高一物理形變與彈力教學(xué)設(shè)計(jì)

高一物理形變與彈力教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

《一般高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)物理教科書(shū)形變與彈力教學(xué)設(shè)計(jì)物理〔必修1〕》〔山東科技出版社出版，第三版〕第四章-互相作用，第2節(jié)-形變與彈力。

本節(jié)課圍繞彈力的三個(gè)要素開(kāi)展，首先通過(guò)視頻和圖片創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，召喚學(xué)生的前概念，然后通過(guò)體驗(yàn)性試驗(yàn)引出形變，特殊是演示微小形變，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何物體受力的作用都要產(chǎn)生形變。通過(guò)演示試驗(yàn)歸納彈力產(chǎn)生的條件以及方向。通過(guò)探究試驗(yàn)總結(jié)出彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系，得出胡克定律，在應(yīng)用與實(shí)際問(wèn)題。

教學(xué)目標(biāo)

1.學(xué)問(wèn)與技能

〔1〕知道常見(jiàn)的形變；

〔2〕通過(guò)試驗(yàn)了解物體的彈性；

〔3〕知道胡克定律，能用定律進(jìn)行簡(jiǎn)潔的計(jì)算。

2.過(guò)程與方法

〔1〕通過(guò)一些體驗(yàn)性試驗(yàn)了解常見(jiàn)的形變，以及探究彈力；

〔2〕通過(guò)學(xué)生分組試驗(yàn)，探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系。

3.情感看法與價(jià)值觀

在探究物體概念和規(guī)律過(guò)程中，從生活中來(lái)，到生活中去，通過(guò)形象、生動(dòng)的演示試驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培育學(xué)生的觀看能力。

教學(xué)重點(diǎn)

〔1〕演示微小形變；

〔2〕彈力產(chǎn)生的條件及方向的推斷。

教學(xué)難點(diǎn)

〔1〕各種效果的彈力方向的推斷；

〔2〕探究彈簧伸長(zhǎng)量與彈力的關(guān)系。

學(xué)生學(xué)習(xí)狀況分析

1．學(xué)生狀況分析：學(xué)生作為新課改對(duì)象，學(xué)生思維比較活躍，課堂氣氛好。

2．學(xué)習(xí)狀況分析：高一新生已經(jīng)具備了肯定的力的學(xué)問(wèn)，但是由于學(xué)生前概念的錯(cuò)誤影響，對(duì)形變和彈力會(huì)造成錯(cuò)誤的理解。隨著探究試驗(yàn)的不斷進(jìn)行，充分暴露學(xué)生的問(wèn)題，問(wèn)題的暴露過(guò)程也就是問(wèn)題的解決過(guò)程。

教學(xué)過(guò)程

一、引入新課

引入課題，設(shè)計(jì)情景，提出問(wèn)題

播放一小段錄象或者圖片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

視頻1：蹦極

視頻2：射箭

視頻3：跳板跳水

視頻4：撐稈跳高

問(wèn)：要求學(xué)生認(rèn)真觀看視頻中橡皮繩，跳板，弓弦如何改變？為什么會(huì)發(fā)生這種改變呢？

學(xué)生商量后會(huì)給出是因?yàn)榘l(fā)生形變，有彈力作用。

設(shè)問(wèn)：什么是形變？什么是彈力呢？它又是如何產(chǎn)生的呢？本節(jié)課我們就來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。

[引入主題，喚起原有學(xué)問(wèn)，目的是讓學(xué)生在自己的頭腦中產(chǎn)生問(wèn)題。老師不要忙著解釋?zhuān)寣W(xué)生明白這就是今日學(xué)習(xí)內(nèi)容。帶著這些問(wèn)題和好奇的心理進(jìn)入新課教學(xué)。]

二、新課教學(xué)

試驗(yàn)探究，明確概念，得出規(guī)律

1、通過(guò)小試驗(yàn)，探究形變概念

〔1〕體驗(yàn)性試驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)形變？

請(qǐng)7位同學(xué)演示一組試驗(yàn)，其他同學(xué)們留意觀看試驗(yàn)中物體改變。

體驗(yàn)性試驗(yàn)記錄〔物體如何改變？〕體驗(yàn)性試驗(yàn)1：鋼鋸條一端用手按住，在另一手的作用下彎曲體驗(yàn)性試驗(yàn)2：彈簧被拉長(zhǎng)或縮短體驗(yàn)性試驗(yàn)3：橡皮筋拉長(zhǎng)體驗(yàn)性試驗(yàn)4：鋼鋸條被體驗(yàn)性試驗(yàn)5：紙張用手揉皺體驗(yàn)性試驗(yàn)6：用手壓面包體驗(yàn)性試驗(yàn)7：用手壓橡皮泥

引導(dǎo)學(xué)生觀看并設(shè)問(wèn)：上述試驗(yàn)中物體都什么共同特點(diǎn)？即物體怎么變？

預(yù)報(bào)學(xué)生可能回答：彎曲了；伸長(zhǎng)了；縮短了；扭曲了，被壓扁了；體積改變了，樣子轉(zhuǎn)變了等。

老師引導(dǎo)學(xué)生回答：物體的這些改變概括來(lái)說(shuō)，共同特點(diǎn)不就是物體的樣子或者體積發(fā)生轉(zhuǎn)變了嗎？

進(jìn)一步問(wèn)：照實(shí)驗(yàn)1，劇條的什么改變了，試驗(yàn)6，面包的什么改變了？

學(xué)生回答：試驗(yàn)1劇條的樣子變了，試驗(yàn)6，樣子和體積都改變了。

[其他的試驗(yàn)讓學(xué)生自己分析]

教師總結(jié)：物體的樣子或體積的轉(zhuǎn)變叫做形變。

設(shè)問(wèn)：那是不是任何物體都能發(fā)生形變呢？

學(xué)生：不肯定或者回答能。

[學(xué)生前概念問(wèn)題暴露，產(chǎn)生問(wèn)題沖突，進(jìn)一步設(shè)疑問(wèn)]

〔2〕、演示微小形變?cè)囼?yàn)，引出任何物體在力的作用下都能發(fā)生形變。

演示試驗(yàn)1：a、用手指壓試驗(yàn)桌b、物體放在桌面上

問(wèn)：上述兩個(gè)試驗(yàn)中物體都發(fā)生形變了嗎？

學(xué)生：手指發(fā)生了，物體和桌面沒(méi)有。

演示試驗(yàn)2〔教材63頁(yè)〕：桌面的微小形變效應(yīng)。利用器材：激光筆，平面鏡，鐵架臺(tái)。用一激光器發(fā)出一束光經(jīng)過(guò)面鏡子反射后射到天花板上形成了一個(gè)亮點(diǎn)，再用手指壓平面鏡一側(cè)的桌面，亮點(diǎn)在天花板上有明顯的移動(dòng)。

演示試驗(yàn)3〔教材64頁(yè)〕：玻璃瓶的微小形變效應(yīng)。利用器材：玻璃瓶，細(xì)管，紅墨水。

引導(dǎo)學(xué)生觀看，設(shè)問(wèn)：要想觀看到物體樣子的微小改變應(yīng)采納何種方法？

學(xué)生：把微小“放大〞的試驗(yàn)法。

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)眾多的試驗(yàn)現(xiàn)象作出歸納，這些試驗(yàn)現(xiàn)象告知我們一個(gè)事實(shí)：①任何物體在力的作用下都能發(fā)生形變。②有的物體形變明顯，有些物體形變不明顯。

〔3〕、以試驗(yàn)為據(jù)，得出形變的種類(lèi)。

設(shè)問(wèn)：根據(jù)物體發(fā)生的形變形式分有哪些形式。

學(xué)生歸納出在力的作用下發(fā)生的形變有拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等不同形式

設(shè)問(wèn)：是不是當(dāng)力撤去以后全部物體的形變都能夠恢復(fù)？

學(xué)生回答：不是，體驗(yàn)性試驗(yàn)1、2、3、4能恢復(fù)，體驗(yàn)性試驗(yàn)5、6、7不能完全恢復(fù)。

師生共同歸納得出根據(jù)形變效果分有哪些種類(lèi)：

①一類(lèi)是，受力發(fā)生形變，當(dāng)撤去外力后能夠恢復(fù)原來(lái)的樣子，這種形變叫做彈性形變。形變后能夠恢復(fù)原來(lái)的樣子的物體稱(chēng)為彈性體。

②一類(lèi)是，受力發(fā)生形變后，撤去外力時(shí)候不能恢復(fù)到原狀，這種形變叫做范性形變

2、通過(guò)試驗(yàn)，探究彈力。

〔1〕演示試驗(yàn)，探究什么是彈力？

回顧視頻1：蹦極；

演示試驗(yàn)4：彎曲的鋸條一頭放上粉筆頭，放手粉筆頭彈起；

演示試驗(yàn)5：壓縮彈簧一端放小球，放手小球彈起。

設(shè)問(wèn)：鋸條和彈簧在力的作用下發(fā)生形變，放手后為什么小球和粉筆頭會(huì)被彈起？

學(xué)生回答：放手后由于鋸條和彈簧要恢復(fù)形變，分別對(duì)小球和粉筆有彈力作用。

設(shè)問(wèn)：試驗(yàn)4中粉筆受到的彈力受力物體和施力物體分別是？

學(xué)生回答：粉筆是受到彈力，鋸條是施力物體。

設(shè)問(wèn)：我們說(shuō)力的作用是互相的，那么鋸條有沒(méi)有受到粉筆對(duì)它的彈力呢？

學(xué)生回答：有。

設(shè)問(wèn)：鋸條受到的彈力的施力物體是？

學(xué)生：粉筆

設(shè)問(wèn)：那么還沒(méi)有彈出去時(shí)，粉筆有沒(méi)有發(fā)生形變呢？

學(xué)生回答：有，因?yàn)槿魏挝矬w受到力的作用都要發(fā)生形變，只是微小形變。

學(xué)生恍然大悟：討論某物體受到的彈力，必需是施力物體發(fā)生形變作用。

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：什么是彈力？

發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。

〔2〕設(shè)置問(wèn)題，層層深入，引出彈力的產(chǎn)生條件。

設(shè)問(wèn)：粉筆被彈出去以后，即不接觸的物體間是否有彈力？

學(xué)生：否。

設(shè)問(wèn)：接觸的物體間就肯定有彈力嗎？

學(xué)生：有或不肯定。

師：那么到底有沒(méi)有呢？我們一起通過(guò)試驗(yàn)來(lái)探究。

演示試驗(yàn)6：在桌面上掛一鉤碼，彈簧秤的掛鉤輕輕的鉤住鉤碼，而不產(chǎn)生示數(shù)，

設(shè)問(wèn)：雖然彈簧秤有跟鉤碼接觸，但是沒(méi)有示數(shù)即就沒(méi)有發(fā)生形變，這說(shuō)明了什么？

學(xué)生：沒(méi)有彈力的作用。

教師分析歸納眾多試驗(yàn)得到，彈力產(chǎn)生的條件是：a、直接接觸；b、產(chǎn)生彈性形變，這兩個(gè)條件缺一不行。

〔3〕、分析總結(jié)，得出彈力的方向。

以前面的試驗(yàn)為分析材料，師生一同分析彈力方向與施力物體形變間的關(guān)系。

由學(xué)生歸納出：彈力方向總是與施力物體形變的方向相反，或者說(shuō)與施力物體恢復(fù)形變的方向的相同。

分析常見(jiàn)物體的彈力方向：

實(shí)例1壓縮的彈簧把小球彈起，分析小球受到的彈力方向；

實(shí)例2.分析放在桌面的書(shū)受到的彈力方向；

實(shí)例3.分析圖中球受到的彈力方向；

實(shí)例4.分析電線(xiàn)上掛的燈受到的彈力方向；

實(shí)例5，分析圖中桿受到的彈力方向。

師生共同分析總結(jié)：

彈簧彈力方向?yàn)榛謴?fù)原長(zhǎng)的方向。以前初中階段學(xué)習(xí)的壓力、支持力、繩的拉力都是彈力。是根據(jù)彈力效果命名的力。支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。繩子拉力方向是指向繩子的收縮方向。

〔4〕、學(xué)生分組試驗(yàn)，探究彈簧彈力的大小與什么因素有關(guān)？

設(shè)問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們猜測(cè)彈簧彈力的大小到底與什么因素有關(guān)？

學(xué)生回答可能會(huì)出現(xiàn)：彈力大小跟長(zhǎng)度，形變程度有關(guān)。

師：那么到底跟什么有關(guān)呢？我們一起通過(guò)試驗(yàn)來(lái)探究。

高中階段我們較常見(jiàn)的是彈簧的形變，那么我們用探究試驗(yàn)來(lái)探究彈簧形變〔伸長(zhǎng)量〕或者長(zhǎng)度與彈力之間的關(guān)系〔教材66〕。

試驗(yàn)步驟：

1，記下彈簧未掛鉤碼時(shí)的原來(lái)長(zhǎng)度；

2，掛上100g的鉤碼記下總長(zhǎng)，和伸長(zhǎng)量；

3，逐個(gè)增加鉤碼記下相應(yīng)的總長(zhǎng)和伸長(zhǎng)量，填入表格；

4，以F為縱坐標(biāo)，伸長(zhǎng)量〔或者伸長(zhǎng)后的總長(zhǎng)度〕為橫坐標(biāo)。用圖線(xiàn)各分析他們的關(guān)系。

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

鉤碼總重G

彈簧總長(zhǎng)Ln

原長(zhǎng)L0

彈簧伸長(zhǎng)量△Ln

[學(xué)生分組探究，安裝儀器，測(cè)量數(shù)據(jù)，列表紀(jì)錄，畫(huà)出圖像查找規(guī)律。試驗(yàn)過(guò)程教師巡回指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)留意事項(xiàng)，發(fā)覺(jué)問(wèn)題，準(zhǔn)時(shí)糾正。]

由學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手試驗(yàn)得出自己的結(jié)論：彈簧的彈力等于鉤碼所受的重力，隨著伸長(zhǎng)量的增加，彈簧彈力的大小也增大。圖像說(shuō)明成正比。而長(zhǎng)度與彈力的大小不成關(guān)系，說(shuō)明與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，與形變量有關(guān)。

教師小結(jié)得出規(guī)律；胡克定律：F=kx；該定律適用于彈性限度內(nèi)，發(fā)生彈性形變的彈簧。[學(xué)問(wèn)連接：介紹胡克的生平事跡，以及對(duì)物理所做的奉獻(xiàn)]

x:彈簧的伸長(zhǎng)〔或縮短〕量；

k:彈簧的勁度系數(shù)〔即圖中的斜率〕勁度系數(shù)由材料，樣子，長(zhǎng)度來(lái)決定；

F:彈簧的彈力；

結(jié)果外推：彈力大小跟形變量有關(guān)，形變?cè)酱螅瑥椓υ酱?，形變消失，彈力消失?/p>

三，課堂練習(xí)，穩(wěn)固提高總結(jié)規(guī)律，簡(jiǎn)潔應(yīng)用，穩(wěn)固提高

〔1〕例題〔教材67〕

〔2〕小結(jié)四，課后作業(yè)與討論性學(xué)習(xí)

課后探究，自主學(xué)習(xí)，敢于創(chuàng)新

〔1〕課后作業(yè)：完成教材70頁(yè)第2.3.4.5題

〔2〕討論性學(xué)習(xí)

①通過(guò)調(diào)查討論，探究材料的勁度系數(shù)與什么因素有關(guān)，以及混凝土中鋼筋的作用，不同位置的鋼筋應(yīng)當(dāng)如何放置？為什么？

②彈力在生活中很常見(jiàn)！探究彈力在生活有何應(yīng)用？

分組各寫(xiě)兩篇小論文，一、二組寫(xiě)第一題，三、四組寫(xiě)第二題，另支配時(shí)間一起溝通。

設(shè)計(jì)思路與教學(xué)反思

本部分內(nèi)容設(shè)