物理人教版 (2019)1 重力与弹力教案

课 题

§3.2  弹力

课 时

一个课时

教材地位分析：

《弹力》选自人教版高中物理必修1第三章第二节,承接之前学习的重力，并且为接下来要学习的摩擦力打下基础提供铺垫。弹力本来就是一种很重要的力，又在教材中起着承上启下的作用，因此是力学部分特别重要的一个环节。

教材内容分析：

   1.形变：物体发生形变是力作用的结果，形变方式有形状及体积的改变，任何物体只要受到力的作用必发生形变，只不过有些形变程度很小，只有通过仪器及实验手段才能明显显示出来，在力的作用下不发生形变的物体是不存在的.形变的种类有两种：一种是弹性形变，一种是非弹性形变.

   2.弹力：弹力是接触力，物体间产生弹力，两物体必互相接触且发生弹性形变，这两个条件缺一不可.

1心理特点    （1）高一学生好奇心强

（2）形象思维逐步向逻辑思维发展

2知识基础     学习了力的概念，重力和基本相互作用。

3认知困难    （1）欠缺理性化的思维过程。

                （2）认为凡是物体接触就会有弹力产生。

                （3）对弹力的方向有误解。

教学重点

   1：弹力的产生条件，常见弹力的方向和大小的判断。

2：探究弹簧弹力的规律。 

3：实验设计与操作．   

教学难点

正确判定弹力方向和大小。

   教法  实验，讨论，探究 ，启迪创新。

   学法  联系实际  观察  合作   归纳法。

知识与技能

      1.知道形变的种类和形式

      2.知道弹力产生的条件和方向的判断，会画弹力示意图

      3.知道胡克定律，会用胡克定律解决有关问题。

过程与方法

       1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力

      2.锻炼自己动手设计和操作实验的能力

      3.知道实验数据处理的常用方法，学会用图像法处理数据，

情感、态度与价值观

       1. 感受物理与自然的美

      2.培养严谨的科学探究精神

      3.了解弹力在生活中的应用，体会物理和生活息息相关,感受学习物理的乐趣，激发创造热情。

教具准备

  刻度尺三十根、一点五米长的细钢丝六十根、泡沫塑料块、铁块、激光笔、小平面镜、通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形红墨水玻璃瓶、橡皮筋、多媒体教学设备 ，等等．

教 学 活 动

 （一）教学过程第一步：导入新课

动手制作：

每个学生分发一根细铁丝，让同学们自己动手绕制一个小弹簧；完成弹簧制作后，让学生动手轻轻地拉一拉或压一压。

师：在弹簧被拉伸（或被压缩）的同时，有没有感觉到手受到力的作用?

生：感觉到手受到力的作用。

师：那么，这是什么力呢？它是怎样产生的？它的大小、方向又如何？带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识．

（二）教学过程第二步：观察弹性形变

    （课件展示）

师:在人与物体相互作用过程中，都使物体产生怎样的变化？

生 使物体发生了形变。

学生自制小实验：

实验1:直尺在手的作用下弯曲.

实验2:弹簧被拉长或压短.

实验3:泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转.

实验4:铁丝被弯成直角状.

实验5:纸张被手揉皱.

师:上面的几个实验非常容易做，大家现在就利用桌上的器材做这几个实验，同时也可以根据自己的思路设计出更好的实验.这几个实验共同的特征是什么？（多组实验）

生1:它们的形状都发生了变化.

生2:它们的体积有的发生了变化.

师:像这样物体形状或体积的变化叫做形变.那么物体的形变分为几种类型呢？请举例说明.（学生讨论）。

生1:有一种形变是由于物体被弯曲造成的，比如说弯曲的直尺，弯曲的竹竿等等.

生2:有的形变可能是由于物体被拉长而引起的，比如说拉长的橡皮筋、被拉长的弹簧等等.

生3:还有的形变由于被压缩而产生的，如被压缩的弹簧、面包、海绵等等.

生4:绳子被扭转后也会发生形变，被扭转的金属也有这样的特征等等.

师总结:（鼓励）刚才同学们总结得非常好，我们把由于弯曲产生的形变叫做弯曲形变，把由于拉长产生的形变叫做拉伸形变，同样的由于压缩或扭转产生的形变叫做压缩形变或扭转形变。所以我们可以根据形变的不同状况把形变分为弯曲形变、拉伸或压缩形变以及扭转形变.

师：刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？

生1:没有，看不到.

生2: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.

师:究竟有没有呢？我们来看这样一个实验.

学生演示实验（学生演示，通过实物投影增加可视性）

（1）                   如（图一）所示，用手压扁平瓶子的不同部位，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）                   如（图二）所示，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.

               图一                             图二

师:通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象?

生:通过观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.

师:我们用了什么样的方法？

生:微观放大的方法.

师:那我们可以得出什么样的结论？

生:一切物体都可以发生形变.

师:形变分为很多种类，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变；有的物体在形变后不能够恢复原状，这种形变叫做非弹性形变。

师：发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢？

【实验演示】  橡皮筋在较大的力的作用下的断裂

师:通过刚才的观察说明什么情况呢？

生:发生弹性形变的物体要想恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度.超过一定限度，即使撤去力的作用，也不会恢复原状.

师:（微笑鼓励）刚才这位同学分析得非常好，这种限度叫做弹性限度.任何发生弹性形变的物体都有弹性限度，这也是为什么弹簧秤不能称量质量过大物体的原因，如果质量过大，会损坏弹簧秤.

 （三）教学过程第三步：探讨弹力产生条件

师:当发生弹性形变的物体要恢复原状就会对与它接触的物体有什么作用?联系我们上课时做的那些小实验来回答。

生:将会对与它接触阻碍它恢复原状的物体有力的作用.

师:非常正确，我们把这种发生弹性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.

师：下面通过观察几个演示实验，大家来总结一下弹力产生的条件.

【演示实验】

1.弯曲的木尺将粉笔头弹出.

2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.

3.拉长的橡皮筋将纸团射出.

（学生讨论）

生1:通过观察以上的几个实验，可以知道弹力产生的条件要接触.

生2：还要发生弹性形变。

师:对，要产生弹力的条件为：接触并发生弹性形变，这两个条件缺一不可。

师：力是一个矢量，弹力当然也是矢量，那么通过以上的实验，大家猜想一下弹力的方向.

生:弹力方向总是指向施力物体形变恢复的方向.

（四）教学过程第四步：弹力的方向

师:让我们通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题.

【实验演示】课本放在桌面上

师:当把课本放在桌面上，根据我们以前所学的知识，课本和桌面之间的相互作用力是什么呢？

生:是课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力.

师:它们是不是弹力？为什么？

生:它们是弹力，因为它们符合弹力产生的条件，接触并且发生形变.

师:压力和支持力的方向是怎样的呢？

生:压力的方向是垂直于支持面并且指向被压的物体，支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物体.

师:刚才我们演示了绳子拉物体的情形，绳子的拉力是不是弹力呢？它的方向又是如何规定的呢？

阅读课本“思考与讨论”

生:绳子的拉力也是弹力，绳被拉长了，它要恢复原状，它产生的弹力的方向沿着绳指向绳收缩的方向.

师:分析的非常好。

（五）教学过程第五步：弹力的大小--胡克定律   

  师：我们在初中学过，弹力的大小与形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也消失。弹力与形变的定量关系，一般来讲比较复杂，而弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系则比较简单。

下面我们大家用我们自己做的弹簧设计一个实验，寻找“弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系”．

    学生设计实验，然后用自己做的弹簧分组实验

    参考实验案例

    如图所示，用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，系统静止时，弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重；弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出．

    注意事项

    (1)本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差．标尺要竖直且靠近弹簧以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数．

    (2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm，应估读一位．

    (3)注意不要超过它的弹性限度使用（本实验用的弹簧弹性限度在五个五十克钩码以内）．

实验做法：

    (1)讲自制的弹簧悬挂在铁架台的横杆上；选择50g钩码五个来做这个实验．

    (2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳，直尺与弹簧的距离是否合适，是否便于读数等)．   

    (3)读出弹簧自然下垂时指指示的刻度．   

    (4)悬挂50g钩码一个，待稳定后，读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格   

    (5)逐个增加钩码，重复第4步，做5组数据．   

(6)图象法处理数据：在下面的坐标纸上，以弹簧弹力为纵轴，弹簧伸长量为横轴建立坐标系，如图所示．描出5个特殊点，以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系．

    拓展一步：常用的实验数据的处理方法有：计算法和图象法两种．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．

    师：通过以上的实验，我们可以得出怎样的结论?

    生：通过分析实验中的实验数据，我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比．

    师：用一个公式来表示这种关系．

    生：F＝KX ，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．

    师：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．

（六）教学过程第六步：总结提高

    先让同学们相互讨论，总结本节课的内容。再推荐一位同学上讲台演讲。

（七）教学过程第七步：学以创新

展示我校以前的学生的发明作品，激发学生的创造热情，并请同学们利用我们学习的弹力、重力知识设计新的的发明。

介绍我校郭圣君同学利用弹力和重力知识发明的“灌溉深井落物捡拾器”，（2010年获全国金奖）。

介绍我校俞笑闲同学利用弹力和重力知识发明的“脚踏重力气压式轻便高效农用喷雾器”，（2012年12月1日将代表芜湖市参加安徽省青少年科学论坛）。

学生上讲台介绍自己的发明设想。。。。。。。，教师引导鼓励！

设计意图：

培养学生的动手能力，并亲身体验弹力的存在，调动了学生的积极性，调动了学生的求知欲，从而顺理成章的导入了新课。

设计意图：

  开阔学生思路，又启发学生思维，调动了学生的积极性。

设计意图：

让学生学会充分利用自己身边的物体做实验，挖掘学生的实验潜能，同时加深对形变的体验，为学生探讨打好基础，培养学生发现问题和总结问题的能力。

设计意图：

通过微小形变的演示，让学生了解物理实验中的放大法，培养学生科学的素养，这样做既培养了学生的抽象思维能力，并使学生完成对知识由感性到理性的提升。

设计意图：

进一步加深学生对弹力产生的条件的认识，突出了重点。这种由个别到一般再到具体事例的螺旋式上升的学习顺序，更符合学生的认知心理。这样设计，让抽象的问题形象化，便于突破难点。

设计意图：

   这个环节的教学中我充分尊重学生个体，鼓励他们利用自己熟知的方法进行学习，充分体现以学生为主体，以教师为主导的教学模式。用实验探究贯穿整个教学，激发学生学习的主动性，并培养他们严谨求实的科学态度。

设计意图：

培养学生的交流与合作能力，总结与归纳能力和演讲表达能力。

设计意图：

通过学生身边的发明事例，激发学生的创造热情。揭开发明的神秘面纱，让学生懂得“天天是创造之时，处处是创造之地，人人是创造之人。”

设计意图：

让学生采用“头脑风暴”法，利用所学知识，在短时间内，产生大量设想，锻炼学生的创造性思维。

[布置作业]

1.  问题与练习第3、4题和同步作业

2. 观察生产和生活工具、上网查询，了解弹力在生产和生活中的应用的应用，思考相关发明。

教

学

后

记