弹力 教案
【整体设计】
义务教育课程标准中要求:“通过常见事例或实验,了解弹力;学会测量力的大小。”通过前面学习,学生已有一定的“力”的知识储备,知道可从力的作用效果来认识力的产生;对“弹力”的感性认识也较好,生活中形形色色的弹簧也是随处可见,因此教学中可以很自然地激发出学生热爱物理、探索物理的情感。“弹力”是一种应用广泛的力,与学生生活联系紧密;“弹力”又是一种较“复杂”的力(如弹力三要素的分析、弹力大小与伸长量的应用等),对学生的认知水平要求较高。因此教材从初中学生的实际需要出发,对“弹力”的概念只要求学生“了解”,而将重点放在弹簧测力计的认识和使用上。这样充分体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”这一课标理念。
本节的重点在于让学生经历用弹簧测力计测力的过程。在这个过程中,不仅要让学生掌握弹簧测力计测力的正确方法,还应该注意培养学生动手实验的兴趣,一丝不苟的科学态度,仔细观察实验现象并善于发现问题的意识,以及爱护仪器和做事有条理、善始善终的良好品质。
【措施和建议】
本节课的教学应该以事例和实验为主,按照“从生活走向物理”的理念,充分利用学生的经验,多列举一些日常生活中的事例来使学生理解弹力的概念。通过一系列的实例分析、观察和实验,使学生认识弹性与塑性、弹性形变和弹力。对于弹力只要求初步了解它是怎样产生的,而不要求分析它的三要素。教学时应该从学生熟悉的生活现象出发,说明物体在发生形变时要产生弹力。为了理解“我们通常所说的拉力、压力、支持力等都是弹力”,除了可以让学生用拇指压桌子,观察拇指的确发生了形变外,还可以补充一些微小形变的实验,例如本课最后给学生留的课外拓展实验。
对于弹簧测力计的学习,重点在它的正确使用而不在它的测量原理,课本只用一句话“弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长”对其原理作简单交代。教学中不能采取“灌输”
的方式,而是让学生边探索思考边试着应用,为学生在今后的工作和生活中,学会探索遇到的新器材的使用方法而打好基础。让学生领会间接测量原理,即用可直接度量的量去间接表现那些不便直接测量的量。
【教学目标】
1.知道什么是弹力,弹力产生的条件
2.了解弹簧测力计测力的原理
3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小
【教学重点】
1.认识弹力产生的条件
2.弹簧测力计的正确使用
【教学难点】
1.弹力的引入,理解弹簧测力计的原理
2.探究物体形变大小与外力大小的关系,培养学生的实验设计和分析能力。
【教学方法】
实验法:通过学生实验,感悟弹力的概念,了解弹簧测力计的原理。
分析归纳法:通过观察及实际使用测力计归纳出正确使用测力计的一般方法,并学会使用测力计。
【课时安排】
1课时
【教学准备】
教师演示用:弹簧、钢直尺、弹簧测力计、拉力器、气球、相同质量的钩码若干只等。
学生实验用:橡皮筋、橡皮泥、橡皮泥、面团、乒乓球、弹簧、长木板,钢直尺、钩码一组、弹簧测力计等。
【教学过程】
一、新课引入(2分钟)
教师:上节课我们已经学习了力学的初步知识,请同学们思考下力的作用效果有哪些?
学生:可以改变物体的形状;可以改变物体的运动状态。
教师:给学生准备一个弹簧、一根橡皮筋、一块橡皮泥和一段铜丝。分别请同学上来用力拉弹簧、橡皮筋,挤压橡皮泥和弯折铜丝。松手后,观察他们会出现什么现象?
学生:弹簧和橡皮筋松手后又恢复了原状;橡皮泥和铜丝松手后不能恢复原状。
教师:请同学们列举一些在日常生活中出现的类似现象。
学生甲:射箭时箭射出后弓会恢复原状;
学生乙:跳水运动运在跳板上起跳后跳板会恢复原状;
学生丙:面粉团可以捏成各种不同形状的物体它不能够恢复原状。
教师:那同学们想不想知道造成这些不同现象的原因吗?学了这节课之后你们就能够明白了。
【设计意图】从力的效果着手符合学生的认知规律,然后通过学生动手发现力的作用效果能使物体产生两种不同的现象。从而引入对新课的教学能很好的激发学生的学习兴趣。
一、弹力
(一)弹性与塑性
?学生活动一:探究物体的形变
(1)请同学们利用桌面上的任意器材,自己设计实验证明,哪些物品与撑杆的特性相类似呢?
活动要求:用手对你实验桌上的橡皮筋、弹簧、气球、橡皮泥等施加力的作用,观察物体有什么变化?请几个小组把他们设计的实验展示给大家。
请各小组讨论:类似橡皮筋、弹簧、尺子、橡皮擦、钢锯条、皮肤等,发现它们的共同特点了吗?除了这些物品还有其他的物品还有什么共同的特性呢?
(2)交流观察到的现象和自身的感受。
让学生通过亲身体验,观察并分析,感悟到弹性与塑性的区别。
实验现象分析:
生1:用力拉橡皮筋,橡皮筋伸长,松手后恢复原状。
生2:用力拉弹簧,弹簧伸长,撤去拉力,弹簧恢复原来长度。
生3:用力拉弹
生4:用力扭动橡皮,撤去力后恢复原状。
生5:用力弯钢锯条,撤去外力后恢复原状。
学生交流归纳总结:
1.弹性:物体受力时发生形变,不受力时又恢复原来形状的性质叫弹性。如:橡皮筋、气球、海绵、弹簧、钢锯条、格尺、橡皮擦、皮肤等。
2.塑性:物体受力发生形变,形变后不能自动恢复原来形状的性质。如:橡皮泥、面团等。
【设计说明:充分利用学生的经验,多列举一些日常生活中的事例来使学生理解弹力的概念。通过一系列的实例分析、观察和实验,使学生认识弹性与塑性、弹性形变和弹力。】
学生活动二:弹力的产生
[学生实验] 用不同的力拉橡皮筋或压弹簧,你有什么感觉?这说明了什么?
将直尺一端固定在桌面上,另一端伸出桌面,用手压弯(几次尺弯的程度不一样),手的感觉如何?
[教师演示实验]将一小车放在水平台上,让弹簧处于原长观察小车将会静止,然后压缩弹簧变形后小车将会在弹簧的力的作用下运动起来。或者将弹簧拉在小车的前面通过拉长弹簧也可以让小车运动起来。
学生根据实验现象归纳总结:弹力及弹力的产生条件。
1.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹力产生的条件:
(1)物体发生弹性形变;
(2)物体互相接触。
[学生实验]用手指按压桌面,手指发生形变,对桌面有一个力的作用(即压力),同时,桌面对手也有力的作用(即支持力)。这时同学们能否看到桌面发生形变呢?是不是这个时候桌面没有发生形变呢?
讨论与交流:坚硬的物体在很小的力的作用下也会发生形变吗?如用力压讲台桌或用力跺脚、用力压玻璃瓶等,讲台桌或地板、玻璃瓶发生形变了吗?又属于什么类型的形变?
【学生猜想】没有,可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量?
总结:一切物体在力的作用下都会发生形变,只不过一些物体比较坚硬,虽发生形变,但形变量很小,眼睛根本观察不到它的形变。
总结弹力的类型:压力、拉力、支持力、推力
弹性在生活中应用非常广泛,你能说出它们在生活中的应用吗?
生讨论交流:蹦极、跳水跳板、弹弓、弓箭、篮球……。
学生活动三:拉力的大小与弹簧伸长量的关系
学生利用试验台上老师准备的:带钉子的长木版、弹簧、钩码、直尺进行实验探究。
活动要求:在弹簧下挂钩码,记录钩码的个数和弹簧的伸长量,分析得到的数据并画出相应的函数图像。
次数 钩码的个数/个 弹簧的伸长量/cm
1
2
3
分小组进行实验,然后让小组的一学生代表,演示实验过程得出试验结论并画出相关的函数图像。
实验结论:弹簧的拉力越大,伸长越长。弹簧伸长的长度与拉力成正比。
强调:弹性限度
【教师演示】取一根小弹簧,先用较小的力拉它,再使劲拉。两次都能恢复到原来的长度吗?教师点拨:弹簧的弹性有一定的 ,超过了这个限度不能完全复原。
【设计说明:此环节教师应强调组内成员的分工合作。这样可以培养学生的小组合作意识及设计实验及归纳总结等的能力。最后由组内的汇报得出结论,弹簧的拉力越大,伸长越长,从数据中得出在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比。教师应给予学生一定的肯定及赞扬,让学生体会到成功的喜悦。】
根据物体形变的大小可以测定力的大小,根据这个原理做成的测力计叫做弹簧测力计。学生学生活动四:阅读课本,让学生了解弹簧测力计的作用、构造、工作原理以及使用方法
教师引导,学生观察并回答教师提出的问题,阅读弹簧测力计的使用方法。
[介绍]1.弹簧测力计的构造(出示演示测力计):由刻度盘、弹簧、指针、挂钩、外壳、挂环构成。
2.单位:标识在弹簧测力计刻度盘的上方,是“N”。
3.量程:弹簧测力计刻度盘上的最大示数。
最小刻度:从O到1N之间有十个小格,每一小格代表0.l N。
学生分组进行探究实验:练习使用弹簧测力计及体验力的大小。
1.观察量程和分度值,看指针是否指在零点,否则要调零。
2.体验,学生用手拉测力计的挂钩,使指针指到1N、5N、10N,观察弹簧测力计长度的变化,感受1N、5N、10N的力。
3.交流,.测量身边小物体对弹簧测力计的拉力。
(1)测量文具盒等F1= F2= F3=
(2)用弹簧测力计沿水平方向拖动桌面上的物体,测量物体对弹簧测力计的拉力F1= F2= F3=
让学生分别演示自己所测量的力:
生1:演示测量物体重力的实验过程。
生2:演示测量水平桌面上拉力的实验过程。
生3;演示不同方向上,不同力的大小的感受。
归纳出使用弹簧测力计的方法和注意事项,教师可作适当的指导。
①所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计;②使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该调节指针的位置使其指在零点;③明确分度值:了解弹簧测力计的刻度每一大格表示多少牛,每一小格表示多少牛;④把挂钩轻轻拉动几下,看看是否灵活。实际测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测的力的方向一致。弹簧不要与弹簧测力计的外壳摩擦。
归纳总结:弹簧测力计的正确使用方法:
(1)首先看清弹簧测力计的量程,也就是弹簧测力计上的最大刻度。加在弹簧测力计上的力,不能超出这个范围。
(2)认清弹簧测力计上的最小刻度值,即每一小格表示多少牛,以便用它测量时可以正确读出测量值。
(3)测量前要把指针调到零点,读数时,视线要与指针相平。
(4)测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的一致,不可用力猛拉弹簧或让弹簧测力计长久受力,以免损坏。
[介绍]为了满足不同的测力需要,人们还制成了其他形式的测力计,如握力计、拉力计、托盘秤等。
【设计说明:由学生自己观察桌面上不同的弹簧测力计了解其构造、量程及分度值。最后让学生分组使用弹簧测力计去测量身边的物品,并注意使用弹簧测力计的过程中应注意哪些问题?最后由组内成员汇报。不全面的其他组进行补充,最后由教师全面补充。整个过程的设计中教师应敢于放开手脚,把更多的时间留给学生,去培养学生的小组合作探究能了,创设问题,解决问题等各方面的能力。】
当堂检测、巩固升华
1.在弹簧的弹性限度内,弹簧下端挂300克物体时长15厘米,若改挂500克
的物体,则弹簧长( )
A.25厘米 B.20厘米
C.17厘米 D.不能确定
2.木块在水平面上运动时,下列力中是弹力的是( )
A.木块对水平面的压力 B.卫星绕地球运行
C.木块受到的阻力 D.木块受到的重力
3.关于弹力,下列叙述正确的是( )
A.物体发生形变时产生的力叫弹力
B.不相互接触的物体间也可产生弹力
C.拉力不属于弹力
D.压缩的弹簧能产生弹力
4.使用弹簧测力计不必要的是( )
A.弹簧测力计竖直或水平放置,不得倾斜
B.使用前指针要“校零”
C.使用过程中,弹簧指针不得与外壳有摩擦
D.拉力不得超过弹簧测力计所能承受的最大的力
5.一弹簧测力计水平放置,两人分别用5N的力拉挂钩的吊环,则测力计的读数为
N.
6.某同学用弹簧测力计时,测一个物体重力时,手持挂钩,将物体挂在拉环上,测力计的读数为5N,则物体的重力为( )
A.大于5N
B.等于5N
C.小于5N
D.以上都有可能.
7、使用弹簧测力计时,若指针在“0”刻度的下方就开始测量,则所测得的力的大小将比实际的力( )
A.相同 B.偏小
C.偏大 D.无法确定
8、关于弹簧测力计的使用,下列几种说法中错误的是( )
A、弹簧测力计必须竖直放置。
B、使用前必须检查指针是否在“0”刻度处。
C、使用时弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦。
D、使用时必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围。
9、链接中考:
(2014?聊城)为了研究弹簧受到拉力作用时,其伸长量与弹簧自身因素的关系,郑能同学选择了如下器材:弹簧测力计,弹簧A、B、C、D,其中弹簧A、C由同种金属丝绕制而成,弹簧B、D由另一种金属丝绕制而成.A、B原来的长度均为L0,C、D原来的长度均为L0′,且A、B、C、D的横截面均相同; 实验操作如下:他将弹簧A、B、C、D的左端固定,并分别用水平向右的力通过测力计拉伸弹簧,它们的长度各自增加了△L1、△L2、△L3和△L4,如图a、b、c、d所示.请仔细观察实验现象,对a、b实验作比较,再对c,d作比较,可以得到在弹簧自身因素 、 相同的条件下,再使它们 相同,伸弹簧的伸长量与
有关
感悟收获,课堂小结
最后以学生汇报有哪些收获来小结本节的的内容,使课堂始终保持轻松、和谐的氛围,以“你还想知道哪些问题”来结束这节课。这样学生带着问题走进教室,又让学生带着问题离开教室,让学生始终保持积极向上的学习求知状态。
课外拓展:用手捏一个厚玻璃瓶,它会发生弹性形变吗?请设计一个实验来验证你的想法。
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