《探究形变与弹力的关系》教学设计中学学案_-中学学案.pdf

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1、【课题】探究形变与弹力的关系【教学对象】高中一年级学生【选用教材】粤教版高中物理必修一第三章第一节【教学内容分析】本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力，是研究静力学和动力学所必需的预备知识，因此，本单元内容的选取具有基础性和预备性，是高中物理力学的基础内容和重要内容，通过对重力、弹力、摩擦力的学习，一方面为以后了解和掌握抽象的力的概念做一些铺垫；另一方面为受力分析打好基础。只有准确对物体进行受力分析，才能为今后运用牛顿运动定律、动能定理等力学知识解决动力学问题。所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的。本节内容是静力学知识三大基本力：重力、弹力、摩擦力中的第二大力，是力学中的重要

2、内容。相比于摩擦力来说要相对简单，但摩擦力是建立在弹力基础上的，对于弹力的掌握直接影响到摩擦力的学习；同时，相比重力来说，弹力要难得多。所以，本节成为高一学习过程中的一个难点。【学情分析】对于弹力，初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况，有了基本的了解，但没有深入地定量定性分析，尤其是关于弹力方向的判断是一大难点。另一方面，学生刚由初中升入高中，理性思维正处于形成阶段，还不强。所以，本课采用多实验的方式，注重渗透新课标理念，把抽象的问题通过实验探究的方式来解决，借助形象的感性认识来认识弹力，教师的科学引导与学生自主学习和合作学习有机结合，最大可能地激发学生学习的欲望，同时也培养学生观察实验，总结规

3、律的能力。【教学目标】1、知识与技能 2、过程与方法 3、情感态度与价值观 1、知识与技能 （1）明确形变的概念和弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件（2）知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向（3）知道胡克定律并会应用 2、过程与方法 培养学生实验中观察能力、应变能力 3、情感态度与价值观 （1）通过形变实验，发展学生对科学的好奇心和求知欲（2）让学生感到物理就在身边，引导学生关注生活中的物理现象学以致用 【重点难点】重点：弹力的产生条件；弹力的方向；弹簧弹力大小与形变量的关系（胡克定律）。难点：弹力的分类、弹力方向的判定;图像法处理实验数据。【设计思想】本节课主要是通过学生观

4、察实验认识形变，从而为弹力的学习铺垫。自己动手实验来总结规律，培养学生的动手能力、观察能力。【教学设计】教学方式 问答法、实验法、讲解法 仪器准备 弹簧、海绵、易拉罐、铁架台、直尺、砝码 教学过程 教学环节与教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 复习部分：复习重力的几个要点：产生原因、大小、方向、作用点 （提问）提问：1、大家在初中的时候学过多少种力？2、以重力为例，大家回忆一下重力的产生原因和重力的三要素。思 考 并 回 答问题 通过复习相关知识，温故知新，为后面学习弹力的三要素铺垫。引入新课：实验探究 演示实验 1：用手对弹簧施力，观察弹簧发生的变化，然后撤力，再次观察变化现象 演示实验

5、 2：用手对海绵施力，观察海绵发生的变化，然后撤力，再次观察变化现 问 1：当你对弹簧施力时，弹簧发生怎样的变化？问 2：当你撤力后，弹簧又发生怎样的变化？问 1：当你对海绵施力时，海绵发生怎样的变化？问 2：当你撤力后，海绵又发生怎样的变化？弹簧伸长了 弹 簧 恢 复 了原来的长度 海 绵 扭 曲 变形了 海 绵 恢 复 了原来的形状 让学生通过动手亲身体验弹力的存在与形变，并了解形本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动能定理

6、等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是力学中的重要内容相比于摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的象 演示实验 3：用手对易拉罐施力，观察易拉罐发生的变化，然后撤力，再次观察变化现象 总结实验，认识形变 问 1：当你对易拉罐施力时，易拉罐发生怎样的变化？问 2：当你撤力后，易拉罐又发生怎样的变化？总结：

7、大家有没发现这三个实验的共同点？就是我们对这三件物体施力时，它们的形状都发生改变，我们将这些情况简称为形变。结论 形变：在力的作用下物体发生伸长、缩短或者弯曲等变化，简称为形变。易 拉 罐 变 形了 易 拉 罐 没 有恢 复 原 来 的形状 变的定义。认识形变的形式 师：接着我们一起来看一下形变有哪几种形式 多媒体图片介绍（拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭曲形变）师：那么大家有没有在生活中发现更多有关形变的现象呢？（举例）撑 杆 跳 的 撑杆弯曲、射箭时 的 弓 被 拉伸等 了解形变的分类 师：再回到刚才的实验，当我们对橡皮筋和海绵撤力后，它们就恢复原来的形状，这种就叫做弹性形变。（介绍弹性形

8、变的要点）师：当我们对易拉罐撤力 观察 思考 认识弹性形变和范性形变的区别，目的是对弹力产生的条件有更完整本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动能定理等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是力学中的重要内容相比于摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分

9、析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的后，它并没有恢复原来的形状，这种就叫做塑性形变。的认识。认识弹力 师：当你将弹簧拉长时，你的手是否感觉受到一个弹簧收缩方向的力呢？这个力就是今天要学的弹力。分析：弹力产生的原因物体发生形变 弹力产生的条件1.两物体相互接触 2.物体发生形变 按 老 师 的 引导 学 习 弹 力的概念，并对老 师 的 分 析进行思考。使学生认识到只要有弹性形变就会有弹力产生，目的是对弹力产生的条件有深刻的认识。弹力的分类 通过投影，由老师分析介绍弹力的几种类型（压力 支持力、拉力等）。观察 思考 为学

10、习弹力的三要素铺垫 弹力的三要素 弹力的作用点 弹力的方向 第一步：支持力的方向 以放在水平桌面上 出示投影，让学生分析压力、支持力、拉力的作用点位置。总结：弹力作用点在物体间的接触点（面）引导学生得出结论：支持 独立思考，完成任务。独立思考，由 重点学习弹力本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动能定理等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是

11、力学中的重要内容相比于摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的的书为例，通过多媒体分析书所受的支持力方向。第二步：压力的方向 同样以放在水平桌面上的书为例，通过多媒体分析桌面所受的压力方向。第三步：绳的拉力方向 以绳子悬吊小球为例，通过多媒体分析绳子所受的拉力。总结 力方向与施力物体形变方向相反，指向恢复原状的方向。教师提问：书对桌面的压力方向如何？引导学生得出结论：压力方向与施力物形变方向相

12、反，指向恢复原状的方向。教师提问：绳的拉力方向如何？引导学生得出结论：绳的拉力方向沿绳收缩的方向，与施力物体的形变方向相反，指向恢复原状的方向。方向总是与物体形变的方向相反，也就是恢复原状的方向 压力 支持力垂直接触面由施力物体指向受力物体 二 力 平 衡 知道：支持力方向 垂 直 于 接触 面 指 向 被支持的物体。观察现象，分析 支 持 力 方向 与 施 力 物体 形 变 方 向的关系。垂 直 于 接 触面，指向被压物体。观察现象，分析 压 力 方 向与 施 力 物 形变 方 向 的 关系。观察现象，分析 绳 的 拉 力方 向 与 施 力物 体 的 形 变方向的关系。的三要素 本单元内容包

13、括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动能定理等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是力学中的重要内容相比于摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的 弹力

14、的大小 分组实验：探究弹力大小与形变量大小的关系 实验设计：事先弹簧挂在铁架台上，测量拉力与对应形变量大小的数据 拉力沿绳收缩的方向 弹簧弹力指向原来没有发生形变的位置 教师提出任务：弹力大小可能与哪些因素有关？引导学生实验 提问：弹簧伸长量与下面挂的物体的重力（弹簧受到的拉力）有什么关系？总结：胡克定律 在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与弹簧的伸长（或缩短）量 x 成正比。F=kx（k 称为劲度系数，单位为 N/m）动手实验，填表、猜想并交流 自 己 的 看法 弹 簧 伸 长 量与 下 面 挂 的物 体 的 重 力成正比 实验设计的意图，使得实验更具有多重探究的意义，而不是传统教学中目的性

15、很强的一种实验探究，这样做充分激发了学生实验探究的兴趣，调动了学生探究问题的积极性。课堂总结 课后提问：将重力的三要素与弹力得三要素进行比较，得出它们的区别。对比观察，分析 重 力 与 弹力 的 三 要 素的区别。加强学生的观察分析能力。本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动能定理等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是力学中的重要内容相比于

16、摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的附表 探究弹力大小与型变量大小的关系 次数 1 2 3 4 5 弹簧弹力 F（N）0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 初态指针刻度 L0（cm）指针所指刻度 L（cm）弹簧伸长量 x（cm）【课堂小结】本节课我们通过实验探究，总结了弹力产生的条件：接触、形变（弹性形变）。并通过实验探究得出胡克定律：在弹性限度内，弹力与形变量成正比，即：F=kx。K：

17、劲度系数，简称劲度。单位：N/m，反映弹簧的软硬程度，由弹簧本身决定。【板书设计】探究形变与弹力的关系 一、形变 定义：物体形状的变化简称形变 形变的分类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭曲形变 形变的种类：弹性形变、塑性形变 二、弹力 产生条件：1.两物体相互接触 2.物体发生形变 弹力三要素：作用点 方向：与施力物体形变方向相反 大小：胡克定律 F=kx（k 称为劲度系数，单位为N/m）本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动

18、能定理等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是力学中的重要内容相比于摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的【教学流程图】开始 课前复习 引入新课 实验探究，通过实验与观察，让学生体验形变，并通过分析知道什么是形变。多媒体 通过图片认识形变的四种形式。通过对实验的分析，学习弹性形变和塑性形变的区别。老师引导

19、学习弹力的概念，知道弹力产生的原因、弹力产生的条件。归纳总结，并比较重力与弹力的区别 结束 多媒体 通过分析认识弹力的种类 多媒体 结合多媒体，分析与学习弹力的三要素。本单元内容包括力的基础知识及三种常见性质的力是研究静力学和动力学所必需的预备知识因此本单元内容的选取具有基础性和预备性是高中物理力学的基础内容和重要内容通过对重力弹力摩擦力的学习一方面为以后了解和掌握抽律动能定理等力学知识解决动力学问题所以本单元在物理教学中的地位和作用是非常重要的本节内容是静力学知识三大基本力重力弹力摩擦力中的第二大力是力学中的重要内容相比于摩擦力说要相对简单但摩擦力是建立在弹力基础难点学情分析对于弹力初中时学生已学习了弹簧产生弹力情况有了基本的了解但没有深入地定量定性分析尤其是关于弹力方向的判断是一大难点另一方面学生刚由初中升入高中理性思维正处于形成阶段还不强所以本课采用多实验的