做各种优美动作的时候,其重心相对身体的位置不断变化 4.宇航员在月球表面测得的g值为地球表面的,一个质量为600 kg的飞行器在月球表面时,下列判断正确的是(地球表面的重力加速度为9.8 m/)(  ) A.质量是100 kg,重力是5 880 N B.质量是100 kg,重力是980 N C.质量是600 kg,重力是980 N D.质量是600 kg,重力是5 880 N 5.如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高超的艺术技巧的结晶,是我国古代青铜艺术的稀世珍宝,骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为(  ) A.马是空心的 B.马蹄大 C.马的重心在飞燕上 D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上 6.(多选)一个重20 N的物体沿斜面下滑,关于该物体重力的图示,以下四幅图中正确的是(  )
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及 对应目标达成 环节一科学探究形变的种类和特点教师演示: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。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。环节二科学探究弹力的定义及其大小和方向探究实验: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 探究放在水平面(软塑料板)上物体的压力方向. 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。 环节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? 【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 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。课堂小结简单小结后完成作业布置练习与应用第1、2、4、6题和学案课后拓展回顾整节课内容,形成更深刻的印象,反思提炼出自己对重力和弹力的更深层理解。
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:
作业与拓展学习设计
考点一 弹力的产生及弹力的方向 1.(多选)玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是(  ) A.桥面受向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力 C.汽车受向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变 D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变 2.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,则斜台给足球的弹力方向为(  ) A.沿方向 B.垂直于斜台斜向左上方 C.沿的方向 D.先沿的方向后沿的方向 考点二 弹力有无的判断 3.(多选)全国“体校杯”足球比赛在江西省赣州市开赛.如图所示的四个情景,分别对应四个选项.其中说法正确的是(  ) A.图甲中,即将被踢起的足球受到脚给它的弹力是由于脚发生了形变 B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 C.图丙中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变 D.图丁中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它受到的重力 4.(多选)下列各图中所有接触面都是光滑的,P、Q两球之间存在弹力的是(  ) A        B  C        D  (多选)如图所示,下列各图中的物体A均处于静止状态,关于是否受到弹力作用的说法正确的是(  ) A.图甲中地面是光滑水平的,物体A与B间存在弹力 B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β,两斜面对物体A均有力的作用 C.图丙中地面光滑且水平,物体A与竖直墙壁有力的作用 D.图丁中物体A受到斜面B对它的支持力的作用 6.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触.关于小球的受力,下列说法正确的是(  ) A.受重力和细线对它的拉力 B.受重力、细线对它的拉力和斜面对它的支持力 C.受重力和斜面对它的支持力 D.受细线对它的拉力和斜面对它的支持力 考点二 弹力的大小 胡克定律 7.(多选)下列关于胡克定律的说法,正确的是(  ) A.拉力相同、伸长量也相同的弹簧,它们的劲度系数相同 B.劲度系数相同的弹簧,伸长量也相同 C.知道弹簧的劲度系数,就可以算出任何拉力下的弹簧伸长量 D.弹簧的劲度系数和拉力、伸长量没有关系,它只决定于弹簧本身的性质 8.如图所示,一根弹簧,其自由端B在未悬挂重物时指针正对刻度0,在弹性限度内,当挂上80 N重物时指针正对刻度40,若要指针正对刻度20应挂重物的重力为(  ) A.40 N B.30 N C.20 N D.因k值不知无法计算 9.(多选)如图所示是某根弹簧的伸长量x与拉力F之间的关系图像,下列说法中正确的是(  ) A.弹簧的劲度系数是2 N/m B.弹簧的劲度系数是2×N/m C.当弹簧受=800 N的拉力作用时,弹簧伸长量=40 cm D.当弹簧伸长量=20 cm时,拉力=200 N 10.(多选)一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系如图所示,根据图像判断,正确的结论是(  ) A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m C.弹簧的原长为6 cm D.弹簧伸长2 cm时,弹力的大小为4 N 1.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,另一端固定一个重2 N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力(  ) A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为2 N,方向竖直向上 C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.由于未知形变大小,故无法确定弹力的方向和大小 2.(多选)如图所示的装置中,小球的重力均相同,大小为10 N,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为、、,已知丙图中的弹簧平衡时伸长了5 cm(在弹性限度内),下列说法正确的是(  ) A.== B.>= C.丙图中弹簧的劲度系数k=2 N/cm D.丙图中弹簧的劲度系数k=4 N/cm
教学反思与改进
本节特别注重对学生自主探究和合作学习能力的培养,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,从物理走向生活“的理念。通过加强和改进实验教学,激发学生的学习兴趣。本节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、有趣的学习体验。巧妙设置问题,将课堂引向深入。学生学以致用能力的培养是有待改进的方面,重力的教学以初中所学为基础,进一步引导学生深人理解,尤其是对重心的定义和体验寻找重心的方法,更是将生估经验和常识与课本内容紧密结合,对学生形成正确且全面的物理观念,认识科学本质,端正科学态度有着极其重要的作用。通过弹力的学习,发现学生对物体间是否存在弹力、弹力的方向如何等问题掌握比较好。
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