《探究形變與彈力的關系》教學設計1

【 課題 】 探究形變與彈力的關系 【 教學對象 】 高中一年級學生 【 選用教材 】 粵教版高中物理必修一第三章第一節(jié) 【 教學內容分析】 本單元內容包括力的基礎知識及三種常見性質的力， 是研究靜力學和動力學 所必需的預備知識， 因此， 本單元內容的選取具有基礎性和預備性， 是高中物理 力學的基礎內容和重要內容，通過對重力、彈力、摩擦力的學習，一方面為以后 了解和掌握抽象的力的概念做一些鋪墊； 另一方面為受力分析打好基礎。 只有準 確對物體進行受力分析， 才能為今后運用牛頓運動定律、 動能定理等力學知識解 決動力學問題。所以本單元在物理教學中的地位和作用是非常重要的。 本節(jié)內容是靜力學知識三大基本力：重力、彈力、摩擦力中的第二大力，是 力學中的重要內容。 相比于摩擦力來說要相對簡單， 但摩擦力是建立在彈力基礎 上的，對于彈力的掌握直接影響到摩擦力的學習；同時，相比重力來說，彈力要 難得多。所以，本節(jié)成為高一學習過程中的一個難點。 【 學情分析 】 對于彈力，初中時學生已學習了彈簧產生彈力情況，有了基本的了解，但沒 有深入地定量定性分析，尤其是關于彈力方向的判斷是一大難點。 另一方面，學生剛由初中升入高中，理性思維正處于形成階段，還不強。所 以， 本課采用多實驗的方式， 注重滲透新課標理念， 把抽象的問題通過實驗探究 的方式來解決， 借助形象的感性認識來認識彈力， 教師的科學引導與學生自主學 習和合作學習有機結合， 最大可能地激發(fā)學生學習的欲望， 同時也培養(yǎng)學生觀察 實驗，總結規(guī)律的能力。 【 教學目標 】 1、知識與技能2 、過程與方法3 、情感態(tài)度與價值觀 1、知識與技能 （ 1）明確形變的概念和彈力的概念，知道彈力產生的原因和條件 （ 2）知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向 （ 3）知道胡克定律并會應用 2、過程與方法 培養(yǎng)學生實驗中觀察能力、應變能力 3、情感態(tài)度與價值觀 （ 1）通過形變實驗，發(fā)展學生對科學的好奇心和求知欲 （2）讓學生感到物理就在身邊，引導學生關注生活中的物理現(xiàn)象學以致用 【重點難點】 重點：彈力的產生條件；彈力的方向；彈簧彈力大小與形變量的關系（胡克定律） 難點：彈力的分類、彈力方向的判定；圖像法處理實驗數(shù)據(jù)。 【設計思想】 本節(jié)課主要是通過學生觀察實驗認識形變，從而為彈力的學習鋪墊。自己動 手實驗來總結規(guī)律，培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力。 【教學設計】 教學方式 問答法、實驗法、講解法 儀器準備 彈簧、海綿、易拉罐、鐵架臺、直尺、整碼 教學過程 教學劃、節(jié)與教學內 容 教師活動 學生活動 設計意圖 復習部分： 復習重力的幾 個要點：產生原因、 大小、方向、作用點 （提問） 提問：1、大家在初中的時 候學過多少種力？ 2、以重力為例，大家回憶 一卜重力的廣生原因和重 力的二要素。 思考并回答 問題 通過復習相關 知識，溫故知 新，為后面學 習彈力的二要 素鋪墊。 引入新課： 實驗探究 演示實驗1:用手對 彈簧施力，觀察彈簧 發(fā)生的變化，然后撤 力，再次觀察義化現(xiàn) 象 問1:當你對彈簧腦力時， 彈簧發(fā)生怎樣的變化？ 問2:當你撤力后，弓靶J 又發(fā)生怎樣的變化？ 弓喊"了 彈簧恢復了 原來的長度 演示實驗2:用手對 海綿施力，觀察海綿 發(fā)生的變化，然后撤 力，再次觀察義化現(xiàn) 問1:當你對海綿施力時， 海綿發(fā)生怎樣的變化？ 問2:當你撤力后，海綿 又發(fā)生怎樣的變化？ 海綿扭曲變 形了 海綿恢復了 原來的形狀 讓學生通過動 手親身體驗彈 力的存在與形 變，并了解形 象 變的定義。 演示實驗3:用手對 易拉罐施力，觀察易 拉罐發(fā)生的變化，然 后撤力，再次觀察父 化現(xiàn)象 問1：當你對易拉罐施力 時，易拉罐發(fā)生怎樣的變 化？ 問2:當你撤力后，易拉 罐又發(fā)生怎樣的變化？ 易拉罐變形 了 易拉罐沒有 恢復原來的 形狀 總結實驗，認識形變 總結：大家后沒發(fā)現(xiàn)這三 個實驗的共同點？就是我 們對這三件物體施力時， 它們的形狀都發(fā)生改變， 我們將這些情況簡稱為形 變。 結論形變：在力的作/ 物體發(fā)生彳肝長、縮短或者 彎曲等變化，簡稱為形變。 認識形變的形式 師：們T來— 下形變有哪幾種形式 多媒體圖片介紹（拉伸形 變、壓縮形變、彎曲形變、 扭曲形變） 師：那么大家后沒后在生 活中發(fā)現(xiàn)更多有關形變的 現(xiàn)象呢？（舉例） 撐桿跳的撐 桿彎曲、射箭 時的弓被拉 伸等 了解形變的分類 師：再回到剛才的實驗， 當我們對橡皮筋和海綿撤 力后，它們就恢復原來的 形狀，這種就叫做彈性形 變。（介紹彈性形變的要 點） 師：當我們對易拉罐撤力 觀察思考 認識彈性形變 和范性形變的 區(qū)別，目的是 對彈力產生的 條件有更完整 后，它并沒有恢復原來的 形狀，這種就叫做塑性形 變。 的認識。 認識彈力 師：當你將彈簧拉長時， 你的手是否感覺受到一個 彈簧收縮方向的力呢？這 個力就是今天要學的彈 力。 分析：彈力產生的原因一 一物體發(fā)生形變 彈力產生的條件一一1.兩 物體相互接觸 2.物體發(fā)生形變 按老師的引 導學習彈力 的概念，并對 老師的分析 進行思考。 使學生認識到 只要有彈性形 義就會有彈力 產生，目的是 對彈力產生的 條件有深刻的 認識。 彈力的分類 通過投影，由老師分析介 紹彈力的幾種類型（壓力 支持力、拉力等）。 觀察思考 為學習彈力的 二要素鋪墊 彈力的二要素 彈力的作用點 出示投影，讓學生分析壓 力、支持力、拉力的作用 點位置。 總結：彈力作用點在物體 間的接觸點（面） 獨立思考， 成任務。 占 兀 彈力的方向 第T:支持力的方 向 以放在水平桌間上 引導學生得出結論：支持 獨立思考， 由 重點學習彈力 的書為例，通過多媒 體分析書所受的支 持力方向。 第二步：壓力的方向 同樣以放在水平桌 面上的書為例，通過 多媒體分析桌間所 受的壓力方向。 第三步：繩的拉RT 向 以繩子懸吊小球為 例，通過多媒體分析 繩子所受的拉力。 總結 力方向與施力物體形艾力 向相反，指向恢復原狀的 方向。 教師提問：書對桌間的壓 力方向如何？ 引導學生得出結論：壓力 方向與施力物形變方向相 反，指向恢復原狀的方向。 教師提問：繩的拉力方向 如何？ 引導學生得出結論：繩的 拉力方向沿純收縮的方 向，與施力物體的形變力 向相反，指向恢復原狀的 方向。 方向總是與物體形變的方 向相反，也就是恢復原狀 的方向 壓力支持力 垂直接 觸面由施力物體指向受力 物體 二力平衡知 道：支持力方 向垂直于接 觸面指向被 支持的物體。 觀察現(xiàn)象，分 析支持力方 向與施力物 體形變方向 的關系。 垂直于接觸 面，指向被壓 物體。 觀察現(xiàn)象，分 析壓力方向 與施力物形 變方向的關 系。 觀察現(xiàn)象，分 析繩的拉力 方向與施力 物體的形變 方向的關系。 的三要素 彈力的大小 分組實驗：探究彈力 大小與形變量大小 的關系 實驗設計：事先彈簧 掛在鐵架臺上，測量 拉力與對應形變量 大小的數(shù)據(jù) 拉力一一沿純收縮的方向 彈簧彈力一一指向原來沒 有發(fā)生形變的位置 教師提出任務：彈力大小 可能與哪些因素后關？ 引導學生實驗 提問：彈簧伸長量匕卜面 掛的物體的重力（彈簧受 到的拉力）有什么關系？ 總結： 胡克定律在彈性限度內， 彈簧彈力F的大小與彈簧 的仲氏（或縮短）量x成 正比。 F=kx （k稱為勁度系數(shù)，單位 為 N/m） 動手實驗，填 表、猜想并交 流自己的看 法 彈簧伸長量 與下面掛的 物體的重力 成正比 實驗設計的意 圖，使得實驗 更具有多重探 究的意義，而 不是傳統(tǒng)教學 中目的性很強 的一種實驗探 究，這樣做充 分激發(fā)了學生 實驗探究的興 趣，調動了學 生探究問題的 積極性。 課堂總結 課后提問：將重力的三要 素與彈力得二要素進行比 較，得出它們的區(qū)別。 對比觀察，分 析重力與彈 力的三要素 的區(qū)別。 加強學生的觀 察分析能力。 附表 探究彈力大小與型變量大小的關系 次數(shù) i 2 3 4 5 彈簧彈力F （N） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 初態(tài)指針刻度L0 （cm） 指針所指刻度L （cm） 彈簧伸長量x （cm） 【課堂小結】 本節(jié)課我們通過實驗探究，總結了彈力產生的條件：接觸、形變（彈性形變） 并通過實驗探究得出胡克定律：在彈性限度內，彈力與形變量成正比，即：F=kx K:勁度系數(shù)，簡稱勁度。單位：N/m ,反映彈簧的軟硬程度，由彈簧本身決定。 【板書設計】 探究形變與彈力的關系 一、形變 定義：物體形狀的變化簡稱形變 形變的分類：拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變、扭曲形變 形變的種類：彈性形變、塑性形變 二、彈力 產生條件：1.兩物體相互接觸2.物體發(fā)生形變 彈力三要素：作用點 方向：與施力物體形變方向相反 大?。汉硕? F=kx （ k稱為勁度系數(shù)，單位為N/m） 【教學流程圖】 X 結束