3.1 彈力 教案

1、彈力教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想通過教學(xué)中若干個演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生感悟科學(xué)的探究方法和樹立創(chuàng)新的意識。尤其在研究彈力的方向總跟接觸面垂直時，讓學(xué)生手掌輕推肥皂泡，觀察肥皂泡離開手的較短距離內(nèi)運(yùn)動方向與手掌平面存在的關(guān)系，形成彈力方向的感性認(rèn)識。在師生、生生互動和探究的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，豐富學(xué)生的成功體驗(yàn)，使原本平淡的課堂教學(xué)變得充實(shí)、飽滿、有聲有色。二、教材分析彈力其重點(diǎn)是彈力產(chǎn)生的原因、條件、彈力方向和胡克定律，難點(diǎn)是彈力方向和胡克定律。教材用拉伸、壓縮彈簧的事實(shí)讓學(xué)生體會彈力產(chǎn)生的原因和條件；彈力的方向是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)，教科書通過“思考與討論”欄目讓學(xué)生討論、體會彈力的方向，對

2、于胡克定律的教學(xué)，可以先讓學(xué)生親身經(jīng)歷體驗(yàn)，然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“探索彈簧彈力的大小與形變量大小之間的關(guān)系”。三、學(xué)情分析通過本章第一節(jié)“重力及相互作用”的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中階段的學(xué)習(xí)過程中，也對彈力有了初步感性的認(rèn)識和一定的理論基礎(chǔ)。在高中教學(xué)中要進(jìn)一步幫助學(xué)生深化對彈力的理解。彈力產(chǎn)生的原因及其方向的判定，是學(xué)生普遍感到難以把握的問題。四、教學(xué)目標(biāo)1知道常見的形變，通過實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性。2知道彈力產(chǎn)生的原因和條件。3. 知道壓力、支持力和繩的拉力都是彈力，會分析彈力的方向，能正確畫出彈力的示意圖。4通過實(shí)驗(yàn)探究彈力和彈簧形變量的關(guān)系，理解胡克

3、定律，了解科學(xué)研究方法。五、重點(diǎn)難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)1彈力的概念、產(chǎn)生條件和彈力方向的判斷。2自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索彈簧的彈力與伸長量的關(guān)系及實(shí)驗(yàn)操作。（二）教學(xué)難點(diǎn)彈力方向的判斷及自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證胡克定律。六、教學(xué)策略與手段本課以學(xué)生活動為主，配以研習(xí)單，結(jié)合問題法、演示法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學(xué)方法。1.本節(jié)課流程設(shè)計(jì)：游戲引入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生探究分析歸納得出結(jié)論（解決問題）拓展應(yīng)用（產(chǎn)生新疑問）。2.對探究胡克定律實(shí)驗(yàn)呈半開放設(shè)計(jì)，僅提供器材、表格，讓學(xué)生自行探究。3.教學(xué)中通過設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，多媒體課件動畫演示創(chuàng)設(shè)物理情景，把復(fù)雜抽象的問題形象化，以便于學(xué)生的思考分析。七、教學(xué)準(zhǔn)備弓箭、

4、橡皮泥、握力圈、彈簧、激光光源、平面鏡（兩套）及支架、薄板、水球、橡皮筋、肥皂泡、演示胡克定律用的刻度尺、彈簧、鉤碼等。八、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課親歷體驗(yàn)“射箭”游戲，使箭飛出的力是什么力？它怎樣產(chǎn)生？大小、方向又如何？這就是本節(jié)課要重點(diǎn)研究的另一種性質(zhì)的力-彈力。（板書：彈力）（二）新課教學(xué)1.形變【演示實(shí)驗(yàn)】拉伸“弓”的彈性繩，我們能明顯地觀察彈性繩在拉力作用下發(fā)生了什么現(xiàn)象？引入形變，一起走進(jìn)形變的世界?！厩榫吃O(shè)置】給學(xué)生提供器材：橡皮泥、握力圈?！驹O(shè)計(jì)意圖】（1）讓學(xué)生親身體驗(yàn)形變，知道什么是形變。（2）分析比較這兩種形變的不同之處?！居懻摻涣鳌啃巫兊母拍睿涸诹Φ淖饔孟?，物體的形狀和體

5、積發(fā)生的改變。物體形變的分類：一種是撤去外力時能恢復(fù)原狀的形變稱為彈性形變。另一種是撤去外力時不能恢復(fù)原狀的形變，叫范性形變。（板書）【應(yīng)用】結(jié)合日常生活中的一些形變實(shí)例，讓學(xué)生辨別它們分別屬于哪一類形變。【演示實(shí)驗(yàn)】用較小的力拉彈簧。【提問】彈簧的形變永遠(yuǎn)是彈性形變嗎？【設(shè)計(jì)意圖】先讓學(xué)生根據(jù)自身生活經(jīng)驗(yàn)及常識，說出彈簧在一定的力作用下也能成為范性形變，并由學(xué)生自己動手展示，從而引入彈性限度?！窘處熆偨Y(jié)】 如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫彈性限度?！緩?qiáng)調(diào)】任何發(fā)生彈性形變的物體都有彈性限度。【學(xué)生活動】手指壓桌面，看見手指發(fā)生形變，肉眼無法觀察

6、桌面形變。教師向?qū)W生提供微小形變裝置【提問】由這套裝置能否判斷桌面形變？如何判斷？判斷依據(jù)是什么？可否判斷是彈性形變還是范性形變？【設(shè)計(jì)意圖】提供實(shí)驗(yàn)裝置，激發(fā)學(xué)生求知欲，先讓他們積極動腦思考再由某個同學(xué)親自體驗(yàn)，驗(yàn)證所想。體會微小量放大的實(shí)驗(yàn)思想，感受學(xué)習(xí)物理的樂趣，增加積極性和信心，進(jìn)一步體會自然科學(xué)的樂趣，領(lǐng)悟科學(xué)探究的真諦?！緩?qiáng)調(diào)】生活中許多微小形變?nèi)庋劭床坏?，可以通過一些巧妙設(shè)計(jì)，通過放大的思想演示“微小形變”，這是物理學(xué)中常采用的方法。2.彈力【學(xué)生活動】 利用握力圈做做手部運(yùn)動，體驗(yàn)握緊時握力圈對手的感覺，引導(dǎo)學(xué)生分析握力圈對手的力是如何產(chǎn)生的?！練w納小結(jié)】 發(fā)生形變的物體，由于

7、要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。（板書）【學(xué)生活動】分析以下三種情況下手與握力圈之間有沒有彈力：（1）手遠(yuǎn)離握力圈（2）手恰與握力圈接觸（3）手握緊握力圈【學(xué)生總結(jié)】彈力產(chǎn)生的條件：接觸且發(fā)生形變（板書）研究一個力主要研究它的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)，彈力的方向如何？【演示實(shí)驗(yàn)】（1）書本與桌面間相互擠壓（為放大形變用水球與纖維板分別代替書本和桌面）（2）懸掛的細(xì)繩拉鉤碼（為放大形變用橡皮筋代替繩） 讓學(xué)生借助替換的模型自行完成表格內(nèi)容施力物體施力物體發(fā)生形變的方向施力物體恢復(fù)形變的方向彈力方向桌面對書本的支持力書本對桌面的壓力繩對鉤碼的拉力【小組交流討論】（1）

8、完善表格內(nèi)容。（2）由表格分析、歸納彈力的方向【實(shí)物投影】展示小組研究結(jié)果，通過自評和互評不斷完善。【分析總結(jié)】彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同。【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生真切地感受到書、桌面、繩的形變情況，利用表格，小組討論交流，自行分析總結(jié)，易于理解。【教師精講】繩只能被拉伸，不能被壓縮，所以繩要恢復(fù)形變總是沿著繩的方向，在“彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同”的基礎(chǔ)上，可以將繩拉力方向描述的更直觀些，即繩的拉力方向沿著繩，指向繩收縮的方向。壓力和支持力方向也是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同，但該結(jié)論用于解決實(shí)際問題時，比較困難，因?yàn)樯钪写蠖嘈巫兪俏⑿⌒巫儯庋垭y以觀測。能否將壓

9、力和支持力方向也描述得更直觀些？【師生互動】戴上手套，在空中向各方向彈出肥皂泡，觀察肥皂泡離手的短距離內(nèi)，運(yùn)動方向是否垂直于手掌平面?！纠碚摲治觥肯鄬τ谑纸o肥皂泡的彈力而言，重力可忽略不計(jì)，盡可能在泡泡速度等于零的時候?qū)⑺鼜棾?，這樣離開手掌的短距離內(nèi)，運(yùn)動方向和手給的彈力方向一致?！径嗝襟w展示】 視頻慢拍，將泡泡離開手掌短距離內(nèi)幾幅圖片定格，合成一張圖，直觀觀察泡泡的運(yùn)動方向垂直于手掌平面。【設(shè)計(jì)意圖】壓力支持力方向垂直于接觸面的結(jié)論，較為抽象，現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)難以操作，學(xué)生只能被動接受，通過彈泡泡游戲體驗(yàn)“垂直”含義， 易于理解，增加趣味，激發(fā)求知欲，點(diǎn)燃思維火花。【總結(jié)】壓力和支持力方向：垂直于接

10、觸面，指向受力物體?！拘≡嚿硎帧繎?yīng)用所學(xué)知識，畫出研習(xí)單上幾種彈力的方向C BA畫桌面受的壓力 畫B受的支持力 畫C受的拉力【實(shí)物投影】展示學(xué)生成果，分析受力物體、作用點(diǎn)、彈力方向，強(qiáng)調(diào)規(guī)范畫圖。3.胡克定律 【提問】彈力是由形變引起的，彈力大小與形變有關(guān)嗎？【生答】有關(guān)，形變越大，彈力越大，形變消失，彈力也消失?！咎骄繉?shí)驗(yàn)】探究“彈簧的彈力與形變量的關(guān)系”。教師僅提供如右圖裝置、4個均為50g的鉤碼、刻度尺及對應(yīng)的研習(xí)單，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，探究“彈簧的彈力與形變量的關(guān)系”。（1）把所測得數(shù)據(jù)填在下表中。序號12345鉤碼個數(shù)彈簧彈力F/Nx/cm（2）以F為縱軸，x為橫軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)表中的數(shù)

11、據(jù)，在圖的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，畫出F-x圖像。F/Nx/cmo24286810121416182022242610.51.52（3）通過實(shí)驗(yàn)得出彈簧的彈力與彈簧的形變量之間有怎樣的關(guān)系？【設(shè)計(jì)意圖】彈力知識學(xué)生在初中時已有一定基礎(chǔ)，本實(shí)驗(yàn)難度不大，易于操作，教時可適當(dāng)放手，讓學(xué)生自行思考探索，怎樣測量彈力、形變量，數(shù)據(jù)記錄后，如何利用圖像處理，根據(jù)圖像可以得到什么結(jié)論。讓學(xué)生通過隨堂實(shí)驗(yàn)和親身經(jīng)歷的探究性實(shí)驗(yàn)，在經(jīng)歷體驗(yàn)中，提高合作學(xué)習(xí)的意識和能力?！編熒治?、共同探討】請幾個實(shí)驗(yàn)小組派代表上講臺，實(shí)物投影展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對實(shí)驗(yàn)探究情況進(jìn)行交流。問題1：如何獲得彈簧彈力，根據(jù)什么知識？問題2：怎么測

12、量彈簧的形變量？問題3：如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？問題4：由畫出的圖線是過原點(diǎn)直線，可得到什么結(jié)論？問題5：有些小組畫的圖線不過原點(diǎn)，原因何在？哪種圖得出的F-x關(guān)系更簡潔？問題6：由得到的結(jié)論，函數(shù)關(guān)系式怎么表示？問題7：幾個實(shí)驗(yàn)小組畫出的圖線斜率為何不一樣？k值由什么決定？【總結(jié)】在彈性限度內(nèi)，彈簧的大小和形變量成正比：Fkx，其中F是彈簧受到的彈力大小，x是彈簧的形變量。該關(guān)系是由英國科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的，叫做胡克定律，其中表達(dá)式中的k是彈簧的勁度系數(shù)，國際制主單位是牛每米，符號是Nm。彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關(guān)，這個量反映了彈簧的特性?！緫?yīng)用】我們學(xué)習(xí)彈力、研究彈力，更重要的是要了解彈力在生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技中的廣泛應(yīng)用?！径嗝襟w展示】訂書機(jī)、自動傘、摩托車中的彈簧其實(shí)現(xiàn)實(shí)生活中與彈簧有關(guān)的物件很多，課后同學(xué)們可以觀察、整理、也可以上網(wǎng)查詢，結(jié)合本節(jié)課所學(xué)的知識，把彈簧具體應(yīng)用的科學(xué)道理解釋清楚，寫一份調(diào)研報告。（三）課堂小結(jié)【學(xué)生總結(jié)】1形變和彈性形變2彈力的概念3彈力的方向4胡克定律的表達(dá)式，勁度系數(shù)的單位、符號及物理意義【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生在小組分析討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生形成知識綱要，提高學(xué)習(xí)的水平。（四）課堂延伸1調(diào)研報告：生活中的彈簧2.實(shí)驗(yàn)探究：橡皮筋的彈力和形變量的關(guān)系。（五）板