高一物理《弹力》教学设计
一、设计思想
高一新生正处于从初中物理向高中物理跨越阶段的特点，本节教材在文字叙述上非常简洁并配有大量的插图。内容直观、感性，较易为学生接受，加上学生们在初中时对弹力已有了一定的感性认识与理论基础，若只是照本宣科，教学会很空泛。教师觉得“没戏可唱”，学生则有“炒冷饭”之感。因此将弹力这节课设计成了探究性学习课，采用了“参与──体验──内化──外延”的物理课堂教学模式，由教师创设情景提出问题，在教师的引导下，通过全班同学的讨论，自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和能力。
本教学设计特别强调了对实验的挖掘。通过实验，培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣。通过教学中的若干个演示实验的设计，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。
二、教材分析
《弹力》是高中物理新课程（必修1）第三章第二节的内容，是力学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位，是以后正确进行受力分析的基础。其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。
三、学情分析
通过前面的对“重力及相互作用”的学习，学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学习过程中，也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。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，领悟科学探究的真谛。
四、学习目标
1．了解形变和弹性形变，能识别常见的形变。在用简单器材显示微小形变的过程中，体会放大法的实验思想，感受学习物理的乐趣。
2．理解弹力产生的原因及条件，会判断弹力的有无及弹力的方向。
3．通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验，培养学生自己设计实验的能力，提高学生自主、探究和合作学习的能力。理解胡克定律的表达式，知道胡克定律的图象的意义，了解劲度系数的单位、符号，并能运用胡克定律解决有关问题。
五、重点难点
（一）教学重点
1．弹力有无的判断和弹力方向的判断。
2．自主设计实验探索弹簧的弹力大小与伸长量的关系。
（二）教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断。
六、教学策略与手段
本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
（1）本节课流程设计：游戏引入（产生疑问）→设计实验→学生探究→分析归纳→得出结论（解决问题）→拓展应用（产生新疑问）。
（2）对探究实验要求学生设计出实验的内容、步骤和表格，教师及时引导。
（3）教学中通过设计演示实验创设物理情景，把复杂抽象的问题形象化，以便于学生的思考分析。
七、教学准备
弹簧、气球、通过橡皮塞插有细玻璃管的玻璃瓶、激光光源、平面镜、橡皮筋、纤维板、演示胡克定律用的米尺、钩码、传感器以及多媒体课件等。
八、教学过程
（一）营造氛围
情境导入
请同学上台表演橡皮筋动力竹飞鸟。并请他给大家讲解飞鸟的工作原理。
【思考】
橡皮筋给了飞鸟的力是什么性质的力？它产生的条件是什么？它的大小、方向和作用点又如何呢？让学生亲身感受弹力的存在，从而揭示课题《弹力》。
飞鸟飞行的前提是橡皮筋被扭转了，我们把扭转称为形变。关于形变你了解多少呢 能否解决以下问题:1、什么叫形变？2、怎样区分弹性形变和范性形变？3、弹簧在任何情况下发生的形变都是弹性形变吗？
【结论】
物体在外力作用下形状或体积的变化叫做形变。
能恢复原状的形变，叫弹性形变；不能恢复原状的形变，叫范性形变。
发生弹性形变的物体要恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度，超过一定的限度，即使撤去力的作用，也不会恢复原状，这种限度叫做弹性限度。
（二）放大形变
突破难点
【提问】
是不是所有物体都能发生形变呢？
【学生猜想】
应该都能，但是有的物体形变量太小，所以肉眼观察不出来。
【学生体验】
在课堂教学中引导渗透微观放大的物理思想方法。设计微小形变实验。
1.如图所示，用手压扁平瓶子半长轴的不同部位，发现细管中的液面上升或下降，通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变。
2.在一个大桌上放两个平面镜，用小型激光源发射激光照射平面镜M，用力压桌面，让一束光依次被两面镜子反射，通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离。通过放大的思想演示“微小形变”的过程，让学生认识到任何物体都可以发生形变的事实。
请学生体验表演，激发了学生的积极心，信心，进一步体会自然科学的乐趣，领悟科学探究的真谛。
通过观察实验，不再挤压时液面回到原处，光斑回到原处，说明微小形变是撤去外力后可以恢复原状的形变，属于弹性形变。
（三）分析类比
引出条件
【演示实验】
橡皮筋弹粉笔头
【提问】
粉笔头为什么会飞出去？谁给它的力？橡皮筋为什么能给它力的作用？
【学生回答】
因为橡皮筋发生了形变想要恢复原状。
【播放视频】
生活中的弹力。
【结论】
我们把这种发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。
弹力产生的条件有两个：直接接触并且发生形变。
弹力作用在接触处，即弹力的作用点。
（四）分类总结
得出方向
通过一道题目体会弹力的方向：
一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
让学生看完题后，不要急于回答。通过演示实验加深理解，降低难度。
【演示实验】
A．物体（水气球）与地面（纤维板）间相互挤压。
B．绳线（橡皮筋)与物体（钩码）的相互拉伸。
（小组讨论）概括出压力、支持力、绳子的拉力都是弹力以及这三种力的产生原因和方向。
【结论】弹力是由于施力物体发生形变而产生，弹力的方向总是指向施力物体形变趋于恢复的方向。让学生真切地感受到书与桌面、绳线与钩码的形变情况，用直观性降低学习的台阶。
【实例分析】
例题1：小球静止在光滑水平面上，光滑墙壁与地面垂直，请画出小球所受弹力的示意图。
学生讨论总结出假设法判定弹力有无，然后练习巩固，教师强调作图的注意事项。
（五）自主探究，寻找规律
【提问】
弹簧弹力的大小与哪些因素有关？
【学生回答】
与形变量有关，与弹簧本身有关。
请学生自行设计一个实验，实验的目的是寻找弹簧的弹力大小与伸长量的关系。要求学生设计出实验步骤，实验表格，处理数据的方法，但不要求记录数据。
【交流展示】
请实验小组派代表讲解实验过程，教师及时拍摄实验记录表格上传到屏幕，并对数据处理的方法进行交流。常用的实验数据的处理方法有：计算法（求比值、求积、求和、求差等）和图象法两种。两者比较，图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律，且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差。
让学生通过随堂实验和亲身经历的探究性实验，在经历体验中，提高合作学习的意识和能力。
（六）媒体重现
得出结论
【力传感器演示】
将传感器与弹簧的挂钩相连，用传感器把弹簧弹力随形变量变化的信息采集到电脑上。给弹簧施加任意由小到大的力，在计算机屏幕上显示以弹簧弹力为纵轴、弹簧伸长量为横轴的弹簧的弹力与其伸长量间的关系图象是一条过原点的倾斜向上的直线。不同弹簧斜率不同。
【总结】
我们可以用一个公式F=kx来表示这种关系。其中F是弹簧受到的弹力大小，x是弹簧的形变量，既可以是弹簧的伸长量，又可以是弹簧的压缩量。
这个公式实际上是一个定律，叫做胡克定律，是英国科学家胡克首先发现的，其中式子中的k是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N/m。生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。式中的x是弹簧的形变量，即伸长或缩短的量。
（七）课堂小结
理清思路
引导学生在小组分析讨论的基础上进行总结，帮助学生形成知识纲要，提高学习的水平。
【总结】
知识总结:
弹力
形变
概念
物体的形状或体积的改变
特点
任何物体都能发生形变，有的形变明显，有的形变极其微小
按效果分类
弹性形变、 范性形变
弹力
概念
发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力
产生条件
1、直接接触2、发生形变
方向
与施力物体形变恢复的方向相同
大小
形变越大，弹力越大弹簧的弹力大小:F=
k
x
方法总结：放大法、假设法、控制变量法
【能力提升】
横杆上隔相同的距离挂五根相同弹簧，弹簧下分别挂上一到五个钩码，观察现象。会看到一条倾斜直线，和刚探究出的F-x图像中的倾斜直线有怎样的关系呢？作为课外研究课题，提升学生分析问题的能力。
【布置作业】
完成课本第56页练习2、3两题。《弹力》教学反思
通过初中的学习，学生已建立了一些关于弹力的前概念，本节课是在学生原有认知基础上的继续深化和提高。为此，我把这节课设计成一节探究性学习课：通过大量的生活事实、实验、图片、视频来创设情境，学生通过回忆、阅读、交流、讨论、操作来感受知识的生长过程，以此来丰富学生的认知体验和情感体验。
就本节课而言，我认为还是比较成功的。教学设计基本落实到位，学生学习热情高涨，反应积极热烈，学习自主性得到了较好的体现，基本达成了教学目标。下面谈谈我对本节课几处设计的想法。
第一、以飞鸟游戏引入形变的学习，不仅为下面的形变教学做好了铺垫，更激发了学生的兴趣，使得学生注意力迅速转移到课堂上来。学生已在初中学过形变的相关知识，因此我以问题的形式让学生回顾所学内容，重点放在“观察微小形变”的教学上，使学生建立所有物体都能发生形变的观念，为弹力的产生条件做好铺垫。
第二、在突破弹力方向这个难点时，用水气球压纤维板这个实验模拟物体压桌面，通过对压力、支持力概念的分析，使学生迅速建立起形变和弹力方向之间的联系。拉力的方向，学生很容易总结成向上或竖直向上。通过手拉挂钩码的橡皮筋，使橡皮筋的方向变成水平，从而形象直观的解决了这个易错点。
正确画出弹力的示意图是受力分析的前提。为此我设计了几道关于弹力方向的练习题进行巩固。为及时反馈学生的答题情况，我用手机拍摄学生作出的图像并上传到投影屏幕上，让学生讨论、点评、总结，取得了良好的效果。
学生对弹簧弹力与其伸长量已有定性认识。因此在设计胡克定律的教学时，我把教学重点放在实验方案的设计和数据处理方法上。再通过DIS系统得出弹力和伸长量之间的定量关系，让学生感受现代科技的力量。为培养学生的科学探究意识和习惯，我在课堂最后给学生布置了一个研究课题：横杆上隔相同的距离挂五根相同弹簧，弹簧下分别挂上一到五个钩码，将各钩码连接起来，也形成一条倾斜直线，请学生在课后研究这条直线的意义。
注重学生情感态度价值观的培养。学生画弹力示意图时出现了诸多错误。在点评完问题后告诉学生，出错很正常，要勇于展现自我，在合作中改正错误。
注重方法总结。在微小形变教学中强调放大法，在弹力有无的判定中强调假设法，在探究弹簧弹力大小的影响因素时使用控制变量法。在教授学生知识的同时渗透物理方法的教学。
当然，这节课也有一些不尽人意的地方，如：对教材的挖掘、研究还不够透彻；对学情的把握不够准确；没有调整好自己的状态，教学过程中过于紧张，以至于学生在总结弹力方向时未及时给出正确回应。
这次活动收获很多。“磨课”的过程让我学到了许多以前不会的东西。听了专家老师的点评，更让我明白教材是设计的基础，创新是设计的关键。要想更好的完成教学设计，首先要潜心研究教材，然后就是深入思考，挖掘生活与物理的联系，将创新的意识带到课堂上。课题
3.2
弹
力
执教人：
学习目标
1.
知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性。2.
理解弹力产生的原因和条件。
知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会判断弹力的有无及弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。3.
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。
教
学
过
程
师
生
互
动
★温故知新★一、形变1.形变：物体在力的作用下
或
发生改变的现象。2.弹性形变：当撤去外力作用后物体的形变
恢复原状，
如弹簧、橡皮筋等。4.范性形变：当撤去外力作用后物体的形变
恢复原状，如普通的泥巴。3.弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复
。★概念突破★二、弹力1．定义：发生形变的物体，由于要
，对与它
的物体产生力的作用，这种力称为弹力。2．弹力产生的条件：①
，②
。★分类归纳★三、弹力的方向1．常见弹力：平时所说的
、
和
都是弹力。2．常见弹力的方向：(1)压力和支持力的方向垂直于物体的
。(2)绳的拉力沿着绳而指向绳
的方向。3．弹力的方向总是与
相同。练习1、下列各图中小球均静止，各接触面光滑，请判断小球受到几个弹力作用，并画出各弹力的示意图。★自主探究★四、弹簧弹力的大小1.影响弹簧弹力大小的因素：
、
2.结合老师提供的器材，自主设计实验探究弹簧弹力大小与伸长量的关系。要求：设计出实验步骤、记录数据的表格、数据处理的方法。
不需要记录实验数据！数据记录表格：
数据处理方法：胡克定律：
在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长或缩短的长度成
。(2)公式：F＝
。(3)劲度系数k：是一个有单位的物理量，单位为
。 弹簧的劲度系数为1
N/m的物理意义为：弹簧伸长或缩短1
m时，产生的弹力大小为1
N.(4)适用条件：在弹簧的
内。练习2、这是某位同学探究的某根弹簧所受拉力F与伸长量x之间的关系图：(1)写出图线代表的函数_________________________(x用m作单位)；
(2)弹簧的劲度系数是________N/m；
(3)当弹簧受F2＝8N的拉力作用时，弹簧伸长为x2＝________cm 。
★课后作业★1、完成课本第56页练习2、3两题。2、探究性学习。(共22张PPT)
第三章
相互作用
请同学们思考、回答以下问题:
1、什么叫形变？
2、怎样区分弹性形变和范性形变？
3、弹簧在任何情况下发生的形变都是弹性形变吗？
1、形变：物体形状或体积的改变，叫做形变。
形变的原因是物体受到了力的作用。
请同学们思考、回答以下问题:
1、什么叫形变？
2、怎样区分弹性形变和范性形变？
3、弹簧在任何情况下发生的形变都是弹性形变吗？
1、形变：物体形状或体积的改变，叫做形变。
形变的原因是物体受到了力的作用。
2、弹性形变：撤去外力后，能够恢复原状
范性形变：撤去外力后，不能恢复原状
请同学们思考、回答以下问题:
1、什么叫形变？
2、怎样区分弹性形变和范性形变？
3、弹簧在任何情况下发生的形变都是弹性形变吗？
1、形变：物体形状或体积的改变，叫做形变。
形变的原因是物体受到了力的作用。
2、弹性形变：撤去外力后，能够恢复原状
范性形变：撤去外力后，不能恢复原状
3、弹性限度
形变超过一定限度，撤去外力后物体不能完全恢复原状，这个限度叫弹性限度。
4、任何物体都能发生形变，有的形变明显，有的形变极其微小。微小形变是弹性形变。
1、概念：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
2、弹力产生的条件：
施力物体
受力物体
①直接接触
②发生形变
一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是（
）
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
BC
1.压力和支持力
桌面受到向下的压力
物体受到向上的支持力
方向：垂直于接触面指向被压或被支持的物体
一、几种常见的弹力
F
F
2.
拉力
物体受到绳子向上的拉力
方向：绳子对物体的拉力是沿着绳而指向绳收缩的方向。
F
弹力是由于施力物体发生形变，趋于恢复原状而产生的，因而弹力方向与施力物体形变恢复的方向相同。
施力物体形变恢复的方向
弹力方向
.
假设没有这面墙
球动了么？
能否保持原状？
F
只有支持力
F
假设没有下
面的墙呢
.
F
练习1：小球静止于光滑接触面上，请判断小球受到几个弹力作用？画出各弹力的示意图。
弹簧弹力大小的影响因素：
弹簧的形变量、
弹簧自身
请设计实验探究弹簧弹力大小与伸长量的关系。
要求：1、说出实验步骤
2、设计记录数据的表格
3、选定处理数据的方法
（不要记录实验数据）
弹簧的弹力:
F=
k
x
1、k称为劲度系数，单位N/m，由弹簧的材料，粗细，长度等自身性质决定。
2、既适用于弹簧拉伸，也适用于弹簧压缩，
x
仅仅是形变的改变量。
——胡克定律
练习2：如下图所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图：
(1)写出图线代表的函数________(x用m作单位)；
(2)弹簧的劲度系数是________N/m；
(3)当弹簧受F2＝8N的拉力作用时，弹簧伸长为x2＝________cm.
弹力
形变
概念
物体的形状或体积的改变
特点
任何物体都能发生形变，有的形变明显，有的形变极其微小
分类
弹性形变、
范性形变
弹力
概念
发生形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力
产生条件
1、直接接触
2、发生形变
方向
与形变恢复的方向相同
大小
1、形变越大，弹力越大
2、弹簧的弹力大小:F=
k
x
知识总结：
方法总结：放大法，控制变量法
课后作业：
1、完成课本第56页练习2、3两题
2、开放性学习
达标检测
1．关于弹力产生的条件，下列说法正确的是(
)
A．相互接触的物体间一定有弹力
B．发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用
C．先有弹性形变，后有弹力
D．不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用
D
2．关于弹力的方向，下列说法中正确的是(
)
A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的
B．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的
C．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上的
D．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体
AD
3、画出下图中静止物体A所受弹力的示意图
（接触面光滑）
4、竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时，弹簧长度为12cm；挂重为6N的物体时，弹簧长度为13cm，则弹簧原长为__________cm，劲度系数为__________N/m.
答案：10 200
