2022年《形变与弹力》--教学设计.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载形变与弹力教学设计一、设计思想高一新生正处于从中学物理向高中物理跨过阶段的特点,本节教材在文字表达上特别简洁并配有大量的插图；内容直观、 感性,较易为同学接受,加上同学们在中学时对弹力已有了肯定的感性熟悉与理论基础,如只是照本宣科,教学会很空泛；老师觉得“ 没戏可唱 ”,同学就有 “炒冷饭 ”之感；因此将弹力这节课设计成了探究性学习课,采纳了 “ 参加 体验 内化 外延 ”的物理课堂教学模式,由老师创设情形,让同学自己提出想要知道的问题,在老师的引导下, 通过全班同学的争论,自评和互评来不断

2、完善；老师在教学中通过详细的实例、试验,激发同学的求知欲望,让同学主动参加到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地猎取学问和才能本教学设计特殊强调了对试验的挖掘；通过引入新课时设计的试验,培育同学的问题意识和激发同学的学习爱好；通过教学中的如干个演示试验的设计,特殊是细心设计了争论桌面的微小形变试验,使同学感悟科学的探究方法和强化创新的意识；同学在互动和探究的过程中,培育同学的合作精神、获得探究的胜利体验,使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色；二、教材分析形变与弹力是高中物理新课程（必修1）第四章其次节的内容,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位置,是以后正确进行受

3、力分析的基础；其重点是弹力产生的缘由及弹力的方向,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；并通过争论形变来探究弹力产生的缘由、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缘由和方向；对于胡克定律的教学,要先让同学亲身经受体验,然后引导同学设计试验“探究弹力的大小与形变量大小之间的关系”,这种先从感性熟悉动身,上升到理性熟悉, 再通过试验检验并进行详细运用的争论方法特别重要,在教学过程中应留意渗透；三、学情分析通过前面的对 “重力及相互作用” 的学习,同学已经对力的三要素

4、及作用成效等有了肯定的明白；而且在中学阶段的学习过程中,也对弹力有了初步感性的熟悉和肯定的理念基础；在高中教学中要进一步帮忙同学深化对弹力的懂得；弹力产生的缘由及其方向的判定,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细心设计试验,通过形象直观的实验教学帮忙同学突破难点,并让同学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、三维教学目标（一）学问与技能1知道形变和弹性形变,能识别常见的形变；知道任何物体都会发生形变；2知道弹力及弹力产生的条件,会判定弹力的有无及弹力的方向；3知道胡克定律的表达式,明白劲度系数的单位、符号及物理意义,并能运用胡克定律解决有关

5、问题4知道胡克定律的图象的意义,把握利用图象法运算劲度系数的方法；（二）过程与方法1培育同学依据弹力产生的条件分析弹力方向的才能；2通过分组 “探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的试验,培育同学自己动手设计实验和操作试验的才能,提高同学自主、探究和合作学习的才能；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载3知道试验数据处理中常用的方法,尝试使用图象法进行处理数据；（三）情感态度与价值观

6、1真实精确地记录试验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用；在用简洁器材显示微小形变的过程中,体会放大法的试验思想,感受学习物理的乐趣；2通过学习弹力在生产和生活中的应用,进展将学问服务于人类的愿望；3从任何物体都能发生形变入手,培育同学用实事求是的科学态度去熟悉事物原来面目,不被表面现象所困惑的科学观；五、重点难点（一）教学重点 1弹力有无的判定和弹力方向的判定；2自主设计试验探究弹簧的弹力与伸长量的关系及试验操作；（二）教学难点弹力有无的判定及弹力方向的判定；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、启示法、归纳法、多媒体帮助法等教学方法；1、本节课流

7、程设计：试验引入（产生疑问）设计试验 同学探究 分析归纳 得出结论（解决问题） 拓展应用（产生新疑问）；2、对探究试验设计好试验的内容、步骤和表格,便于同学的探究；3、教学中通过设计演示试验,多媒体课件动画演示创设物理情形,把复杂抽象的问题形 象化,以便于同学的摸索分析；七、教具预备 细钢丝、钢锯条、弹簧、海绵、橡皮泥、白纸,通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃 瓶、激光光源、平面镜及支架（两套）、小车、橡皮筋、气球、纤维板、演示胡克定律用 的米尺、弹簧、钩码、力传感器等等；八、教学过程（一）活动中感悟 亲历体验（课前每小组分发一根细钢丝,让同学在课前自己动手绕制一个小弹簧）（同学试验）用细钢丝

8、绕制的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压,感受弹簧被拉伸或压缩 的同时,手受到了力的作用；【摸索】这种力是什么性质的力？它产生的条件是什么？它的大小、方向和作用点又如 何呢？让同学亲身感受弹力的存在,从而揭示课题形变与弹力；（演示试验）让同学明白物体的形变；图 1 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载图 2 （小组争论）图 1、图 2 的这些形变有什么特点：有的形变可以复原原状,有的不行

9、以复原原状；【结论】能复原原状的形变,叫弹性形变；不能复原原状的形变,叫范性形变；让同学举例在日常生活中所发觉或观看到的一些形变,性形变；看看哪些是弹性形变哪些是非弹（播放视频）：钓鱼时钓鱼杆的形变,绳的扭转,皮球与地面接触时,网球与球拍接触 时都有形变；观看视频, 形成印象,物体的形变、由于形变而产生的弹力在现实生活中很常见的；让 同学感觉到,物理很有用,物理就在我身边,从而调动起其学习物理的爱好；（二）放大形变 突破难点 一本书放在桌子上,我们知道书本对桌子有压力,桌子对书本有支持力；【提问】 那么压力和支持力又是怎样产生的呢？会不会也象弹簧一样由于物体的形变而 产生的呢？如有这个形变与弹

10、簧、橡皮条的形变有什么不一样？【同学猜想】没有,可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观看不出来；我 们怎样来表达微小的形变量；在课堂教学中引导渗透微观放大的物理思想方法；设计微小形变试验,如图 3,在一个大桌上放两个平面镜,用小型激光源发射激光照耀平面镜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,让同学熟悉到任何物体受到外力作用后都会发生形变的事实；图 4 图 3 【体验】如图 4 所示,用手压扁平瓶子半长轴的不同部位,以细线标记处为基准点,发觉细管中的液面上升或下降,通过观看液面的升降可

11、以判定瓶子发生形变；请几个同学上台体验表演,激发了同学的积极心,谛；信心,进一步体会自然科学的乐趣,领会科学探究的真（演示试验）弹簧在较大的力作用下始终处于拉伸状态,不能复原原状；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载引导同学得到缘由,发生弹性形变的物体要复原原状是有条件的,不能超过肯定的限度,超过肯定的限度,即使撤去力的作用,也不会复原原状,这种限度叫做弹性限度；从而说明,弹簧秤不

12、能称量过大的物体的缘由；【引出概念】 我们把这种发生弹性形变的物体由于要复原原状,对与它接触的物体产生力的作用, 这种力叫做弹力；像上面我们所熟知的拉力、压力和支持力就是最常见的几个弹力；（三）分析类比 引出条件（对比试验）如图 5,被拉长的弹簧使小车右运动,处于原长的弹簧使小车保持静止,橡皮泥被小车压缩,放手后小车不动（如图 6）；图 5 图 6 引导同学分析试验现象,得出弹力产生的条件有两个：直接接触并且发生弹性形变；力是矢量,弹力也是矢量,设计师生共同完成演示试验,体会弹力方向；（演示试验）如图 7,A书本（装水气球）与桌面（纤维板）间相互挤压,并让同学完成表 1 中的内容（加括号的内容

13、）；B如图 8,用电线悬挂着的电灯（用水气球替代灯泡,用橡皮筋代替电线）与电线的相互拉伸,并让同学完成表1 中的内容（加括号的内容）图 8 表 1：图 7 施力物体形变的 施力物体复原 受力物体形变内容 弹力方向 施力物体方向 形变的方向 的方向书本对桌面的压力（向下） （书本）（向上）（向下）（向下）桌面对书本的支持力（向上） （桌面）（向下）（向上）（向上）电灯对电线的拉力（向下） （电灯）（向上）（向下）（向下）电线对电灯的拉力（向上） （电线）（向下）（向上）（向上）（小组争论）利用表 1 对试验现象进行分析的过程中,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缘由和方向；

14、细心整理归纳 精选学习资料 【结论】 弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生,弹力的方向总是指向施力物体形变 第 4 页,共 8 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备欢迎下载用直观性降低学习的复原的方向； 让同学真实地感受到书与桌面、电线与电灯的形变情形,台阶；（四）自主探究,查找规律（演示试验）：三个弹簧,两个一样；不一样的两个弹簧上挂一个质量相同的钩码,另一个挂两个钩码；并提出弹簧弹力的大小与哪些因素有关？（同学争论回答）：与形变量有关

15、,与弹簧本身有关；请同学自行设计一个试验,试验的目的是查找与弹簧的弹力与形变量的关系；同学设计试验,然后分组试验；【参考试验案例】如图 9 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；【留意事项】（1）本试验要求定量测量,因此要尽可能减小试验误差；标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次转变悬挂钩码个数后,要待系统稳固后再读数；（2）试验中所供应的米尺精确度为1 mm,应估读一位；图 9 弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,留意不要超过它的弹性限度使用；【建议做法】（1）挑选器材：从弹簧组中挑选一只弹簧悬挂在铁架

16、台的杠杆上：从试验桌上挑选合适的钩码；（将班级分成两大组,选用不同的弹簧进行试验,进行对比试验）（2）第一将试验装置调整妥当（如整个装置是否竖直平稳,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等）；（3）读出弹簧自然下垂时指针所指刻度；（4）悬挂 50g 钩码一个,待稳固后,读出弹簧上指针所指刻度并运算出弹簧的伸长量记入表 2 （5）逐个增加钩码,重复第4 步,至少做5 组数据；表 2：弹簧规格（）初态指针对应刻度（X 0/m）弹簧的弹力（F/N ）指针所指刻度（X/m ）弹簧转变量（X/m ）（ 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

17、长量为横轴建立坐标系,如图 10 所示；描出 5 个特殊点,以查找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系；【拓展一步】常用的试验数据的处理方法有：运算法（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、更简洁得出物理变化规律,且该图 10 种方法处理数据能更好地减小试验的偶然误差；请各试验小组派代表上讲台,用实物投影展现试验结果,并对试验探究情形进行沟通；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - -

18、- - - - - -学习必备 欢迎下载让同学通过随堂试验和亲身经受的探究性试验,在经受体验中,提高合作学习的意识和才能；（五）媒体重现得出结论在坐标纸上, 以弹簧弹力为纵引导同学运用Excel 软件利用图象法进行试验数据处理；轴,弹簧伸长量为横轴如下列图建立坐标系,描出 5 个点, 以查找弹簧的弹力与弹簧伸长量间的关系；得出如图 11 所示弹力与弹簧伸长间的函数关系图象；图 11 【结论】 通过分析试验中的试验数据,可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比；为了试验结果更具有说服力,帮忙同学提高分析综合信息的才能,借助 DIS 系统争论弹力问题；试验变得便利敏捷、操作简洁,条理清楚,同时也

19、让试验更具现代科技气息；【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,在运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,如图 12 所示；图 12 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 8 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -【总结】我们可以用一个公式学习必备欢迎下载F 是弹簧受到的弹力大小,Fkx 来

20、表示这种关系；其中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, 是英国科学家胡克第一发觉的,其中式子中的 k 是弹簧的劲度系数,单位是牛每米,符号是 Nm；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；（六）巩固练习 深化拓展【课堂训练】1以下说法中,正确选项（）A 闹钟是由发条的弹力带动指针走动的,电子钟不是由发条的弹力带动指针走动的B用细杆拨动水中的木头,木头

21、受到的弹力是由于木头发生形变而产生的C绳对物体拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向D木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的解析： 闹钟跟电子钟的工作原理是不同的,闹钟是利用发条的弹力带动指针起动的,而电子钟就是一种机械运动,跟闹钟不一样； 而产生弹力的缘由是施力物体发生了形变而产生的；绳子上拉力的方向是沿绳而指向绳收缩的方向；应选项是 A、 C；2一根轻质弹簧,当它受到 10N 的拉力时,长度为 12cm,当它受到 25N 的拉力时长度为 15cm,问弹簧不受力时的自然长度为多少？该弹簧的劲度系数为多少？当受到 20N 的压力时,其长度为多少？（均在弹性限度内）解析： 有

22、些同学往往把弹簧的原长、弹簧的长度、弹簧伸长的长度混淆起来；有的同学仍把弹簧被压缩时的弹簧形变量与弹簧伸长量混淆起来；帮忙同学形成认真审题、认真分析的解题习惯,养成规范解题格式的习惯；（七）课堂小结理清思路帮忙同学形成学问纲要,提高学习的水平；引导同学在小组分析争论的基础上进行总结,【总结】 a 形变和弹性形变b弹力的概念b弹力的有无与弹力方向的d胡克定律的表达式,劲度系数的单位、符号及物理意义e确定弹簧弹力大小的运算【课外争论】我们在物理中会遇到很多弹力,但他们的方向是有共同规律的,你能不能找出？这个问题期望大家依据书本在课后去找资料、的弹力方向的规律的小论文；（八） 板书设计 形变与弹力

23、1.形变：物体的外形或体积的转变 . 弹性形变：在外力停止作用后,能够复原原状的形变 后,不能复原原状的形变 . 2.弹力同学间相互争论来完成一篇关于更一般. 非弹性形变：在外力停止作用（ 1）定义：发生形变的物体,由于要复原原状,会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：物体间直接接触；物体发生弹性形变 . （ 3）弹力的大小：物体的弹力大小与物体形变的大小有关,形变越大,弹力也越大；形变消逝,弹力也消逝 . 弹力的大小可以用二力平稳来求解. 第 7 页,共 8 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - -

24、- - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载（4）弹力的方向：对含有接触面的弹力方向,总是垂直于接触面指向争论对象；力方向,总是沿着绳或弹簧所在的直线 . 3. 胡克定律 : Fkx 式中的 x 是弹簧的形变量 九、教学反思 上完这一节课,回忆一下,有以下几点值得摸索：1加强和改进试验教学,激发同学学习物理的爱好对于绳、弹簧类的弹试验过程是同学积极观看、摸索和探究的过程；通过试验,模拟物理学问发觉的过程,让同学受到物理思想方法的训练；通过趣味、新颖的物理试验,激发同学发奇怪心理,从而激发他们的思索的欲望

25、；本课中设计了多个同学试验,演示试验和自主探究试验,将原本较为抽象、 枯燥的思维活动转化为生动活泼、爱好昂然的学习体验,让同学在以小课题争论为载体的争论性活动中,获得了学问、才能和情感方面的提升和进展；2奇妙设置问题,将课堂引向深化老师的课堂提问是将学问引向深化的重要渠道,从引入新课到课后小结,尽力设计适当的问题；制造物理情境,进行有意识的引导,点拨,激发同学的求知欲,在本课的教学中,有几个关键性的设问对课堂内容的绽开起到了推波助澜的作用；如力的作用成效有哪些：弹簧和橡皮泥的形变有什么不同之处：弹簧的劲度系数与哪些因素有关等；坚硬的物体会发生形变吗？如何观看桌子的微小形变？3同学自主、探究和合作学习才能的培育 本教学设计充分留意对生活的挖掘,积极贯彻新课程“ 从生活走向物理,从物理走向社 会” 的理念,也充分地留意从同学身边或社会实践活动中选取典型的素材,紧密结合同学已有的生活体会, 使抽象的物理概念变成生动形象的认知对象,从而有效地降低了学习的难度；课堂教学中, 由于同学自主探究的时间较难驾驭；因此, 这节课的授课中在时间的调控上显得尤为重要,对老师的课堂驾驭才能提出了很高的要求；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 8 页 - - - - - - - - -